一种水性单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于聚氨酯胶粘剂领域，涉及钢木门及家电行业钢板覆膜用胶，特别涉及一种水性单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法。本发明专利技术所述的水性单组分聚氨酯胶粘剂由聚氨酯乳液、水性氯醋树脂乳液及助剂复配而成，所述聚氨酯乳液由苯酐聚酯多元醇、脂肪族聚酯多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯及配合助剂制备而成，所述助剂主要为流平剂和增稠剂。本发明专利技术的水性单组分聚氨酯胶粘剂环保安全无污染，方便施工，粘接性能好，初期粘接强度和最终粘接强度均强，耐热及耐水性能好，80℃条件下不开胶，不脱层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于胶粘剂领域，涉及钢木门及家电行业钢板覆膜用胶，特别涉及一种新 型水性单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
水性聚氨酯是以水为分散介质的新型聚氨酯体系，它不仅具有不燃、无毒、不污染 环境、节省能源和易加工等优点，并具有优良的粘接性能、力学性能、耐磨损和耐老化性能 等，因此应用越来越广泛。 目前钢板覆膜用胶主要是油溶性胶粘剂和反应型热熔胶，用于粘接PVC膜与钢板、 PVC膜与冷乳板、PVC膜与铁板等基材。油溶性胶粘剂，具有操作方法简单，粘接强度高等优 点，但存在气味大，毒性大，污染环境，安全隐患大等不足。反应型热熔胶具有粘接强度高， 效率快等优点，但设备昂贵，操作复杂，工艺不易控制，成本高。 目前市场急需一种环保安全无污染，方便施工，粘接性能好，初期粘接强度和最终 粘接强度均强，耐热及耐水性能好的胶粘剂以弥补现有钢板覆膜用胶的不足。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一是克服现有技术的不足，提供一种新型水性单组分 聚氨酯胶粘剂，该水性单组分聚氨酯胶粘剂环保安全无污染，方便施工，粘接性能好，初期 粘接强度和最终粘接强度均强，耐热及耐水性能好，80°C条件下不开胶，不脱层。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案为： -种新型水性单组分聚氨酯胶粘剂，由聚氨酯乳液、水性氯醋树脂乳液及助剂复 配而成，所述聚氨酯乳液由苯酐聚酯多元醇、脂肪族聚酯多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)及配合助剂制备而成，所述助剂主要为流平剂和增稠 剂。 氯醋树脂为氯乙烯与醋酸乙烯的共聚物，由氯乙烯单体跟醋酸乙烯在引发剂的作 用下共聚而得，简称氯醋共聚物，也叫氯醋树脂，通过逐步加入醋酸乙烯单体来控制共聚物 中醋酸乙烯脂的百分含量来达到不同的性能要求。所述水性氯醋树脂是指以水为分散介质 的氯醋树脂体系。二苯基甲烧二异氰酸酯（Methylenediphenyl Diisocyanate)简称MDI，常温下为 白色固体，加热时有刺激臭味，沸点196°C，主要用于聚氨酯硬泡沫塑料、合成纤维、合成橡 胶、合成革、粘合剂等。根据其成分，二苯基甲烷二异氰酸酯也属含氮基的有机化合物。 异佛尔酮二异氰酸酯（Isophorone Diisocyanate)简称IPDI，是一种性能优良的 合成聚氨酯的原材料，在塑料、胶粘剂、医药和香料等行业中应用广泛。 进一步，所述水性氯醋树脂乳液为聚氨酯乳液重量的5%-20%。 进一步，所述苯酐聚酯多元醇及脂肪族聚酯多元醇，分子量为1000-4000。 进一步，所述苯酐聚酯多元醇与脂肪族聚酯多元醇的重量比为0.1:1-10:1。 进一步，所述苯酐聚酯多元醇为邻苯二甲酸、间苯二甲酸或对苯二甲酸与丁二醇、 新戊二醇、一缩二乙二醇或己二醇形成的苯酐聚酯多元醇。 进一步，所述脂肪族聚酯多元醇为丁二酸或己二酸与乙二醇、丁二醇、新戊二醇或 己二醇形成的脂肪族聚酯多元醇。 进一步，所述二苯基甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的物质的量之比为 0.25：1~5：1〇 进一步，所述配合助剂为催化剂、稀释剂、扩链剂、交联剂和乳化剂中的一种或多 种。 本专利技术的目的之二在于提供所述新型水性单组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，该方 法适用于工业化生产，其包括以下步骤： ⑴聚氨酯乳液的制备 将苯酐聚酯多元醇和脂肪族聚酯多元醇投入反应釜中，升温至110-130°C，真空脱 水l-3h，冷却至70-80°C，加入二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯，在80±5°C条 件下预聚l_2h，降温至60-70°C，再加入稀释剂、扩链剂和有机锡类催化剂，继续反应3-5h， 冷却至30-40°C，加入稀释剂升温至40-50°C，加入内乳化剂反应10_20min，加水分散后脱溶 剂即得； (2)水性单组分聚氨酯胶粘剂的制备 将聚氨酯乳液投入分散缸中，加入水性氯醋树脂乳液及流平剂，搅拌均匀，加入增 稠剂调节粘度至1500_5000mPa.s/25°C即可。本专利技术的有益效果在于： (1)本专利技术的水性单组分胶粘剂以水为分散介质，对环境无污染;不易燃不易爆， 无消防安全隐患。（2)方便施工，对施工人员健康无害，无需口罩、防毒面具等防护措施，也 无需排风机等溶剂处理装置。（3)粘接性能好，初期粘接强度和最终粘接强度均强，耐热及 耐水性能好，80°C条件下不开胶，不脱层。（4)本专利技术的水性单组分胶粘剂无异味，后期不影 响制品的气味。【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，而不应视为限定本专利技术的范围。优选实施例中未注明 具体条件的实验方法，通常按照常规条件。以下实施例中所用的试剂均来自商业购买。 下述实施例中所用的部分试剂： 异佛尔酮二异氰酸酯（iroi); 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI); 苯酐聚酯多元醇 PD-56、7810、PS-2412、PN-110、PS-400、PH-56; 脂肪族聚酯多元醇PEA1000、2000、3000，PBA1000、2000、3000、4000，PHA1000、 2000、3000，NPGA1000、2000、4000; 1，4-丁二醇(BD0)、1，6-己二醇(HD0)、三羟甲基丙烷(TMP)、乙二胺基乙磺酸钠、二 羟甲基丙酸； 氯醋乳液：DA-903、603、690、985。第一部分聚氨酯乳液的制备实施例1聚氨酯乳液的制备聚氨酯乳液按重量份由以下成分制备而成： 苯酐聚酯多元醇:PS-400:600g; 脂肪族聚酯多元醇:PBA4000:60g; 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI):127g; 异佛尔酮二异氰酸酯（iroi):ii3g 扩链剂:BD0:20g; 催化剂：辛酸亚锡0.4g; 内乳化剂：乙二胺基乙磺酸钠:58g; 稀释剂：丙酮：3200g; 分散剂:水：1660g。 将苯酐聚酯多元醇和脂肪族聚酯多元醇投入反应釜中，升温至110-130°C，真空脱 水l-3h，冷却至70-80°C，加入二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯，在80±5°C条 件下预聚l_2h，降温至60-70°C，再加入稀释剂、扩链剂和有机锡类催化剂，继续反应3-5h， 冷却至30-40°C，加入稀释剂升温至40-50°C，加入内乳化剂反应10_20min，加水分散后脱溶 剂即得。 实施例2聚氨酯乳液的制备 聚氨酯乳液按重量份由以下成分制备而成： 苯酐聚酯多元醇:PD-56:200g; 脂肪族聚酯多元醇:NPGA1000:2000g; 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI):120g;[00511异佛尔酮二异氰酸酯（iroi):480g; 扩链剂:BD0:16g; 催化剂：辛酸亚锡0.4g; 内乳化剂：乙二胺基乙磺酸钠:57g; 稀释剂：丙酮：3300g; 分散剂:水：1670g。 将苯酐聚酯多元醇和脂肪族聚酯多元醇投入反应釜中，升温至110-130°C，真空脱 水l-3h，冷却至70-80°C，加入二苯基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯，在80±5°C条 件下预聚l_2h，降温至60-70°C，再加入稀释剂、扩链剂和有机锡类催化剂，继续反应3-5h， 冷却至30-40°C，加入稀释剂升温至40-50°C，加入内乳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型水性单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，由聚氨酯乳液、水性氯醋树脂乳液及助剂复配而成，所述聚氨酯乳液由苯酐聚酯多元醇、脂肪族聚酯多元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯及配合助剂制备而成，所述助剂主要为流平剂和增稠剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李有刚，周静，韩晓晓，冉忠祥，秦艳梅，沈巧，
申请(专利权)人：重庆中科力泰高分子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85