[發明專利]一種含納米凹凸棒的聚氨酯乳液膠黏劑

有效

• 申請號: 201711265810.X
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107987776B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 丁逸峰;杭祖圣;王經逸;陳志峰;張國盛;周勝一
• 申請（專利權）人: 江蘇光輝粘合科技有限公司
• 主分類號: C09J175/06
• 分類號: C09J175/06;C09J11/04;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/34;C08G18/32;C08G18/28;C08G18/10
• 代理公司: 無錫市天宇知識產權代理事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 丁騫

一種含納米凹凸棒的聚氨酯乳液膠黏劑，采用納米凹凸棒做封端劑，一方面利用納米凹凸棒對聚氨酯起到補強作用，另一方面，一維的納米凹凸棒能有效誘導聚氨酯分子鏈在凹凸棒表面取向結晶，提高聚氨酯分子鏈的結晶速度和結晶率，從而提高膠黏劑的初粘力，并進一步利用苯乙酮肟封閉異氰酸酯為潛在可反應基團，可與粘接界面的活性基團進一步反應，提高膠黏劑的粘接強度。制得的聚氨酯膠黏劑具有初粘力高、結晶速度快、結晶度高、耐熱性高和粘結強度高等優異性能。

技術領域

本發明涉及聚氨酯膠黏劑領域，特別是涉及具有高初粘力、結晶速度快和結晶度高的高性能水性聚氨酯乳液膠黏劑。

背景技術

水性聚氨酯膠黏劑因其具有無污染、易運輸和工作環境友好等優點，逐漸成為了膠黏劑市場的主流。但是，水性聚氨酯膠黏劑存在干燥速度慢、初粘力小和耐水性差等缺點，特別是低的初粘力，嚴重影響了聚氨酯膠黏劑的施工便利性，限制了水性聚氨酯膠黏劑的進一步發展。

提高聚氨酯分子鏈結晶速度，是提高水性聚氨酯膠黏劑初粘力的重要手段之一。當聚氨酯的分子鏈結晶速度提高，在較短的時間內聚氨酯膠黏劑的內聚力急劇增大，使得初粘力得到有效提高。不僅如此，提高聚氨酯膠黏劑分子鏈的結晶速度，也有利于提高膠黏劑的最終粘接強度。因此如何提高聚氨酯分子鏈結晶速度是目前水性聚氨酯的研究重點之一。

納米凹凸棒（AT）是一種含水鎂鋁的硅酸鹽礦物，具有獨特的層鏈狀分子結構，長徑比大，比表面積大，其表面富含羥基等活性官能團，能有效提高高分子材料的強度，是高分子領域里重要的納米補強填料之一。不僅如此，一維的納米凹凸棒還能誘導高分子鏈沿著其維度方向進行延展排布，從而實現高分子鏈的誘導結晶，提高結晶速度。

如果將納米凹凸棒以填料的形式直接加入到水性聚氨酯膠黏劑中，會存在嚴重的團聚問題，以及隨之而來的沉降，反而會降低產品的粘結強度及其施工性能。因此，如何解決納米凹凸棒填料在水性聚氨酯中的團聚，并促使納米凹凸棒發揮對聚氨酯分子鏈結晶速度的提高作用，是解決水性聚氨酯低初粘力和低粘接強度的關鍵之一。目前，國內外對水性聚氨酯的研究主要集中在新材料利用，如交聯劑設計與選擇、改性助劑選擇等方面，對納米填料促進聚氨酯結晶速度的研究鮮見報道。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種含納米凹凸棒的高結晶速度、初粘力大和粘結強度高的水性聚氨酯乳液膠黏劑。

技術方案：為了解決上述技術問題，本發明所述的一種含納米凹凸棒的水性聚氨酯乳液膠黏劑，它包括以下步驟，

步驟一：在氮氣保護下，加入1 mol的聚己二酸已二醇酯二元醇與2 mol的甲苯二異氰酸酯，在溫度60~70℃下攪拌2~3 h，加入200g納米凹凸棒，加入2wt%的二月桂酸二丁基錫，溫度80~90℃下繼續攪拌1~2 h，接著降低溫度，加入1 mol封閉劑，繼續攪拌2 h，得到預聚體A，其中，2wt%是以聚己二酸已二醇酯二元醇和甲苯二異氰酸酯之和為基準；

步驟二：在干燥氮氣保護下，在反應釜中加入10 mol分子量為4000的聚己二酸已二醇酯二元醇和20 mol甲苯二異氰酸酯，加熱60℃，攪拌2h，加入2 wt%的二月桂酸二丁基錫，繼續攪拌2 h，得到預聚體B，其中，2wt%是以聚己二酸已二醇酯二元醇和甲苯二異氰酸酯之和為基準；

步驟三：在步驟二中得到的預聚體B中，加入5 mol二羥甲基丙酸，加熱攪拌，最后加入2 mol三羥甲基丙烷和1 mol一縮二乙二醇，用丙酮調節體系粘度2000~4000mPa·s，以40 r/min的速率攪拌3 h，降溫至50℃，按照體系與預聚體A質量比1:1加入步驟一中得到的預聚體A，40 r/min繼續攪拌1 h，得到聚氨酯溶液；

步驟四：在50 r/min攪拌下，將步驟三得到的聚氨酯溶液以1:0.5質量比加入去離子水中，攪拌1 h后，減壓蒸餾脫去溶劑丙酮，得到含納米凹凸棒的水性聚氨酯乳液膠黏劑。