[發(fā)明專利]一種高初粘性水性聚氨酯膠粘劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310365375.3
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103421462A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 涂偉萍;陳軍;王鋒;胡劍青
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C09J175/06
• 分類號: C09J175/06;C08G18/75;C08G18/73;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/12
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種膠黏劑，特別是涉及一種高初粘性水性聚氨酯膠粘劑及其制備方法，該膠黏劑可用于鞋材、皮革、PVC板材等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水性聚氨酯膠粘劑以水為分散介質(zhì)，其連續(xù)相為水，相對于傳統(tǒng)溶劑型聚氨酯膠粘劑，其具有環(huán)保安全，易保管和貯存，使用方便的優(yōu)點。同時其較好地保留了溶劑型聚氨酯的特性，特別是交聯(lián)型聚氨酯乳液。所以，近年來，水性聚氨酯的研發(fā)與生產(chǎn)越來越受到世界各國的重視，如2003年美國膠粘劑市場中，溶劑型占14%，而水性占62%，射線固化型占1%，粉末型占1%，無溶劑型占22%。據(jù)報道，目前從我國出口的名牌運動鞋（Nike、Adidas等）所用水性聚氨酯膠粘劑用量不下2萬噸，產(chǎn)品主要依賴于進(jìn)口。

但總的看來，聚氨酯水分散型產(chǎn)品還有一些缺點需要克服，如以蒸發(fā)潛熱高的水為介質(zhì)引起的干燥速度慢，對非極性基材潤濕性差，初粘性低等問題。固含量、結(jié)晶度、初粘性是長期困擾水性聚氨酯膠粘劑應(yīng)用的難點。目前生產(chǎn)的水性聚氨酯產(chǎn)品的固含量多為20%～40%，干燥和運輸費用較高，有研究者證實，如果將水性聚氨酯固含量提高到45%以上，在40～60℃的干燥溫度下，其干燥速度可與普通溶劑型聚氨酯樹脂室溫下的干燥速度接近。水性聚氨酯的初粘性低是阻礙其廣泛應(yīng)用的重要因素，日本大日本油墨公司已采用環(huán)氧樹脂改性的方法，提高水性聚氨酯的初粘性，具有一定的效果。

目前水性聚氨酯制備多采用先由低聚物多元醇和過量多異氰酸酯反應(yīng)生成預(yù)聚體，再用擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈的方法，該方法繁瑣但容易控制反應(yīng)，反應(yīng)初期，多異氰酸酯過量，預(yù)聚體分子量較小，再通過擴(kuò)鏈劑逐步擴(kuò)鏈，增大分子量，這種方法對于反應(yīng)條件要求高，原料用量等稍有變化，產(chǎn)品性能差異明顯，無法保證聚氨酯分子量達(dá)到初粘性要求，工業(yè)化生產(chǎn)風(fēng)險大。基于此現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種新型水性聚氨酯生產(chǎn)方法：先由部分配方量多異氰酸酯與低聚物多元醇、擴(kuò)鏈劑反應(yīng)，人為調(diào)低異氰酸酯基團(tuán)與羥基摩爾比，確保預(yù)聚體分子量達(dá)到初粘性要求，再補(bǔ)加剩余多異氰酸酯，與親水?dāng)U鏈劑反應(yīng)，提供聚氨酯親水性。該方法操作彈性較傳統(tǒng)方法大，成功率更高，前景良好。

對于水性聚氨酯固含量及初粘性的提高，一直是廣大科研工作者研究的重點。中國發(fā)明專利CN102827571A自制聚酯多元醇，并引入交聯(lián)單體三羥甲基丙烷、磺酸型親水?dāng)U鏈劑，制備得到了固含量接近50%的水性聚氨酯產(chǎn)品，但其粘度偏大，流動性較差，不易施工，市場化存在困難。中國發(fā)明專利CN102863939A利用環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂對聚氨酯乳液雙重改性，制備的水性聚氨酯產(chǎn)品性能良好，但其制備流程繁雜，生產(chǎn)效率低。中國發(fā)明專利CN1995258A公開了一種利用丙烯酸酯乳液和聚氨酯乳液共混得到的水性膠粘劑，由于聚丙烯酸酯與聚氨酯之間沒有形成化學(xué)交聯(lián)，其涂膜硬度、耐水、耐溶劑等性能仍有進(jìn)一步提高的空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于制備一種固含量高，可用于鞋材、皮革、PVC板材等粘接的高初粘性水性聚氨酯膠粘劑。

本發(fā)明的另一目的是提供一種步驟簡便，成本低廉，環(huán)保的高初粘性水性聚氨酯膠粘劑的制備方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種高初粘性水性聚氨酯膠粘劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）按重量份數(shù)計，向反應(yīng)器中加入78～82份聚酯多元醇和0.8～1.3份1，4-丁二醇，在110～120℃下，抽真空除水1～1.5h，降溫至70～75℃，控制轉(zhuǎn)速至140～160rpm條件下，向反應(yīng)器中加入0.02～0.06份催化劑，10～12份異佛爾酮二異氰酸酯，2.5～2.9份六亞甲基二異氰酸酯，升溫至80～85℃，開始反應(yīng)；所述聚酯多元醇為聚己二酸-1，4-丁二醇酯；所述催化劑為二丁基錫二月桂酸或辛酸亞錫；

（2）反應(yīng)0.5～0.8h后，加入25～35份溶劑丁酮，繼續(xù)反應(yīng)2.2～3h，加入1.2～2份異佛爾酮二異氰酸酯，0.3～0.5份六亞甲基二異氰酸酯，反應(yīng)0.4～0.6h；

（3）降溫至55～60℃，加入溶劑丙酮80～100份，調(diào)整轉(zhuǎn)速至500～550rpm，加入2.5～2.8份親水?dāng)U鏈劑，反應(yīng)0.5～0.6h；所述親水?dāng)U鏈劑為乙二胺基乙磺酸鈉質(zhì)量濃度為49～51%的水溶液；