本发明专利技术公开了一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：80‑140份聚合物多元醇、40‑80份改性多异氰酸酯、2‑12份亲水扩链剂、0.05‑0.1份催化剂、1‑6份交联剂、1‑6份中和剂、1‑2份增稠剂、0.5‑1份流平剂，提高了胶粘剂的拉伸性能，增强了与防弹复合材料粘合时的附着力，改善了胶粘剂的导热性能，能够实现快速散热，满足了防弹复合材料的使用要求。本发明专利技术还公开了一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的制备方法。本发明专利技术工艺简单，生产成本低，环保无污染。
Water proof polyurethane adhesive for bullet proof clothes composite material and preparation method thereof
The invention discloses a bullet proof composite waterborne polyurethane adhesive and its raw materials by weight: 80 140 polymer polyol, 40 80 modified polyisocyanate, 2 12 hydrophilic chain extender, 0.05 0.1 1 6 catalyst, crosslinking agent, 1 6 1 2 copies of neutralizing agent, thickening agent, 0.5 1 leveling agent, improve the tensile properties of the adhesive, and adhesive composite plates enhanced the adhesion, improve the thermal conductivity of the adhesive, can achieve rapid cooling, to meet the requirements of the use of ballistic composites. The invention also discloses a preparation method of water borne polyurethane adhesive for bullet proof composite material. The invention has the advantages of simple process, low production cost, environmental protection and no pollution.
【技术实现步骤摘要】
一种防弹衣复合材料用水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法
本专利技术涉及水性聚氨酯胶粘剂
，尤其涉及一种防弹衣复合材料用水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
现在应用于防弹复合材料的胶黏剂主要以溶剂型为主，例如SIS胶，对环境污染较大，不符合环保要求。随着研究的发展和人们环保意识的增强，水性聚氨酯胶粘剂的研究迅速发展，它具有软硬度可调节、耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点，能粘接金属、非金属等多种材料，用途广泛。但是水性聚氨酯胶粘剂与低表面能的防弹复合材料粘合时仍然存在附着力不强，拉伸强度小，导热性差的缺点。氧化石墨烯是碳的同素异形体—石墨烯的重要前体，是一种单原子厚度的二维碳片层结构，具有多种含氧基团，如位于层边缘的羧基和片层上的环氧基和羟基，其具有强度大、导热好、表面积大的特点。目前还没有用氧化石墨烯改性水性聚氨酯胶粘剂用于防弹复合材料的报道。
技术实现思路
本专利技术提出了一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法，利用氧化石墨烯对水性聚氨酯胶粘剂进行改性，解决了水性聚氨酯胶粘剂与防弹复合材料粘合时附着力不强，拉伸强度小，导热性差的技术问题。本专利技术提出的一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：80-140份聚合物多元醇、40-80份改性多异氰酸酯、2-12份亲水扩链剂、0.05-0.1份催化剂、1-6份交联剂、1-6份中和剂、1-2份增稠剂、0.5-1份流平剂。改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于溶剂中，在超声波频率为4000-6000Hz条件下超声分散得到氧化石墨烯分散液，加入多异氰酸酯，通入保护气，在温度70-90℃条件下搅拌反应得到改性多异氰酸酯。优选地，氧化石墨烯与多异氰酸酯的重量配比为0.5-1：4-20。优选地，氧化石墨烯与多异氰酸酯的重量配比为1：10。优选地，溶剂为DMF、丙酮、甲苯一种或两种以上混合物。优选地，溶剂为DMF。优选地，超声分散过程中，超声时间为1-2h。优选地，搅拌时间为20-28h。优选地，搅拌时间为24h。优选地，保护气为N2。优选地，其原料按重量份包括：100-130份聚合物多元醇、50-70份氧化石墨烯改性多异氰酸酯、5-9份亲水扩链剂、0.06-0.09份催化剂、2-5份交联剂、2-5份中和剂、1.2-1.8份增稠剂、0.7-0.9份流平剂。优选地，其原料按重量份包括：120份聚合物多元醇、60份氧化石墨烯改性多异氰酸酯、7份亲水扩链剂、0.07份催化剂、4份交联剂、4份中和剂、1.5份增稠剂、0.8份流平剂。优选地，聚合物多元醇包括聚酯多元醇和/或聚醚多元醇。优选地，聚合物多元醇包括聚己内酯二元醇、聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇、丙二醇聚醚、聚醚三醇、聚四氢呋喃二醇中一种或两种以上混合物。优选地，聚合物多元醇包括丙二醇聚醚、聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇、聚醚三醇中的一种或两种以上混合物。优选地，聚合物多元醇为丙二醇聚醚。优选地，多异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、3-氯苯基异氰酸酯、3,4-二氯苯基异氰酸酯、正丁基异氰酸酯、叔丁基异氰酸酯、十八烷基异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯中的一种。优选地，亲水扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸或二羟基半酯。优选地，亲水扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸。优选地，催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或两种以上混合物。优选地，催化剂为二月桂酸二丁基锡。优选地，交联剂为三羟甲基丙烷或聚氧化丙烯三醇。优选地，交联剂为三羟甲基丙烷。优选地，中和剂为氨水、氢氧化钠、三乙胺中的一种。优选地，中和剂为三乙胺。优选地，增稠剂为聚氨酯增稠剂或丙烯酸增稠剂中的一种或两种以上混合物。优选地，流平剂为丙烯酸型流平剂和/或有机硅型流平剂。一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：按配比将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度70-90℃进行预聚反应，得到聚氨酯预聚体，在聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂、催化剂进行扩链反应，加入交联剂进行交联反应，降粘，降温，加入中和剂、去离子水搅拌分散乳化制得改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。优选地，改性多异氰酸酯的滴加速度为1-2ml/min。优选地，保护气为N2。优选地，预聚反应的加热温度为70-90℃。优选地，预聚反应的加热温度为80℃。优选地，预聚反应时间为1-3h。优选地，预聚反应时间为2h。优选地，改性水性聚氨酯乳液中固含量为20-35wt％。优选地，改性水性聚氨酯乳液中固含量为30wt％。优选地，防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的粘度为95-105mPa.s。优选地防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的粘度为100mPa.s。优选地，溶剂为丙酮、丁酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上混合物。优选地，溶剂为丙酮。优选地，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为3-5：1。优选地，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为4：1。优选地，搅拌分散乳化过程中，使用的是高速搅拌器。优选地，一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：按配比将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度70-90℃反应1-3h，加入亲水扩链剂和催化剂，在温度80-90℃反应1-3h，加入交联剂，加入溶剂降黏，反应0.5-1.5h，将反应所得物料温度降至室温，加入中和剂，中和反应0.5-1.5h，加入去离子水，用高速搅拌器搅拌乳化20-40min，制得改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。优选地，扩链反应的温度为85℃，反应时间为2h。优选地，交联反应时间为1h。优选地，中和反应的时间为1h。优选地，乳化时间为30min。本专利技术采用氧化石墨烯对多异氰酸酯进行改性，氧化石墨烯的二维基面上分布着极性基团，如羟基和环氧基及边缘处的羰基和羧基，与多异氰酸酯相互作用，提高了胶粘剂的拉伸性能，增强了与防弹复合材料粘合时的附着力，氧化石墨烯均匀地分布在聚氨酯胶粘剂中，改善了胶粘剂的导热性能，能够实现快速散热，满足了防弹复合材料的使用要求，同时氧化石墨烯具有的片层结构以及良好的自恢复能力还赋予了胶粘剂良好的阻隔性能和自愈合能力，具有传统胶粘剂无法比拟的优势；采用亲水性扩链剂，在增强了聚氨酯胶粘剂的粘性的同时，还有具有环保，无污染的优点，加入交联剂控制聚氨酯乳液中的固含量符合防弹材料的使用标准，同时为乳化反应做好基础，使乳化过程无需添加乳化剂，在搅拌下就能实现乳化，简化了制作工艺，降低了生产成本。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：80份聚合物多元醇、40份改性多异氰酸酯、2份亲水扩链剂、0.05份催化剂、1份交联剂、1份中和剂、1份增稠剂、0.5份流平剂；改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于溶剂中，在超声波频率为4000Hz条件下超声分散得到氧化石墨烯分散液，加入多异氰酸酯，通入保护气，在温度70℃条件本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，其原料按重量份包括：80‑140份聚合物多元醇、40‑80份改性多异氰酸酯、2‑12份亲水扩链剂、0.05‑0.1份催化剂、1‑6份交联剂、1‑6份中和剂、1‑2份增稠剂、0.5‑1份流平剂；改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于溶剂中，在超声波频率为4000‑6000Hz条件下超声分散得到氧化石墨烯分散液，加入多异氰酸酯，通入保护气，在温度70‑90℃条件下搅拌得到改性多异氰酸酯。
【技术特征摘要】
1.一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，其原料按重量份包括：80-140份聚合物多元醇、40-80份改性多异氰酸酯、2-12份亲水扩链剂、0.05-0.1份催化剂、1-6份交联剂、1-6份中和剂、1-2份增稠剂、0.5-1份流平剂；改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于溶剂中，在超声波频率为4000-6000Hz条件下超声分散得到氧化石墨烯分散液，加入多异氰酸酯，通入保护气，在温度70-90℃条件下搅拌得到改性多异氰酸酯。2.根据权利要求1所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，氧化石墨烯与多异氰酸酯的重量配比为0.5-1：4-20；优选地，氧化石墨烯与多异氰酸酯的重量配比为1：10；3.根据权利要求1所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，搅拌时间为20-28h；优选地，搅拌时间为24h。4.根据权利要求1所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，其原料按重量份包括：100-130份聚合物多元醇、50-70份氧化石墨烯改性多异氰酸酯、5-9份亲水扩链剂、0.06-0.09份催化剂、2-5份交联剂、2-5份中和剂、1.2-1.8份增稠剂、0.7-0.9份流平剂；优选地，其原料按重量份包括：120份聚合物多元醇、60份氧化石墨烯改性多异氰酸酯、7份亲水扩链剂、0.07份催化剂、4份交联剂、4份中和剂、1.5份增稠剂、0.8份...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞明亮，
申请(专利权)人：俞明亮，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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