[發明專利]一種有機蒙脫土改性雙組份聚氨酯膠粘劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201110219770.1
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN102277120A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 侯信;代春麗
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C09J11/04;C08G18/08;C08K9/04;C08K3/34;C09C1/40;C09C3/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發明涉及一種雙組份聚氨酯膠粘劑及其制備方法，更具體的來講，涉及一種利用有機蒙脫土改性一種雙組份聚氨酯膠粘劑及其制備方法。

背景技術

聚氨酯膠粘劑是分子鏈中含有氨酯基(-NHCOO-)或異氰酸酯基(-NCO)類的膠粘劑，固化后形成聚氨酯膠膜。它含有化學活潑性極強的基團，不僅與含有活潑氫的材料如泡沫、塑料、木材、皮革、紙張、織物、陶瓷等多孔材料有極強的粘接能力，而且與金屬、玻璃、橡膠等表面光潔材料也有良好的化學粘接力，可以滿足不同材料的粘接，此外它還具有韌性可調節、粘接工藝簡便、極佳的耐低溫性能等特點。因此隨著科學技術的發展越來越多的改性聚氨酯膜出現已經逐步得到應用。隨著聚氨酯膠粘劑應用領域的不斷擴大，人們對它的使用性能提出了各種新的和更高的要求，傳統單一的聚氨酯膠粘劑已經不能滿足實際應用的需要。為了滿足不同的用途，利用化學方法或物理方法對聚氨酯膠粘劑的改性研究就顯得至關重要。

蒙脫土是一種2∶1型，具有納米級片層結構的硅酸鹽粘土，其單位晶胞由二層硅氧四面體中間夾一層鋁氧八面體組成，四面體與八面體之間通過共用氧原子相連，其晶胞平行疊置。如果將聚合物或聚合物單體插進蒙脫土的片層之間，進而破壞其片層結構，剝離成厚1nm、長寬各約100nm的片層，并使其均勻分散在聚合物基體中，從而實現高分子和硅酸鹽片層在納米尺度上的復合。

發明內容

本發明的目的在于克服普通聚氨酯膠膜粘接性能差，力學性能差，耐熱性差，耐溶劑性能差，透光性不好等缺點，通過溶液插層法用有機蒙脫土對雙組份聚氨酯膠粘劑改性，以使其力學性能，耐熱性，耐溶劑性能，透明性有很大提高。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現：

一種有機蒙脫土改性雙組份聚氨酯膠粘劑，將有機插層劑處理蒙脫土與多元醇、丙酮混合均勻，超聲分散后除去丙酮，再與異氰酸酯組分反應后，室溫固化。

其中有機插層劑處理蒙脫土是指利用離子交換對蒙脫土實施有機化，即將采用沉降法純化后的蒙脫土(MMT)懸浮液置于恒溫水浴中，在攪拌下滴加季銨鹽的醇水混合溶液，反應并靜置，一般可以選擇20小時以上，優選24小時，得到白色沉淀物。用去離子水洗滌至白色沉淀物無氯離子存在，放入烘箱中烘干、研磨過篩，備用。

所述季銨鹽為十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨。

所述醇水混合溶液中，水與乙醇的體積比為(1-3)∶(1-7)。

所述恒溫水浴的溫度為60-80℃。

所述聚氨酯膠粘劑的制備方法，按照下述步驟進行：

(1)采用沉降法對蒙脫土(MMT)進行純化，即稱取蒙脫土，加入去離子水，攪拌后靜置，使其溶脹，配制成懸浮液，靜置后取上層液體待用，其中所述懸浮液中，蒙脫土質量與去離子水的體積比為1∶(10-20)。

優選在60-100℃下攪拌1-5h，然后靜置12-36h，使其溶脹，配制成MMT懸浮液；更加優選在80℃下攪拌2h，然后靜置24h，使其溶脹，配制成MMT懸浮液。

(2)利用離子交換對蒙脫土實施有機化，即將步驟(1)所得的上層液體置于恒溫水浴中，在攪拌下滴加季銨鹽的醇水混合溶液，反應并靜置，一般可以選擇20小時以上，優選24小時，得到白色沉淀物。用去離子水洗滌至白色沉淀物無氯離子存在，放入烘箱中烘干、研磨過篩，備用。

所述季銨鹽為十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨。

所述醇水混合溶液中，水與乙醇的體積比為(1-3)∶(1-7)。

所述恒溫水浴的溫度為60-80℃。

(3)按照多元醇組份質量的1-10％，稱取經過步驟(2)處理的蒙脫土，研磨后加入多元醇和丙酮，超聲分散均勻，得到中間產品C。

(4)將中間產品C與異氰酸酯組份混合反應，真空脫泡后室溫下固化，異氰酸酯組份與中間產品C的質量比為9∶(7-15)。

在所述步驟(4)中，異氰酸酯組分與中間產品C的質量比為9∶(10-15)。

本發明旨在針對已有膠粘劑存在的缺點，采用溶液插層法得到有機蒙脫土改性的聚氨酯膠粘劑，彌補以往聚氨酯膠粘劑的缺點。本發明采用雙組份膠粘劑，先采用十二烷基三甲基氯化銨和十六烷基三甲基溴化銨作為有機插層劑處理蒙脫土，在丙酮和多元醇組份中將有機蒙脫土分散，再與異氰酸酯組份進行混合，室溫固化，制備聚氨酯/有機蒙脫土納米復合膠粘劑。聚氨酯分子插入到蒙脫土片層之間，有機蒙脫土與基體的相容性良好，分散均勻，提高膠粘劑的力學性能，熱穩定性，耐溶劑性以及透光率。

具體實施方式