多重改性的自交联水性聚氨酯胶粘剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多重改性的自交联水性聚氨酯胶粘剂的制备方法。在反应设备中加入多异氰酸酯和低聚物多元醇反应，再加入亲水性扩链剂反应得到聚氨酯预聚体；再用松香树脂和环氧树脂改性聚氨酯预聚体得到改性的聚氨酯预聚体；最后将改性的聚氨酯预聚体加水用高速分散机分散，加入中和剂和交联剂，得多重改性的自交联型水性聚氨酯分散体，向该分散体中加入增稠剂和消泡剂，得改性水性聚氨酯胶粘剂。本发明专利技术制得的胶粘剂干燥速度快、耐水性好、粘结强度高，可满足汽车以及其他多种材料粘接的需求；操作方便、工艺简单、生产周期短，操作费用低，易于推广和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可用于汽车、家私、木材、包装材料、纤维、皮革等领域的一种改性水性胶粘剂 的制备方法，具体涉及到一种多重改性的自交SbJc性聚氨酯胶粘剂的制备方法。
技术介绍
溶剂型胶粘剂由于含有大量挥发性有机化合物(voc)，对环境污染严重。保护生态环境舆论 的呼声与日俱增， 一些发达国家相继制定了消防法规及溶剂法规，限制了溶齐趣胶粘剂的使用。 随着我国环保法规的日益健全以及人们环保意识的增强，质量好、无污染、与国际标准接轨的环 保型胶粘剂将取代溶剂型，成为合^^粘剂的主流产品，因此开发环保型胶粘剂是国内外胶粘剂 工业发展的趋势。目前，我国水性胶粘剂中，还是以"三醛树脂"胶、聚醋酸乙烯胶及丙烯酸酯树脂胶等为主。"三醛树脂"胶在^f顿过程中会产生有刺激性气味和毒性的甲醛，对环境造成污染；醋酸乙烯树 脂胶的耐水性、耐热性及粘接性能均较差；丙烯酸树脂胶的耐氐温性及粘接能力不佳。水性聚氨 酯胶粘剂，简称水性PU胶粘剂，它具有耐低温性能好、粘接3驢较高、柔韧性好、不燃、无毒、 不污染环境、节省能源等优点，且其粘度不随聚合物分子量的改变有明显差异，可将分子量调节 到所希望的较高水平，提高其内聚强度，具有广阔的发展前景。然而国产的7乂性聚氨酯胶粘剂性能还不能满足多种材料的需要，主要表现在内聚强度低、干 燥速度慢、耐高温性较差，无论理论还是应用研究都非常滞后，且产量很小，品种单一，远远满 足不了国内市场对这种高品质环保型胶粘剂日益增长的需求。因此如何提高其粘接强度、提高干 燥速度、使其品种系列化，以便适合多种用途的需要，是当今学者研究聚氨酯胶粘剂要解决的课 题。为改善水性聚氨酯及其胶膜性能、扩大水性聚氨酯的应用领域，需对聚氨酯进行改性。环氧 树脂具有高模量、高强度和耐化学品性能好m点，可直接参与水性聚氨酯的反应，形成网状结 构。提高了水性聚氨酯胶膜的机械性能、耐水性和耐溶齐雌等。松香树脂的加入降低了胶粘剂的 成本，提高了胶粘剂的初粘强。本专利将环氧树脂和松香弓l入水性聚氨酯胶粘剂改性中，得到环氧树脂和松香改性的水性聚 氨酯胶粘剂，大大提高了水性聚氨酯的性能，^0粘剂以水作为溶剂，有利于环保，其性能优异， 在汽车、家私、木材、M材料、纤维、皮革等领 有广阔的,前景。
技术实现思路
本专利技术目的在于研究出一种多重改性的自交^bJc性聚氨酯胶粘剂的制备方法，该制备方法粘结强度高、干^3I度快、耐水性好、制备方法简单、成本低。为达到上述目的，本专利技术采取了如下技术方案本专利技术的多重改性自交联水性聚氨酯胶粘剂的制备方、^括如下步骤(1) 聚氨酯预聚体的制备在M搅拌器、温度计、冷凝管的反应设备中，加入多异氰酸酯和低聚物多元醇，在60 8(TC下反应2 3h，然后加入扩链剂，反应2 5h，得到聚氨酯预聚体；多异氰酸酯和低聚物多元醇物质的量的比为3.1 1.3: 1;多异氰酸酯与扩链齐啲质量比为10:1.5 2.7(2) 改性的聚氨酯预聚体的合成在60 80。C下将松香树脂和环氧树脂同时加到步骤(1) 得到的聚氨酯预聚体反应3 5h，得到改性的聚氨酉鞭聚体，其中，松香树脂多异氰酸酯环氧 树月旨的质量比为2 4: 20: 1 2;(3) 改性水性聚氨酯分散体的合成向步骤(2)得到的改性聚氨酯预聚体中加水，用高速分散机以2500 4000 ipm/min的速度分散，加入中和剂和交联齐lj在35。C 4(TC乳化10 30min， 得到改性7jC性聚氨酯胶粘剂；所述中和度为85 100%，加水乳化后，使改性水性聚氨酯分散体的 固含量为32 40%，所述的交联剂质量占改性聚氨酯预聚体、水和中和剂的总质量的0.1% 0. 25%;(4) 改性水性聚氨酯胶粘剂配胶向步骤(3)得到的改性7K性聚氨酯分散体中加入增稠剂 和消泡剂，得改性的7K性聚氨酯胶粘剂；所述的增稠剂改性7jC性聚氨酯分散体消泡剂的质量比为O. 1 0.5: 100: 0.05 0.3。所述步骤(1)的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酉旨(TDI)、六亚甲基二异氰酸酉旨(HDI)、异佛 尔酮二异氰酸酯(IPDI)、 二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯(MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯 (PAPI)、苯二亚甲基二异氰酸酉旨(XDI)。所述步骤(1)的低聚物多元醇聚酯多元醇，如聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸一縮二乙 二醇酯二醇、聚己二酸-1， 4-丁二醇酯二醇、 一縮二乙二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯二 醇；聚醚多元醇，如聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇，其他低聚物多元醇， 如聚丁二烯二醇。所述步骤(1)的亲水性扩链齐伪二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸。 所述步骤(2)的松香树脂为松香甘油酯、松香季戊四醇酯^fe嗜顺丁烯二酸酐酯。 所述步骤(2)的环氧树脂为环WT脂E-16、环,脂E-20、环氧树脂E-44或环氧树脂E_51。 所述步骤(3)的中和剂为三乙胺或三乙醇胺。 所述步骤(3)的交联齐伪乙二胺或丁二胺。所述步骤(4)的增稠剂为聚丙烯酸类自增稠剂，型号为WZA-120， WZA-121它为；消泡剂为聚硅油类消泡剂，型号为ATF-l,ATF-2。 相对于现有技术，本专利技术具有如下优点(1) 将环氧树脂和松香树脂引入聚氨酯胶粘剂的改性中，提高了水性聚氨酯胶粘剂的交联度、内聚5驢和初粘力，舰环氧树脂的环氧基和羟基与二异氰酸酯的NC0基反应，采用化学方 法将环氧树脂引入到聚氨酯的分子结构中，形成具有交联结构的水性聚氨酯，将环氧树脂的高膜 量、高强度和耐化学性好等优点与聚氨酯柳旨的优点结合起来，加入松香树脂，降低了合成的胶 粘剂的成本，提高了胶粘剂的初粘力，使合成的改性的聚氨酯胶粘剂具有环氧树脂、松香树脂以 及聚氨酯的性能。使序淛得的胶粘剂千燥速度快、耐水性好、粘结强度高，可满足汽车以及其他 多种材料粘接的需求；(2) 通过乳胶粒子设计，合戯合物乳液。齡工艺采用自乳化法进行乳液聚合在乳液聚合 过程中不需添加乳化剂，消除了低W乳化剂对胶膜的影响；(3) 本专利技术方法操作方便、工艺简单、生产周期短，操作费用低，易于推广和应用；(4) 本专利技术制备的多重改性的自交齢K性聚氨酯胶粘剂，其性能与国外同类水性聚氨酯胶粘 剂的性能相当，而成本比国外样品低得多。具体实施例方式为更好理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术做进一步地详细说明。但是本专利技术要求保护的 范围并不局限于实施例表示的范围。 实施例l将100g HDI、 384g分子量为2000的聚氧化丙烯二醇在80'C反应3h，然后加入15g 二羟甲基 丙酸，反应2h得聚氨酯预聚体；将10g松香甘油酯和5gE-20环氧树脂加入到该预聚体中，与预 聚体反应3h，得松香甘油酯和环氧树脂改性的聚氨酯预聚体，然后降温至35。C，最后加入9.6g三 乙胺中和10min，在2500r/min織下加1115g水，分散10min，再加1.7g乙二胺交联剂，得改性 水性聚氨酯分散体。取100g上述改性的水性聚氨酯分散体，向该分散体中力n入0.1g增稠剂WZA-120， O.lg消泡 剂ATF-1，得到改性的7jC性聚氨酯胶粘剂。该产口°。性能与国外某公司产品性能比较见表1。如表1所示，本实施例制备的产品在未增稠时旋转粘度、！^拉伸强度、胶粘剂180°剥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多重改性的自交联水性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：（１）聚氨酯预聚体的制备：在反应设备中加入多异氰酸酯和低聚物多元醇，在６０～８０℃下反应２～３ｈ，然后加入，反应２～５ｈ，得到聚氨酯预聚体；多异氰酸酯和低聚物多元醇物质的量的比为：３．１～１．３∶１；多异氰酸酯与扩链剂的质量比为１０∶１．５～２．７；（２）改性的聚氨酯预聚体的合成：在６０～８０℃下将松香树脂和环氧树脂同时加到步骤（１）得到的聚氨酯预聚体中反应３～５ｈ，得到改性的聚氨酯预聚体，其中，松香树脂∶多异氰酸酯∶环氧树脂的质量比为２～４∶２０∶１～２；（３）改性水性聚氨酯分散体的合成：向步骤（２）得到的改性聚氨酯预聚体中加水，用高速分散机以２５００～４０００ｒｐｍ／ｍｉｎ的速度分散，加入中和剂和交联剂在３５℃～４０℃乳化１０～３０ｍｉｎ，得到改性水性聚氨酯分散体；中和剂的中和度为８５～１００％，所述的水的质量为使该改性水性聚氨酯分散体的固含量为３２～４０％，所述的交联剂的质量占改性聚氨酯预聚体、水、中和剂的总质量的０．１％～０．２５％；（４）改性水性聚氨酯胶粘剂配胶：向步骤（３）得到的改性水性聚氨酯分散体中加入增稠剂和消泡剂，得到改性的水性聚氨酯胶粘剂；所述的增稠剂∶改性水性聚氨酯分散体∶消泡剂的质量比为０．１～０．５∶１００∶０．０５～０．３。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅和青，夏正斌，黄洪，沈慧芳，陈焕钦，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]