一种粘合剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种粘合剂及其制备方法和应用，该粘合剂包含如下重量份的组分：水性聚氨酯分散体94-99.5份，湿粘促进剂0.5-5份，消泡剂0.03-0.08份，润湿剂0.1-0.3份，增稠剂0.1-1份；其中，所述水性聚氨酯分散体羟基含量为3～5mgKOH/g，分子量为15～25万道尔顿；其中所述湿粘促进剂为对聚氨酯乳液有去稳定作用；对胶膜具有增塑作用的醇醚类、醇谜酯类或聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚。本发明专利技术的水性粘合剂适用于快速定型的箱包皮具，鞋面，家具床垫等复合折边应用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种粘合剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及粘合剂领域，具体涉及一种粘合剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]中国及东南亚的越南、印尼等国是世界上最大的几个鞋产品、箱包皮具产品生产、消费国，粘合剂是鞋和箱包皮具等制造过程中最为重要的材料之一，也决定了最终成品的质量及使用寿命等，同时胶粘剂的使用使得制造效率得以提高。
[0003]目前,为了提升效率，鞋帮材料折边针车、箱包皮具复合及折边针车，多使用溶剂型胶，如接枝氯丁胶等，通用型工艺为：对需要复合的材料或配件进行喷涂施胶，常温晾干几分钟，逐层复合或折边，再进行针车加强，因此，需要工艺过程中的粘合剂具有快速定型的能力，在较短的时间内可以建立一定的粘接强度。传统溶剂型胶干燥速度快，结晶快，被广泛应用于该领域。随着行业的不断发展以及各国环保法规要求的不断严格，含有挥发性溶剂的聚氨酯胶、氯丁胶都无法满足行业可持续发展的需求，环保型粘合剂的开发及应用变得越来越迫切。因此，环保无溶剂型和水基型粘合剂成为研究热点。
[0004]现阶段，大量报道的无溶剂型和水基型粘合剂通常为水性氯丁和天然胶乳的水性胶，具有湿贴粘性或快速定型的能力，具有代表性的是拜耳材料科学股份公司的CN101784601A，基于其公司开发的水性氯丁产品C84等，配合其他分散体和助剂制备了湿碰湿接触粘合剂。天然胶乳和水性氯丁类橡胶型水性粘合剂具有较强的湿粘性，但其本身也存在较多问题，如：天然胶乳具有刺激性气味，易黄变，含有天然蛋白质容易致敏等；水性氯丁含有卤素残单，易黄变等。因此，近年来，研发人员也在寻求其他类型聚合物体系替代天然胶乳与水性氯丁，如3M公司公布的CN104603223A水性聚丙烯酸乳液单部分快速定型的水性粘合剂乳液，但聚丙烯酸树脂内聚强度相对较低，适用于海绵喷胶等行业。若要满足鞋材粘接、箱包皮具粘接等行业需求，需要更高粘接强度的粘合剂。
[0005]水性聚氨酯(WPU)具有无毒、不易燃烧、不污染环境等优点，已广泛应用于鞋底鞋帮粘接，汽车内饰粘接，家具木工等行业，但这类粘合剂多为热活化型，使上胶后的制件经过烘道烘干水分同时活化胶水，才能实现粘接效果，使用起来比较麻烦。因此，开发适用于箱包皮具粘接，鞋面折边针车等工艺应用的水性聚氨酯粘合剂，即施胶后不需要活化、室温下即可贴合基材，成为行业内急需解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种粘合剂及其制备方法，使其制备的水性聚氨酯粘合剂具有湿粘性，无须活化室温即可粘合。
[0007]本专利技术的另一目的还在于提供该粘合剂的应用，可用于湿粘快速定型水性鞋、箱包皮具家具床垫等。
[0008]本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种粘合剂，包含如下重量份的组分：水性聚氨酯分散体94-99.5份，优选97-98
2.2wt％，优选0.6-1.2wt％；组分f)为所述聚氨酯或聚氨酯脲水分散体的固体份的0-2.5wt％，优选0.05-1.5wt％；组分g)为所述聚氨酯或聚氨酯脲的水分散体的固体份的0-0.1wt％，优选0-0.05％。
[0030]所述水性聚氨酯分散体的组分a)的加入量为所述水性聚氨酯水分散体固体份的69-85wt％，优选75-80wt％，进一步优选76-79％；组分b)为所述水性聚氨酯水分散体固体份的10-27wt％，优选11-18wt％；组分c)离子基团和潜离子基团为所述水性聚氨酯水分散体固体份的0.6-2wt％，优选0.8-1.6wt％，进一步优选0.9-1.3wt％；非离子基团为所述聚氨酯或聚氨酯脲水分散体的固体份的4-20％，优选10-15％，进一步优选11-13％；组分d)为所述聚氨酯或聚氨酯脲水分散体的固体份的0.1-1.4wt％，优选0.2-0.8wt％。
[0031]所述水性聚氨酯分散体的组分a)的数均分子量为20-15000，优选数均分子量为80-5000的二元醇和/或三元醇和/或四元醇；进一步优选数均分子量为400～5000的、官能度为2～3的聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚内酯中的一种或多种。
[0032]优选数均分子量为1000-2000道尔顿的聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇和聚四氢呋喃多元醇，聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯中的一种或多种，
[0033]本专利技术的一些优选实施例中，所述水性聚氨酯分散体的组份b)为芳香族、脂肪族或脂环族多异氰酸酯，优选具有两个异氰酸酯基团的芳香族、脂肪族或脂环族异氰酸酯中的一种或多种。例如六亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸、4,4'-二环己基丙烷二异氰酸及其混合物，优选1,4-环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸或其混合物；
[0034]所述水性聚氨酯分散体的组分c)中潜离子基团包括酸基，所述酸基选自羧基-COOH和/或磺酸基-SO3H；优选的NCO反应性基团选自羟基和/或氨基。
[0035]优选的，离子基团包括羧酸根-COO-和/或磺酸根-SO
3-。
[0036]优选的，含有离子基团或潜离子基团的亲水化合物包括二或三羟基羧酸、二或三羟基磺酸、二或三氨基磺酸、二或三氨基羧酸或它们的盐等；
[0037]优选的，组分c)中含有离子基团或潜离子基团的亲水化合物为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基乙酸、二羟基琥珀酸、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸、N-(3-氨基丙基)-2-氨基乙磺酸、N-(3-氨基丙基)-3-氨基丙磺酸、N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸及上述化合物的碱金属盐或铵盐，或丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸加成到胺上的迈克尔加成产物等；
[0038]优选的，当组分c)中包含潜离子化合物时，可在分散之前、之中或之后加入中和剂，加入的中和剂的量可使潜离子基团部分或者全部成为离子基团。优选的，所述中和剂是伯胺、仲胺、叔胺、碱金属化合物、碱土金属化合物中的一种或多种，进一步优选为氨、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、吗啉、N-甲基吗啉、二甲基异丙基胺、N-甲基二乙醇胺、三乙胺、二甲基环己胺、乙基二异丙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂或氢氧化钙等中的一种或多种；
[0039]更进一步的，加入中和剂，使得基于引入的酸基，中和度至少为50％，优选至少为75％，并且不超过150％，特别优选中和度为95～110％。
[0040]优选的，所述的组分c)中含有的非离子基团的亲水化合物是双官能度的聚醚，如氧化苯乙烯、氧化乙烯、氧化丙烯、四氢呋喃、氧化丁烯、表氯醇的均聚物、共聚物和接枝产
物、多元醇或其混合物的脱水缩合产物、通过二元醇、二元胺和单氨基醇的烷氧基化获得的聚醚二元醇；其中，每个聚醚分子中环氧乙烷个数为4～200，优选12～75，也可以是多官能度的聚乙氧基醚，如以季戊四醇、糖为起始剂，聚合单元为环氧丙烷和环氧乙烷的一种或两种，优选环氧乙烷。其中，每个分子中环氧乙烷个数为4～200，优选12～75；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
氨基丙磺酸、N-(2-氨乙基)-3-氨基丙磺酸及上述化合物的碱金属盐或铵盐；N-(2-氨乙基)-2-氨基乙烷磺酸盐、二羟甲基丙酸盐、Ymer120中的一种或多种。8.根据权利要求求1或2所述的粘合剂，其特征在于，所述水性聚氨酯分散体的组分e)为包含一个羟基或氨基的聚氧化烯醚，优选的，所述聚氧化烯醚的起始剂为饱和一元醇、芳香醇、芳脂族醇、不饱和醇、仲一元胺、杂环的仲胺，优选的，起始剂是具有最多4个碳原子的饱和一元醇，所述聚氧化烯醚的聚合单元为环氧丙烷和/或环氧乙烷，更优选的，每个聚氧化烯醚分子中环氧乙烷个数为4～200，优选12～75；优选的，组分e)为数均分子量为200-8000，每个分子中环氧乙烷个数为4-200的单官能度聚乙氧基醚，更优选数均分子量500-3000，每个分子中环氧乙烷个数为12-75；进一步优选为数均分子量500～3000，环氧乙烷个数为12～75的聚乙二醇单甲醚。9.根据权利要求求1或2所述的粘合剂，其特征在于，所述水性聚氨酯分散体的组份d)为含有1～3个NCO反应性官能团的化合物，所述NCO反应性官能团包括羟基、伯氨基、仲氨基中的一种或多种；优选的，当组分d)为含有2～3个NCO反应性官能团的化合物时，其中至少有一个NCO反应性官能团为伯氨基或仲氨基。10.根据权利要求求1-9任一项所述的粘合剂，其特征在于，所述水性聚氨酯分散体的制备方法为：1)将组份a)、b)和溶剂在惰性气体保护下投入反应釜反应，直到反应混合物已经达到或略微低于理论异氰酸酯含量，得到端异氰酸酯的预聚物；2)将得到的端异氰酸酯的预聚体加入溶剂稀释并降温，加入任选的组份d)进行扩链反应；3)用水分散，在粗乳液中加入任选的一种或多种消泡剂g)；当组份c)中含有羟基时，在步...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，刘云玲，晋云全，王海梅，纪学顺，
申请(专利权)人：万华化学广东有限公司万华化学宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：