[發明專利]一種膠黏劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110257544.6
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113072907B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 黃木華;彭山青;鄧漢林;賈瓊
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C08G18/76;C07C263/10;C07C265/14
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

本發明提供了一種膠黏劑及其制備方法和應用。該固態膠黏劑作為反應型膠黏劑，易于形成具有多重氫鍵和Pi?Pi堆積作用的三維網絡結構。同時，在固態膠黏劑中，異氰酸酯基團質量占比高達38.6％或41.8％，熔點介于79?81℃，因而可以保持很高的粘接力和反應活性，使用時加熱至熔點以上即可施工；進一步地，上述兩種固態膠黏劑在使用過程中，無需使用苯、甲苯和苯混合溶劑(溶劑型膠黏劑的生產過程中會大量用到)，因而可用作綠色膠黏劑；更進一步地，本發明還提供了一種規模化制備中間產物1,3,5?三氨基苯和2,4,6?三氨基甲苯的技術，它們是制備相應三異氰酸酯的關鍵前體，有利于實現1,3,5?苯三異氰酸酯和2,4,6?甲苯三異氰酸酯的工業化、規模化生產。

技術領域

本發明涉及化工與新材料技術領域，特別是提供了一種膠黏劑及其制備方法和應用。

背景技術

膠黏劑已經成為傳統膠黏劑行業的發展趨勢。目前市場上銷售的膠黏劑主要是有機溶劑型膠黏劑，然而，有機溶劑型膠黏劑的生產原料中含有大量的苯、甲苯和苯混合物。因此，在機溶劑型膠黏劑的生產和使用過程中，這些有毒類物質通過不斷揮發，對人的身體健康造成嚴重危害，長期接觸會造成白細胞嚴重減少或慢性中毒，嚴重的甚至危及生命。同時，也會加劇對周圍空氣環境的污染。

為了減少膠黏劑的生產和使用中，對人身和環境帶來的危害，膠黏劑的研究進程一直沒有中斷過，在這個過程中，人們嘗試以水代替毒性的有機溶劑，發展了水基膠黏劑，這在一定程度上改善了環保問題。例如，溶劑型壓敏膠黏劑已經被乳液型丙烯酸壓敏膠黏劑完全取代；水基層壓膠黏劑也消除了溶劑基層壓膠黏劑；單組分與雙組分水性聚氨酯膠黏劑已經能夠替代汽車內飾中常用的溶劑型膠黏劑。然而，水基黏合劑干燥速度慢、耐水性和抗凍性差，同時，有些反應型膠黏劑與水不相容，阻礙了它的廣泛應用。

因此，加快發展膠黏劑來取代傳統的混合溶劑膠黏劑已成為社會發展需要；同時，不斷開發粘接強度高、品種豐富且綠色環保的固態膠黏劑成為一項緊迫和高技術含量的任務。

發明內容

本發明就是在以上歷史背景下，提供了一種固態膠黏劑及其制備方法和應用。

第一方面，本發明提供了一種固態膠黏劑，所述固態膠黏劑的結構式如下式所示：

當R為H時，所述膠黏劑中的異氰酸酯基團質量占比為41.8％，所述膠黏劑的熔點為81℃；

當R為CH₃時，所述膠黏劑中的異氰酸酯基團質量占比為38.6％，所述膠黏劑的熔點為79℃。

第二方面，本發明提供了一種制備上述第一方面所述的固態膠黏劑的方法，當所述固態膠黏劑的結構式中的R為H時，所述固態膠黏劑的制備方法包括：

步驟1：以結構式V所示的1,3,5-環己三酮為原料，在堿性條件下與鹽酸羥胺進行第一反應，得到結構式IV所示的1,3,5-環己三酮肟；

步驟2：將得到的結構式IV所示的1,3,5-環己三酮肟經過N-O鍵切斷- 異構化反應，得到結構式III所示的1,3,5-三氨基苯；

步驟3：將得到的結構式III所示的1,3,5-三氨基苯與光氣進行第二反應，反應結束后，經過后處理得到結構式I所示的1,3,5-苯三異氰酸酯；

其中，所述結構式III所示的1,3,5-三氨基苯中的x＝0-3,當x＝0時，所述結構式III所示的1,3,5-三氨基苯為自由胺類化合物；當x＝3時，所述結構式 III所示的1,3,5-三氨基苯為1,3,5-三氨基苯鹽酸鹽；

優選地，在所述步驟1中，所述堿性條件中所用的堿為濃氨水、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀和碳酸氫鉀中的任意一種；所述第一反應的反應條件為：反應溫度為0-50℃，反應時間為30min-24h，反應溶劑為水、乙醇、甲醇中的至少一種；