一种低VOC汽车专用水性胶水及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料和化工技术领域，涉及一种汽车用胶水，具体涉及一种低VOC汽车专用水性胶水及其制备方法。该胶水由A、B两组分组成，所述的A组分和B组分的重量比为100:（5‑10）；其中，所述的组份A由以下按质量百分比的原料组成：改性聚氨酯乳液50‑65%、吸附剂5‑10%、助溶剂3‑6%、消泡剂0.3‑0.8%、流平剂0.5‑0.8%、润湿剂0.1‑0.5%、增稠剂0.5‑1%、稳定剂1‑1.5%、去离子水余量；所述的B组分由以下按重量份的原料组成：异氰酸酯固化剂70‑80%、助溶剂20‑30%。本发明专利技术的胶水以水为介质，使用时无毒、无污染、低VOC和低气味等环保优点，而且在性能上仍具有高光泽、高耐磨性、高弹性、高粘结性、耐水、耐候、耐化学药品等优异的性能，制备方法简单，便于操作，能耗低，适合规模化生产。

A Water-borne Adhesive for Low VOC Automobile and Its Preparation Method

The invention belongs to the field of macromolecule materials and chemical technology, and relates to an automobile glue, in particular to a water-based glue for low VOC automobiles and a preparation method thereof. The glue consists of two components, A and B, and the weight ratio of the A component and the B component is 100: (5 * 10). The component A consists of the following raw materials: the modified polyurethane emulsion 50, 65%, the adsorbent 5, 10%, the cosolvent 3 6%, the defoaming agent 0.3 0.8%, the leveling agent 0.8%, the wetting agent, the thickening agent, the thickener, the stabilizer, and the deionization. The B component is composed of the following raw materials by weight: isocyanate curing agent 70 80%, cosolvent 20 30%. The glue of the invention is water-based, non-toxic, non-polluting, low VOC and low odor when used, and has excellent properties such as high gloss, high wear resistance, high elasticity, high cohesion, water resistance, weather resistance and chemical resistance. The preparation method is simple, easy to operate, low energy consumption and suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种低VOC汽车专用水性胶水及其制备方法
本专利技术属于高分子材料和化工
，涉及一种汽车用胶水，具体涉及一种低VOC汽车专用水性胶水及其制备方法。
技术介绍
胶水在生产和生活中的作用非常大，广泛应用与各个领域，胶水形成的涂膜可对物体起到装饰、保护和标致作用，目前市面上的大部分胶水虽然制作简单、售价便宜但同时功能比较单一，只能简单的作为装饰之用，而在一些特殊的作业环境中，简单的胶水的并不能满足人们的所需。聚氨酯(PU)是由多异氰酸酯(以二异氰酸酯为主)和低聚物多元醇通过缩聚反应聚合而成的一类高聚物。由于其分子链中含有异氰基（-NCO）和氨基甲酸酯基（-NH-COO-），故聚氨酯表现出高度的活性与极性。与含有活泼氢的基材，如泡沫、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料，以及金属、玻璃、橡胶等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力。此外，通过改变多羟基化合物的分子量、结构等，还可以在大范围内调节聚氨酯材料的性能，使其广泛应用于工农业和日常生活的各个领域，其中包括涂料、包装、皮革等，是一种多功能聚合物材料。溶剂型聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于有机溶剂或分散于有机溶剂中形成的胶粘剂，具有弹性好、耐低温、抗磨性优良等优点。溶剂型聚氨酯胶粘剂由于对丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（PBS）树脂、聚丙烯纤维板、织物、乙烯基塑料等具有良好的粘结性能而广泛应用于汽车内饰件聚氯乙烯（PVC）人造革、仪表板、挡泥板、门板、地毡和顶棚内衬粘结的胶粘剂。但是，溶剂型聚氨酯胶粘剂中含有苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，不仅污染环境，而且会危害人体健康。近年来，汽车内的VOC排放引起了世界汽车制造业的高度关注，2011年10月国家环保部与国家质检总局联合发布的《乘用车内空气质量评价指南》，在2012年3月开始正式实施，2018年开始正式列入国家强制标准。大多数汽车内饰部件中都含有一定量的挥发性有机化合物(VOC)，目前内饰部件VOC中的苯类、醛类、苯烯物含量都处于超标状态，在VOC有机挥发物中醛类是对人体伤害最大的。改造汽车环境，应从源头上防治污染源，打造一个健康舒适环保的汽车空间从根本上需要的还是技术上的革新。目前，现有的汽车内饰用胶黏剂对环境的影响很大，同时释放的甲醛对人体的伤害更大，人们长期吸入可能造成疾病，造成不可挽回的损失，因此寻找一种低毒环保的汽车内饰用胶黏剂已经成为人们的一种迫切需要。水性胶水是以天然高分子或合成高分子为粘料，以水为溶剂或分散剂，取代对环境有污染的有毒有机溶剂，而制备成的一种环境友好型胶水，目前合成高分子型胶水主要以聚氨酯和聚丙烯酸酯为主。现有水基胶水并非100%无溶剂，可能含有有限的挥发性有机化合物作为其水性介质的助剂，以便控制粘度或流动性。优点主要是无毒害、无污染、使用安全、易实现清洁生产工艺等，但是也存在包括干燥速度慢、耐水性差、耐候性差等缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中的汽车用胶水中醛类含量高，VOC值高，气味大，耐水性差和耐候性差等问题，提供了一种低VOC汽车专用水性胶水及其制备方法，其以水为介质，使用时无毒、无污染、低VOC和低气味等环保优点，经过测试复合《GB/T27630-2011-乘用车内空气质量评价指南》中规定的标准，而且在性能上仍具有高光泽、高耐磨性、高弹性、高粘结性、耐水、耐候、耐化学药品等优异的性能，制备方法简单，便于操作，能耗低，适合规模化生产。为了实现上诉目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种低VOC汽车专用水性胶水，它由A、B两组分组成，所述的A组分和B组分的重量比为100:（5-10）；其中，所述的组份A由以下按质量百分比的原料组成：改性聚氨酯乳液50-65%、吸附剂5-10%、助溶剂3-6%、消泡剂0.3-0.8%、流平剂0.5-0.8%、润湿剂0.1-0.5%、增稠剂0.5-1%、稳定剂1-1.5%、去离子水余量；所述的B组分由以下按重量份的原料组成：异氰酸酯固化剂70-80%、助溶剂20-30%；所述的组份A的改性聚氨酯乳液通过以下方法制备：（1）在氮气或氩气的保护下，将低聚物多元醇升温至100-120℃，真空脱水60min，降温至75-85℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸和占低聚物多元醇重量0.01-0.05%的二月桂酸二丁基锡，反应3-5h，生成-NCO端基的预聚体；其中低聚物多元醇与二羟甲基丙酸的摩尔数比为1:0.5-1.5；-OH:-NCO=1:1.5-2，其中-OH表示低聚物多元醇羟基摩尔数，-NCO表示异佛尔酮二异氰酸酯摩尔数；（2）按小分子1，6-己二醇与低聚物多元醇摩尔数比为0.5-1.5：1的比例加入1，6-己二醇，按小分子三羟甲基丙烷与低聚物多元醇摩尔数比为0.1-1：1的比例加入小分子三元醇，按松香树脂与低聚物多元醇摩尔数比为0.1-0.5:1的比例加入质量分数为20-30%的松香树脂丙酮溶液，于75-80℃反应1-3h；（3）滴加三乙胺，调节反应液的pH值至6-7，按照固体物料量：水=1:1-5的质量比加入去离子水，在高速搅拌下分散成白色半透明乳液；（4）真空减压脱除溶剂丙酮，得到改性聚氨酯乳液。进一步，上述所述的低聚物多元醇为聚酯二元醇和聚醚二元醇按质量比1:1-5组成，其中聚酯二元醇为聚丁二酸丁二醇酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇中的一种或几种；聚醚二元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇中的一种或几种。进一步，上述所述的松香树脂为松香甘油酯、松香季戊四醇酯、松香顺丁烯二酸酐酯中的一种或几种。进一步，上述所述的吸附剂为纳米氧化铝和纳米二氧化硅按质量比1-3:1组成，粒径为50-500nm。进一步，上述所述的消泡剂为氟改性硅氧烷消泡剂，优选毕克化学的BYK066N、流平剂为有机硅类流平剂，优选毕克化学的BYK-300、润湿剂为二丁基萘磺酸钠、增稠剂为缔合型聚氨酯类，优选陶氏化学AcrysolRM-8W、稳定剂为聚乙二醇200。进一步，上诉助溶剂为异丙醇与丙二醇丁醚按质量1:1组成。进一步，一种低VOC汽车专用水性胶水的制备方法，具体包括如下步骤：（一）胶水A组分的制备：（1）按质量百分比准确称取所需各原料；（2）将60%的改性聚氨酯乳液和去离子水、全部的吸附剂和稳定剂一起放入搅拌机混合均匀；（3）将上述步骤（2）混合均匀的原料放在砂磨机中研磨分散；（4）将步骤（3）研磨分散后的原料放入搅拌釜内，加入剩余40%的改性聚氨酯乳液和去离子水、助溶剂、消泡剂、流平剂、增稠剂、润湿剂在转速1000-1200r/min下充分搅拌均匀后，进行过滤，除去机械杂质，即制成胶水A组分，包装待用；（二）胶水B组分的制备：将异氰酸酯和助溶剂按上述配方质量百分比置于容器中，在转速800-1000r/min下充分搅拌均匀后，经过滤产出固化剂溶液，包装待用；（三）一种低VOC汽车专用水性胶水的制备：在使用时，将胶水A组分和胶水B组分按重量比为100:（5-10）进行混合，再添加去离子水调节至使用粘度，即一种低VOC汽车专用水性胶水。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：（1）本专利技术的一种低VOC汽车专用水性胶水及其制备方法，聚氨酯合成中采用聚酯二元醇和聚醚二元醇混合反应，丰富了聚氨酯链结构中酯基和醚基，有利于提高聚氨酯的结构稳定性和水溶性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低VOC汽车专用水性胶水，其特征在于:它由A、B两组分组成，其特征在于：所述的A组分和B组分的重量比为100:（5‑10）；其中，所述的组份A由以下按质量百分比的原料组成：改性聚氨酯乳液50‑65%、吸附剂5‑10%、助溶剂3‑6%、消泡剂0.3‑0.8%、流平剂0.5‑0.8%、润湿剂0.1‑0.5%、增稠剂0.5‑1%、稳定剂1‑1.5%、去离子水余量；所述的B组分由以下按重量份的原料组成：异氰酸酯固化剂70‑80%、助溶剂20‑30%；所述的组份A的改性聚氨酯乳液通过以下方法制备：（1）在氮气或氩气的保护下，将低聚物多元醇升温至 100‑120℃，真空脱水60min，降温至75‑85℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸和占低聚物多元醇重量 0.01‑0.05% 的二月桂酸二丁基锡，反应 3‑5h，生成 ‑NCO 端基的预聚体 ；其中低聚物多元醇与二羟甲基丙酸的摩尔数比为 1:0.5‑1. 5；‑OH:‑NCO = 1:1.5‑2，其中 ‑OH 表示低聚物多元醇羟基摩尔数，‑NCO 表示异佛尔酮二异氰酸酯摩尔数；（2）按小分子1，6‑ 己二醇与低聚物多元醇摩尔数比为 0. 5‑1.5：1的比例加入1，6‑己二醇，按小分子三羟甲基丙烷与低聚物多元醇摩尔数比为 0.1‑1：1 的比例加入小分子三元醇，按松香树脂与低聚物多元醇摩尔数比为 0.1‑0.5:1的比例加入质量分数为20‑30%的松香树脂丙酮溶液，于75‑80 ℃反应 1‑3h；（3）滴加三乙胺，调节反应液的pH值至 6‑7，按照固体物料量：水 =1:1‑5的质量比加入去离子水，在高速搅拌下分散成白色半透明乳液 ；（4）真空减压脱除溶剂丙酮，得到改性聚氨酯乳液。...

【技术特征摘要】
1.一种低VOC汽车专用水性胶水，其特征在于:它由A、B两组分组成，其特征在于：所述的A组分和B组分的重量比为100:（5-10）；其中，所述的组份A由以下按质量百分比的原料组成：改性聚氨酯乳液50-65%、吸附剂5-10%、助溶剂3-6%、消泡剂0.3-0.8%、流平剂0.5-0.8%、润湿剂0.1-0.5%、增稠剂0.5-1%、稳定剂1-1.5%、去离子水余量；所述的B组分由以下按重量份的原料组成：异氰酸酯固化剂70-80%、助溶剂20-30%；所述的组份A的改性聚氨酯乳液通过以下方法制备：（1）在氮气或氩气的保护下，将低聚物多元醇升温至100-120℃，真空脱水60min，降温至75-85℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸和占低聚物多元醇重量0.01-0.05%的二月桂酸二丁基锡，反应3-5h，生成-NCO端基的预聚体；其中低聚物多元醇与二羟甲基丙酸的摩尔数比为1:0.5-1.5；-OH:-NCO=1:1.5-2，其中-OH表示低聚物多元醇羟基摩尔数，-NCO表示异佛尔酮二异氰酸酯摩尔数；（2）按小分子1，6-己二醇与低聚物多元醇摩尔数比为0.5-1.5：1的比例加入1，6-己二醇，按小分子三羟甲基丙烷与低聚物多元醇摩尔数比为0.1-1：1的比例加入小分子三元醇，按松香树脂与低聚物多元醇摩尔数比为0.1-0.5:1的比例加入质量分数为20-30%的松香树脂丙酮溶液，于75-80℃反应1-3h；（3）滴加三乙胺，调节反应液的pH值至6-7，按照固体物料量：水=1:1-5的质量比加入去离子水，在高速搅拌下分散成白色半透明乳液；（4）真空减压脱除溶剂丙酮，得到改性聚氨酯乳液。2.如权利要求1所述的一种低VOC汽车专用水性胶水，其特征在于:所述的低聚物多元醇为聚酯二元醇和聚醚二元醇按质量比1:1-5组成，其中聚酯二元醇为聚丁二酸丁二醇酯二...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹铁栓，
申请(专利权)人：常州市东泰橡塑制品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32