[發(fā)明專利]水性聚氨酯乳液的制備方法及其作為真空吸塑膠用膠黏劑的應用

有效

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• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN101921381A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 李小云;嚴健強;李鋼東;燕雯訪
• 申請（專利權(quán)）人: 上海英諾威化學有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/42;C08G18/10;C09J175/06
• 代理公司: 上海天協(xié)和誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及精細高分子材料領域的制備方法，尤其是涉及一種水性聚氨酯乳液的制備方法及其作為真空吸塑膠用膠黏劑的應用。

背景技術(shù)

水性聚氨酯乳液可以單獨作為真空吸塑膠，也可以與乙烯-醋酸乙烯酯乳液等復配成真空吸塑膠，但目前為止以復配為主。真空吸塑膠一般使用工藝：將PVC薄膜在加熱軟化過程中與噴膠后的中密度纖維板貼近，利用真空抽走PVC膜與中密度纖維板之間的空氣，依靠大氣壓使PVC膜緊緊地粘貼在中密度纖維板上，這個工藝過程稱為真空吸塑。水性聚氨酯乳液應用于真空吸塑膠主要指標體現(xiàn)在：(1)粘度穩(wěn)定性；(2)活化性能；(3)共混性能；(4)耐高溫性能。

目前應用于真空吸塑膠的國產(chǎn)水性聚氨酯乳液粘度不夠穩(wěn)定，而且每批次粘度范圍波動較大，固含量一般在40％以下，丙酮氣味大，共混性能不夠好等缺陷。而進口水性聚氨酯乳液產(chǎn)品例如德國的拜耳U-54，其價格昂貴，且耐熱只能到65℃左右。

水性聚氨酯型真空吸塑膠單組份使用的成品溫度耐熱性能只有60℃，而復配型真空吸塑膠單組份使用的成品溫度耐熱性能只有65℃。對于一些出口產(chǎn)品，往往需要在封閉的集裝箱內(nèi)進行遠洋運輸，特別對于需跨越赤道圈的運輸船只，其集裝箱內(nèi)的溫度能達到80～90℃，如果膠水的抗高溫性不夠，就容易造成出口產(chǎn)品的PVC裝飾皮開膠脫板，使產(chǎn)品報廢。常規(guī)做法是在膠水使用的過程中添加3～5％的固化劑來提高耐熱性，然而這將增加了生產(chǎn)工序，提高了生產(chǎn)成本，不利于被廣泛實際應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種成本低、粘度穩(wěn)定、活化溫度適中、共混性能好、抗高溫、粘結(jié)強度佳的應用于作為水基真空吸塑膠用膠黏劑的水性聚氨酯乳液的制備方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)，該方法包括預聚體的制備、預聚體的中和并分散到去離子水中得到分散體、擴鏈生成水性聚氨酯乳液。具體包括以下步驟：

(1)、將原料聚酯多元醇與異氰酸酯在催化劑二月掛酸二丁基錫催化下，在75～85℃反應2～3小時得到預聚體，所述異氰酸酯與聚酯多元醇的摩爾比為2～2.35∶1，所述催化劑為預聚體總重量的萬分之一；

所述聚氨酯多元醇由己二酸，1，4-丁二醇制備，分子量為2000，羥值為56±1mgKOH/g，OH官能度為2；

(2)、在步驟(1)得到的預聚體中加入親水基團化合物二羥甲基丙酸，同時加入助溶劑N-甲基吡咯烷酮，在60-70℃下反應4～5小時得到親水化的預聚體反應產(chǎn)物，所述二羥甲基丙酸加入量與步驟(1)中原料聚酯多元醇的摩爾比為0.28～0.67∶1，所述助溶劑加入量占最終乳液總重量1～3％；

(3)、在步驟(2)產(chǎn)物中加入三乙胺進行中和反應，三乙胺與步驟(1)中原料聚酯多元醇的摩爾比為0.37～0.52∶1，再加入去離子水，然后乳化；

(4)、在步驟(3)的產(chǎn)物中加入胺擴鏈劑，該胺擴鏈劑的加入量為體系中殘余異氰酸酯的摩爾比為0.5～0.8∶1，加料時間為5～10分鐘，加完后再分散45～60分鐘，即制得最終的水性聚氨酯乳液。

所述異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯或1，6-己二異氰酸酯中的任意一種或它們的混合物。所述的混合物中的異佛爾酮二異氰酸酯與1，6-己二異氰酸酯的摩爾比為2～9∶1。

步驟(4)中：所述胺擴鏈劑選自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、異佛爾酮二胺中任意一種，或是它們中任意兩種的混合物。優(yōu)選，胺擴鏈劑為乙二胺。

本發(fā)明制備所得的水性聚氨酯乳液可以單獨作為真空吸塑膠，也可以與乙烯-醋酸乙烯酯乳液等復配成真空吸塑膠。把乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液的Ph值調(diào)到7.0～8.0，加入流平劑、增稠劑等混合均勻，最后加入本發(fā)明制備的水性聚氨酯乳液共混均勻即可獲得復配的水基真空吸塑膠。