[發(fā)明專利]一種耐高溫的水性聚氨酯膠粘劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510026166.5
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104531033A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡運沖
• 申請（專利權(quán)）人: 胡運沖
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C09J11/08;C09J11/06;C08G18/62;C08G18/34;C08F212/08;C08F220/06;C08F218/08;C08F220/34
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種耐高溫的水性聚氨酯膠粘劑的制備方法，屬于膠粘劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

分子主鏈中含有重復(fù)的氨基甲酸酯鏈段的高分子樹脂稱為聚氨酯。水性聚氨酯膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的膠粘劑，也稱為水系或水基聚氨酯膠粘劑。由于聚氨酯類膠粘劑具有軟硬度性能可調(diào)節(jié)性好、耐低溫、柔韌性好、粘接強度大等優(yōu)點，因而其用途越來越廣泛。以前聚氨酯膠粘劑以溶劑型為主，有機溶劑易燃易爆、易揮發(fā)、氣味大、有毒性，使用時造成空氣污染。水性聚氨酯以水為基本介質(zhì)，具有不燃、氣味小、不污染環(huán)境、節(jié)能、操作方便等優(yōu)點，越來越受到人們的重視。

聚氨酯的出現(xiàn)起始于30年代，50年代就有少量水性聚氨酯的研究。如，1953年，Du?pont公司的研究人員將端異氰酸酯基團聚氨酯預(yù)聚體的甲苯溶液分散于水，用二元胺擴鏈，合成了水性聚氨酯乳液。當時由于聚氨酯材料剛剛起步，水性聚氨酯未受到重視。到了60、70年代，對水性聚氨酯的研究才逐漸重視起來。1967年，水性聚氨酯膠粘劑首次出現(xiàn)在美國市場，1972年已能大批量生產(chǎn)。80年代，美、德、日等國家的一些水性聚氨酯產(chǎn)品，已從試制階段發(fā)展為實際生產(chǎn)和應(yīng)用。在水性類膠粘劑中，我國目前仍以聚丙烯酸酯類乳液膠、聚乙烯類乳液膠、水性三醛樹脂等膠粘劑為主，水性聚氨酯正處于研究開發(fā)階段。

水性聚氨酯膠粘劑與溶劑型聚氨酯膠粘劑相比，具有如下特點：（1）多數(shù)水性聚氨酯膠粘劑中不含NCO基團溶劑型聚氨酯利用NCO基團的反應(yīng)，在粘接、固化過程中，增強粘接性能。水性聚氨酯含有羧基、羥基等基團，使膠粘劑產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)。（2）離子電荷、乳液粒徑是影響粘接強度的重要因素離子電荷的性質(zhì)不同（如，陰、陽離子）對不同材質(zhì)的粘接強度不同。乳液粒徑越大，粘接強度越小，反之越大。固體含量、分子量、交聯(lián)劑對溶劑型影響大；對水性型影響小。（3）水性聚氨酯的粘度通過水溶性增稠劑及水來調(diào)節(jié)；溶劑型聚氨酯的粘度通過提高固含量、分子量溶劑類型來調(diào)節(jié)。（4）水比溶劑揮發(fā)慢，所以水性聚氨酯膠粘劑干燥慢。水的表面張力比溶劑大，所以對疏水性表面潤濕能力差。水性聚氨酯含有親水基團，有的還含有水溶性的增稠劑，膠膜固化時若不形成一定程度的交聯(lián)，則耐水性差。（5）水性聚氨酯氣味小，對環(huán)境無污染，操作方便，殘膠易清理。

專利CN101962524A公開了一種水性聚氨酯膠粘劑及其制備方法，由聚酯多元醇、蓖麻油、異氰酸酯、親水擴鏈劑、有機硅烷、成鹽劑、溶劑、催化劑、去離子水為原料合成所得。選用了耐水性好的聚酯多元醇和蓖麻油，蓖麻油為疏水性結(jié)構(gòu)的聚醚物質(zhì)，同時采用硅烷的內(nèi)部交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得水性聚氨酯膠粘劑的耐水性得以大幅提高；加入氨類硅烷偶聯(lián)劑后，胺基與殘留異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)，可水解的硅氧基團發(fā)生水解縮聚而使體系交聯(lián)、擴鏈;通過以上過程，制得的膠水既有好的粘接強度，又有好的耐水性，能夠滿足水煮型聚氨酯膠粘劑的性能。

CN102516920A公開了一種水性聚氨酯膠粘劑及其制備方法，按重量份數(shù)計，包含聚酯多元醇100份；異氰酸酯30份；助劑7~8份；其余為去離子水；其制備方法是將聚酯多元醇脫水后加入異氰酸酯、二羥甲基丙酸、三羥甲基丙烷和N-甲基吡咯酮，滴加催化劑反應(yīng)得到預(yù)聚體；后加入丙酮和三乙胺中和成鹽；然后在高速剪切下分散到去離子水中進行乳化，加入乙二胺擴鏈，最后減壓蒸出丙酮即得。

但是上述制備得到的水性聚氨酯膠粘劑存在著在高溫條件下長期使用后，粘接力下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：水性聚氨酯膠粘劑在高溫條件下長期使用后，粘接力下降，主要是通過對其進行聚合物改性來實現(xiàn)的。

技術(shù)方案：

一種耐高溫的水性聚氨酯膠粘劑的制備方法，包括如下步驟：

第1步、改性丙烯酸樹脂的制備，按重量份計，將苯乙烯20～40份、丙烯酸10～20份、醋酸乙烯酯5～10份、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯5～10份、引發(fā)劑2～4份混合均勻，得到單體混合物；把有機溶劑100～200份投入反應(yīng)釜，升溫回流并保持10～20分鐘；滴加單體混合物，滴加完畢后，在回流狀態(tài)下保持1.5～2.5小時；再在反應(yīng)釜中加入引發(fā)劑2～4份，并在回流狀態(tài)下保持1.5～2.5小時，放冷，過濾后，即可；

第2步、聚氨酯預(yù)聚體的制備：在反應(yīng)釜中，加入異佛爾酮二異氰酸酯120～140份、十八碳二元脂肪酸30～40份和聚丁二烯二醇150～200份，升溫60～80℃進行反應(yīng)1～3h；然后加入擴鏈劑10～20份，再進行反應(yīng)1～3h，即可；