[發明專利]木質素改性陽離子水性聚氨酯膠粘劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310295555.9
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103409098A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 張振久;蔣艦;劉凱;蔡龍;王振旅;金朝君;李春郁
• 申請（專利權）人: 長春市三化實業有限責任公司
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C09J175/06;C09J175/08;C08G18/66;C08G18/64
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明屬于水性聚氨酯膠粘劑領域，具體涉及木質素改性陽離子水性聚氨酯膠粘劑及其制備方法。

背景技術

木質素是自然界中的含量僅次于纖維素的第二大可再生資源，工業木質素是制漿工業的主要副產物，僅僅造紙工業每年要從植物中分離出5000萬噸的木質素。迄今為止，超過95%的木質素仍舊以“黑液”直接排入江河中，對環境造成了嚴重污染，因此，有效地利用木質素非常重要。

水性聚氨酯是一種能夠分散在水中的高分子，是通過二異氰酸酯、聚合物二元醇、親水性二元醇、小分子二元醇或二元胺擴鏈而成的一種以水為分散介質的高分子材料。目前，已經被廣泛地應用到膠粘劑、涂料、皮革涂飾劑、織物處理劑等，其中在膠粘劑領域應用最為廣泛。專利CN100478375C報道了一種木質素改性水性聚氨酯的制備方法，首先將多異氰酸酯與聚醚多元醇或聚酯多元醇在50-90℃下攪拌反應1-5小時反應得到水性聚氨酯預聚物；然后，加入含親水基團的多官能基小分子擴鏈劑攪拌反應1-3小時進行擴鏈和交聯;最后，加入中和劑進行中和，調節PH值為6-8，中和5-10分鐘后冷卻到40℃以下再加冰水和木質素（總量的1.5%）分散，得到水性聚氨酯，該水性聚氨酯為陰離子水性聚氨酯。該發明得到的木質素改性水性聚氨酯的斷裂伸長率與拉伸強度相對改性前都有明顯的提高，同時其生產成本低廉且具有可生物降解、環保的特點。

然而，上述專利中所報道的木質素為木質素磺酸鹽，是在小分子擴鏈劑對聚氨酯預聚體擴鏈后加入的，因而，木質素并沒有參與化學反應，沒有成為聚氨酯主鏈結構中的一個鏈段，僅僅是木質素磺酸鹽與水性聚氨酯的物理共混，因而，得到的水性聚氨酯的粘結性能不理想，有待于進一步提高。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的木質素改性水性聚氨酯膠粘劑的粘結性差的問題，而提供木質素改性陽離子水性聚氨酯膠粘劑及其制備方法。

本發明首先提供一種木質素改性陽離子水性聚氨酯膠粘劑，按重量份數計包括如下組分：

優選的是，所述的木質素改性陽離子水性聚氨酯膠粘劑，按重量份數計包括如下組分：

優選的是，所述的木質素改性陽離子水性聚氨酯的制備方法，包括如下：

步驟一：將聚合物二元醇和三羥甲基丙烷反應，再與多異氰酸酯反應，得到第一中間體；

步驟二：將步驟一得到的第一中間體與含有氨基的二羥基化合物反應，得到第二中間體；

步驟三：將木質素和小分子擴鏈劑與步驟二得到的第二中間體反應，得到木質素改性陽離子水性聚氨酯。

優選的是，所述的聚合物二元醇為聚己二酸丁二醇酯、聚丙二醇或聚碳酸酯二元醇。

優選的是，所述的多異氰酸酯選自2，4-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4，4‘-二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、甲基環己基二異氰酸酯或二環己基甲烷二異氰酸酯中的一種。

優選的是，所述的含有氨基的二羥基化合物為N-甲基二乙醇胺、N-苯基二乙醇胺或N-丁基二乙醇胺或N-(3-氨基丙基)二乙醇胺中的一種。

優選的是，所述的小分子擴鏈劑為乙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇或三甘醇中的一種。

優選的是，所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯中的一種。

優選的是，所述的水性固化劑為Bayhydur3100、BayhydurXP2487/1、Bayhydur?XP?2547或Bayhydur?XP?2451中的一種。

本發明還提供一種木質素改性陽離子水性聚氨酯膠粘劑的制備方法，包括如下：

在反應容器中加入木質素改性陽離子水性聚氨酯、水性增稠劑、水性流平劑和增塑劑，攪拌20～30min，然后再加入水性固化劑攪拌1～3min，即得到木質素改性陽離子水性聚氨酯膠粘劑。

本發明的有益效果

本發明首先提供一種木質素改性陽離子水性聚氨酯膠粘劑，該膠粘劑以木質素改性陽離子水性聚氨酯為主要成分，所述的木質素改性陽離子水性聚氨酯通過木質素中的酚羥基與多異氰酸酯的聚合反應，將木質素結構引入到聚合物主鏈結構中，由于含有氨基的二羥基化合物的使用，大大加強了催化效果，使得該反應可以進行完全，充分地應用了木質素的優異的粘接性能提高了該陽離子水性膠粘劑的粘接性；另外，由于木質素取代了部分聚合物二元醇，從而，大大降低了該水性聚氨酯膠粘劑對石化資源的嚴重依賴。實驗結果表明：本發明的木質素改性陽離子水性聚氨酯膠粘劑剪切強度可達到2.83MPa，抗張強度可達到15.5MPa。