水性负氧离子聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种水性负氧离子聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用，涉及水性胶粘剂技术领域，水性负氧离子聚氨酯胶粘剂主要由按质量份数计的如下原料制得：负氧离子粉4－8份、二氧化碳共聚物多元醇50－70份、聚醚多元醇30－50份、蓖麻油15－25份、脂肪族二异氰酸酯10－20份、脂环族二异氰酸酯40－60份、扩链剂6－20份、扩链交联剂1－10份、催化剂0.01－1份和水200－300份，改善了现有的水性聚氨酯胶粘剂耐水性差和粘度低的技术问题，制成的水性负氧离子聚氨酯胶粘剂不仅具有很好的耐磨性和粘接性，而且具有很好的耐水性，同时还能够释放高浓度负氧离子，改善环境，促进机体健康。

Waterborne negative oxygen ion polyurethane adhesive and its preparation method and Application

The invention provides a water-borne negative oxygen ion polyurethane adhesive and its preparation method and application. It relates to the technical field of water based adhesive. The water-borne negative oxygen ion polyurethane adhesive is mainly made of the following raw materials according to the number of mass components: 4-8 parts of negative oxygen ion powder, 50-70 co carbon dioxide CO polyol polyol, polyether polyol 30 50 copies, castor oil 15-25, aliphatic diisocyanate 10-20, aliphatic diisocyanate 40-60, chain extender 6-20, chain extender 1-10, catalyst 0.01 - 1 and water 200-300, improved water resistance and low viscosity of water borne polyurethane adhesive. The oxygen ion polyurethane adhesive not only has good wear resistance and adhesion, but also has good water resistance, at the same time it can release high concentration of negative oxygen ion, improve the environment and promote the health of the body.

【技术实现步骤摘要】
水性负氧离子聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及水性胶粘剂
，尤其是涉及一种水性负氧离子聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，体育场地铺装材料主要以溶剂型聚氨酯胶粘剂和溶剂型双组份聚氨酯塑胶为主，所用有机溶剂易燃、易爆、易挥发、气味大，使用时造成空气污染，带来公害问题。另外现有的双组份聚氨酯铺装材料中普遍含有铅、汞等有毒有害物质，严重影响施工人员和使用人员的身体健康。随着人们环保意识的增强，传统溶剂型涂料中的挥发性有机物(VOC)排放受到限制，以水替代有机溶剂作为分解介质的水性聚氨酯材料更加环保，对环境和人体伤害小，但是现有的水性聚氨酯胶粘剂存在耐水性差和粘度低等缺点。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种水性负氧离子聚氨酯胶粘剂，改善现有的水性聚氨酯胶粘剂耐水性差和粘度低的技术问题。本专利技术提供的水性负氧离子聚氨酯胶粘剂，主要由按质量份数计的如下原料制得：负氧离子粉4－8份、二氧化碳共聚物多元醇50－70份、聚醚多元醇30－50份、蓖麻油15－25份、脂肪族二异氰酸酯10－20份、脂环族二异氰酸酯40－60份、扩链剂6－20份、扩链交联剂1－10份、催化剂0.01－1份和水200－300份。进一步的，所述水性负氧离子聚氨酯胶粘剂主要由按质量份数计的如下原料制得：负氧离子粉4－8份、二氧化碳共聚物多元醇55－65份、聚醚多元醇40－50份、蓖麻油20－25份、脂肪族二异氰酸酯10－20份、脂环族二异氰酸酯40－50份、扩链剂8－20份、扩链交联剂3－10份、催化剂0.1－1份和水220－300份；优选地，水性负氧离子聚氨酯胶粘剂主要由按质量份数计的如下原料制得：负氧离子粉5－7份、二氧化碳共聚物多元醇55－60份、聚醚多元醇40－45份、蓖麻油20－25份、脂肪族二异氰酸酯10－15份、脂环族二异氰酸酯40－50份、扩链剂10－20份、扩链交联剂3－8份、催化剂0.1－0.5份和水250－300份。进一步的，所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量为2000－6000g/mol，优选为2000－4000g/mol，进一步优选为3000－4000g/mol；优选地，二氧化碳共聚物多元醇的羟基官能度为2－4，优选为3－4；优选地，二氧化碳共聚物多元醇的分子内碳酸脂基团的摩尔分率为0.2－0.4，进一步优选0.3－0.4。进一步的，所述负氧离子粉包括按质量百分比计的如下组分：三氧化二铝30－40％、二氧化硅30－40％、三氧化二硼8－14％、氧化镁3－6％、氧化铁8－12％、氧化钠0.8－1.2％、氧化钾0.02－0.06％、五氧化二磷0.18－0.25％、二氧化钛0.25－0.3％、氧化亚铁1.2－1.5％和氧化钙0.01－0.05％。进一步的，所述负氧离子粉包括按质量百分比计的如下组分：三氧化二铝35.1％、二氧化硅34.81％、三氧化二硼11.02％、氧化镁4.7％、氧化铁10.18％、氧化钠0.91％、氧化钾0.04％、五氧化二磷0.22％、二氧化钛0.26％、氧化亚铁1.35％和氧化钙1.41％。进一步的，所述水性负氧离子聚氨酯胶粘剂的原料中还包括按质量份数计的水性羟基丙烯酸分散体40－60份；优选地，所述水性羟基丙烯酸分散体是由质量比为1：1：2：1：4的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯和二甲基乙醇胺制备得到。进一步的，所述扩链剂选自乙二胺基乙磺酸钠、1，4－丁二醇－2－磺酸钠、二羟甲基丁酸半酯、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、乙二醇、丁二醇、二乙二醇、二丙二醇、1，6－己二醇、1，3－丙二醇、1，2－丙二醇、1，4－二羟甲基环己烷和三甲基戊二醇中的至少一种；优选地，所述扩链交联剂选自二正丁胺、乙二胺、三甲基己二胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺和异氟尔酮二胺中的至少一种；优选地，所述催化剂选自N－甲基吗啉、N－乙基吗啉、N，N，N′，N′－四甲基六亚甲基二胺、1，2－二甲基咪唑；和锡化合物例如乙酸亚锡、辛酸亚锡、月桂酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、二乙酸二辛基锡和二氯化二丁基锡中的至少一种；优选地，催化剂为N′－四甲基六亚甲基二胺和乙酸亚锡的组合物，且两者的质量比为(1－2)：(4－5)。本专利技术的目的之二在于提供上述水性负氧离子聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：(a)将二氧化碳共聚物多元醇、聚醚多元醇、蓖麻油、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、扩链剂、催化剂和任选地水性羟基丙烯酸分散体混合，反应，得到胶粘剂预聚体；(b)将胶粘剂预聚体与扩链交联剂、负氧离子粉和水混合，反应，得到水性负氧离子聚氨酯胶粘剂。进一步的，在步骤(a)中反应温度为70－85℃；和/或，步骤(b)中反应温度为20－40℃。本专利技术的目的之三在于提供上述水性负氧离子聚氨酯胶粘剂在制备塑胶跑道和/或体育场地中的应用。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术提供的水性负氧离子聚氨酯胶粘剂通过加入负氧离子粉，在塑胶跑道和/或体育场地成型后，空气中的水分子可以通过高分子膜的孔隙与胶粘剂中的负氧离子粉碰撞，在负氧离子粉颗粒附近的强电场作用下电离成氢氧根离子和氢离子。氢氧根离子进入空气，吸引空气中水分子，形成水合羟基离子，即为空气负氧离子，从而增加空气中负氧离子的浓度，达到改善环境，增强机体免疫力的目的。另外，负氧离子粉持续释放的H3O2－负氧离子能够中和包覆在游离出的带有正电荷的甲醛、氨、苯类等有害气体颗粒的周围，使其形成大粒子团并沉降下来，不漂浮在空气中，对人体健康不再构成危害。(2)本专利技术提供的水性负氧离子聚氨酯胶黏剂以二氧化碳共聚物多元醇、聚醚多元醇和蓖麻油以及脂肪族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯为基础原料制得，通过选择二氧化碳共聚物多元醇和聚醚多元醇进行复配，二氧化碳共聚物多元醇组分内含有大量的碳酸酯键和醚键，这些键使得在制备聚氨酯时容易形成较强的分子内和分子间氢键，并通过与聚醚多元醇的协同作用下，制备的胶黏剂得到的胶膜不仅具有很好的耐磨性和粘接性，而且具有很好的耐水性，同时通过加入蓖麻油，使分子链端基反应，更加容易形成交联网状结构，从而使水性聚氨酯胶黏剂获得优异的耐水性能，使用本专利技术的胶黏剂不仅粘接性能好，附着力好，强度高，而且得到的胶膜具有优异的耐磨性和耐水性能。(3)本专利技术提供的水性负氧离子聚氨酯胶黏剂选用脂肪族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯复配使用，不仅不影响交联效果，而且胶黏剂中没有游离的异氰酸酯，NCO含量非常低，环保无毒，得到的胶黏剂更加安全环保。(4)本专利技术提供的水性负氧离子聚氨酯胶黏剂的制备方法通过先将多元醇、异氰酸酯、扩链剂和催化剂反应得到预聚体，再与负氧离子粉混合均匀后，与扩链交联剂和水反应得到水性聚氨酯胶黏剂，工艺简单、环保，适合大批量生产。(5)本专利技术水性负氧离子聚氨酯胶黏剂适用于制备塑胶跑道和/或体育场地底层材料，能够与底层粒料很好地结合，使得聚氨酯水性跑道和/或体育场地底层具有优异的耐磨性能和耐水性能，且安全环保。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性负氧离子聚氨酯胶粘剂，其特征在于，主要由按质量份数计的如下原料制得：负氧离子粉4－8份、二氧化碳共聚物多元醇50－70份、聚醚多元醇30－50份、蓖麻油15－25份、脂肪族二异氰酸酯10－20份、脂环族二异氰酸酯40－60份、扩链剂6－20份、扩链交联剂1－10份、催化剂0.01－1份和水200－300份。

【技术特征摘要】
1.一种水性负氧离子聚氨酯胶粘剂，其特征在于，主要由按质量份数计的如下原料制得：负氧离子粉4－8份、二氧化碳共聚物多元醇50－70份、聚醚多元醇30－50份、蓖麻油15－25份、脂肪族二异氰酸酯10－20份、脂环族二异氰酸酯40－60份、扩链剂6－20份、扩链交联剂1－10份、催化剂0.01－1份和水200－300份。2.按照权利要求1所述的水性负氧离子聚氨酯胶粘剂，其特征在于，主要由按质量份数计的如下原料制得：负氧离子粉4－8份、二氧化碳共聚物多元醇55－65份、聚醚多元醇40－50份、蓖麻油20－25份、脂肪族二异氰酸酯10－20份、脂环族二异氰酸酯40－50份、扩链剂8－20份、扩链交联剂3－10份、催化剂0.1－1份和水220－300份；优选地，水性负氧离子聚氨酯胶粘剂主要由按质量份数计的如下原料制得：负氧离子粉5－7份、二氧化碳共聚物多元醇55－60份、聚醚多元醇40－45份、蓖麻油20－25份、脂肪族二异氰酸酯10－15份、脂环族二异氰酸酯40－50份、扩链剂10－20份、扩链交联剂3－8份、催化剂0.1－0.5份和水250－300份。3.按照权利要求1所述的水性负氧离子聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述二氧化碳共聚物多元醇的分子量为2000－6000g/mol，优选为2000－4000g/mol，进一步优选为3000－4000g/mol；优选地，二氧化碳共聚物多元醇的羟基官能度为2－4，优选为3－4；优选地，二氧化碳共聚物多元醇的分子内碳酸脂基团的摩尔分率为0.2－0.4，进一步优选0.3－0.4。4.根据权利要求1－3任一项所述的水性负氧离子聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述负氧离子粉包括按质量百分比计的如下组分：三氧化二铝30－40％、二氧化硅30－40％、三氧化二硼8－14％、氧化镁3－6％、氧化铁8－12％、氧化钠0.8－1.2％、氧化钾0.02－0.06％、五氧化二磷0.18－0.25％、二氧化钛0.25－0.3％、氧化亚铁1.2－1.5％和氧化钙0.01－0.05％。5.根据权利要求1－3任一项所述的水性负氧离子聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述负氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：易屏，郭合平，郭瑞，李保琼，郭志方，
申请(专利权)人：湖南盛亚体育实业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43