一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂、其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂、其制备方法和应用。所述环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：提供桐油、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及阻聚剂进行混合处理形成混合体系，在惰性气氛下进行第一反应，制备获得环氧化桐油，其中，所述第一反应的温度为150‑180℃，时间为3‑6h；提供聚氨酯预聚体，在所述聚氨酯预聚体中加入扩链剂进行扩链反应后，加入二羟甲基丙酸进行接枝反应，产物与所述环氧化桐油进行第二反应，制备环氧化桐油改性聚氨酯体系；在所述环氧化桐油改性聚氨酯体系中加入季胺溶剂进行中和、乳化处理，得到环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂。

Epoxy group modified waterborne polyurethane adhesive, preparation method and application thereof

The invention provides an epoxy group modified waterborne polyurethane adhesive, a preparation method and application thereof. The preparation method of the epoxy group modified waterborne polyurethane adhesive comprises the following steps: providing Tung oil, glycidyl methacrylate and an inhibitor for mixing treatment to form a mixing system, performing a first reaction in an inert atmosphere, and preparing an epoxy Tung oil, wherein the temperature of the first reaction is 150. The polyurethane prepolymer is provided, after chain extender is added to the polyurethane prepolymer for chain extension reaction, dimethylolpropionic acid is added for grafting reaction, and the product is reacted with the epoxy tung oil for a second time to prepare the epoxy tung oil modified polyurethane system; and the epoxy tung oil modified polyurethane system is prepared. The waterborne polyurethane adhesive modified by epoxy tung oil was prepared by neutralization and emulsification in polyurethane system with quaternary amine solvent.

【技术实现步骤摘要】
一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂、其制备方法和应用
本专利技术属于水性聚氨酯领域，尤其涉及一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂、其制备方法和应用。
技术介绍
聚氨酯胶粘剂作为聚氨酯树脂中的一个重要组成部分，具有优异的性能，因此，在许多方面都得到了广泛的应用。其中，水性聚氨酯胶粘剂是一种以水为分散剂的聚氨酯材料，与传统的溶剂型聚氨酯粘合剂相比，水性聚氨酯胶粘剂在使用过程中不产生挥发性的有毒溶剂，因此，具有绿色、无污染的优势，成为聚氨酯胶粘剂的重点发展方向。特别是近年来，人们环保意识的加强，进一步促进了水基聚氨酯胶黏剂体系的发展。然而，传统的水性聚氨酯存在着粘接力不够、耐热性和耐水性不好的问题，因此，需要对传统的水性聚氨酯体系进行改性。目前，通过引入环氧基团改性聚氨酯体系在实际生产中有着广泛的应用。在传统的水性聚氨酯体系中引入环氧基团的方法主要有以下几种：第一种方法：将环氧基团与聚氨酯预聚体在反应初期进行枝接共聚，其产物共同作为粘合剂体系中的甲组分；第二种方法：将环氧基团先进行开环反应，然后将其产物作为多羟基组分与聚氨酯预聚体发生反应引入环氧基团；第三种方法：将环氧基团作为粘合剂体系中的乙组分(固化剂)，在最后配胶阶段与端异氰酸基和羟基反应，使体系固化。然而，通过上述方法制备获得的传统环氧基团改性水性聚氨酯体系，其存在粘接力不够、耐热性和耐水性不好等缺点；且上述方法中，由于水性聚氨酯体系中的环氧基团通过环氧树脂引入，因此，其制成本较高，进一步限制了水性聚氨酯粘合体系的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，旨在解决现有技术制备环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂存在的粘接力不够、耐热性和耐水性差、以及成本高的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂。本专利技术的又一目的在于提供一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂在囊体材料制备领域的应用。本专利技术是这样实现的，一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：提供桐油、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及阻聚剂进行混合处理形成混合体系，在惰性气氛下进行第一反应，制备获得环氧化桐油，其中，所述第一反应的温度为150-180℃，时间为3-6h；提供聚氨酯预聚体，在所述聚氨酯预聚体中加入扩链剂进行扩链反应后，加入二羟甲基丙酸进行接枝反应，产物与所述环氧化桐油进行第二反应，制备环氧化桐油改性聚氨酯体系；在所述环氧化桐油改性聚氨酯体系中加入季胺溶剂进行中和、乳化处理，得到环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂。以及，一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂，所述环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂由上述方法制备获得，且结构为下式Ⅰ所示：以及，上述环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂在囊体材料制备领域的应用。本专利技术通过环氧化桐油改性的方法提高了水性聚氨酯体系的性能，改善了传统水性聚氨酯体系粘接力不够、耐热性和耐水性差等缺点。具体的，本专利技术提供的环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，先通过所述桐油和所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的双烯加成反应得到环氧化桐油，然后利用所述环氧化桐油与聚氨酯预聚体在反应初期进行枝接共聚，获得环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂，该方法流程简单易控，可实现产业化生产。通过该方法制备的环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂，一方面，所述改性水性聚氨酯体系通过环氧化桐油引入环氧基团，不仅可以降低生产成本，而且所述环氧化桐油可以提高所述改性水性聚氨酯体系的交联度，进而提高体系的强度、耐热性和化学稳定性；另一方面，由于所述桐油中含有α-桐酸，可以通过所述桐油α-桐酸固化来提高耐水性。此外，所述环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂兼具聚氨酯的高柔性。本专利技术所述环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂具有优异的粘结性能。本专利技术提供的环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂，含有环氧基团，从而赋予所述环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂高强度、较好的耐热性和化学稳定性，其粘结性能得到提高。此外，所述环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂兼具高柔性和高耐水性，其总体性能大幅提高。本专利技术提供的环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂用于囊体材料制备领域，可以有效提高囊体材料层结构之间的粘结力，并提高囊体材料的耐热性和耐水性。附图说明图1是本专利技术实施例1提供的水性聚氨酯胶黏剂的制备工艺流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：S01.提供桐油、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及阻聚剂进行混合处理形成混合体系，在惰性气氛下进行第一反应，制备获得环氧化桐油，其中，所述第一反应的温度为150-180℃，时间为3-6h；S02.提供聚氨酯预聚体，在所述聚氨酯预聚体中加入扩链剂进行扩链反应后，加入二羟甲基丙酸进行接枝反应，产物与所述环氧化桐油进行第二反应，制备环氧化桐油改性聚氨酯体系；S03.在所述环氧化桐油改性聚氨酯体系中加入季胺溶剂进行中和、乳化处理，得到环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂。具体的，上述步骤S01中，桐油是一种来源丰富的天然不饱和脂肪酸甘油酯，有着特殊的组成和结构特征，以及绿色环保和价格低廉的优势。本专利技术实施例采用所述桐油作为初始原料制备所述环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂，不仅可以减少原料成本，进而降低生产成本，而且可以通过其在化学反应过程中呈现的结构特征(如环氧化桐油、桐油α-桐酸)来赋予所述环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂优异的性能，如高强度、优异的耐热性、耐水性和化学稳定性等。上述步骤S01中，所述桐油、甲基丙烯酸缩水甘油酯进行第一反应，所述第一反应为双烯加成反应，其中，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯提供烯基，与所述桐油发生加成反应，形成环化的环氧化桐油。本专利技术实施例中，采用所述甲基丙烯酸缩水甘油酯作为原料与桐油进行双烯加成反应，可以得到反应效率更好、产率更高的所述环氧化桐油。作为优选实施例，为了促进所述第一反应(双烯加成反应)的高效进行，且降低生产成本，所述混合体系中，所述桐油和所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔比为1：(1.5-2.5)。本专利技术实施例中，为了防止上述原料之间发生自聚副反应，进而影响所述环氧化桐油的制备，反应体系中添加有阻聚剂。优选的，所述阻聚剂为BHT。进一步的，以所述混合体系的总重量为100％计，所述阻聚剂的添加量为0.45-0.55％，从而在控制成本的基础上，有效抑制自聚反应的发生。本专利技术实施例所述第一反应需在高温条件下才能实现，具体的，所述第一反应的温度为150-180℃，时间为3-6h。进一步优选的，所述第一反应在加压条件下进行，所述加压条件的压力为0.12-0.13MPa，通过加压可以进一步提高所述第一反应的产率。上述第一反应在惰性气氛中实现，具体的，所述惰性氛围为惰性气体氛围或真空氛围，所述惰性气体包括但不限于氮气、氦气。具体的，所述第一反应的反应式如下所示：其中，所述环氧化桐油的结构可简化为上述步骤S02中，所述聚氨酯预聚体(PU预聚体)可以通过下述方法制备获得，当然，也可以采用其他获得所述聚氨酯预聚体的方法制备。作为一个具体实施例，所述聚氨酯预聚体的制备方法包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：提供桐油、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及阻聚剂进行混合处理形成混合体系，在惰性气氛下进行第一反应，制备获得环氧化桐油，其中，所述第一反应的温度为150‑180℃，时间为3‑6h；提供聚氨酯预聚体，在所述聚氨酯预聚体中加入扩链剂进行扩链反应后，加入二羟甲基丙酸进行接枝反应，产物与所述环氧化桐油进行第二反应，制备环氧化桐油改性聚氨酯体系；在所述环氧化桐油改性聚氨酯体系中加入季胺溶剂进行中和、乳化处理，得到环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂。

【技术特征摘要】
1.一种环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：提供桐油、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及阻聚剂进行混合处理形成混合体系，在惰性气氛下进行第一反应，制备获得环氧化桐油，其中，所述第一反应的温度为150-180℃，时间为3-6h；提供聚氨酯预聚体，在所述聚氨酯预聚体中加入扩链剂进行扩链反应后，加入二羟甲基丙酸进行接枝反应，产物与所述环氧化桐油进行第二反应，制备环氧化桐油改性聚氨酯体系；在所述环氧化桐油改性聚氨酯体系中加入季胺溶剂进行中和、乳化处理，得到环氧化桐油改性水性聚氨酯胶黏剂。2.如权利要求1所述的环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述阻聚剂为BHT。3.如权利要求2所述的环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，以所述混合体系的总重量为100％计，所述阻聚剂的添加量为0.45-0.55％。4.如权利要求1所述的环氧基团改性水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述混合体系中，所述桐油和所述甲基丙烯酸缩水甘油酯的摩尔比为(1:1.5)-...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：海口未来技术研究院，
类型：发明
国别省市：海南,46