本发明专利技术公开了一种聚氨酯乳液及其制备方法，由包含以下原料反应制备得到：a)多巴胺，b)至少一种二异氰酸酯，c)至少一种聚醚多元醇，d)至少一种含侧甲基的聚酯多元醇e)至少一种液体橡胶多元醇，f)至少一种亲水化合物组分，和g)任选的小分子胺类扩链剂。本发明专利技术所制备的乳液同时引入具有较低极性的聚合物主链结构和具有在低极性基材表面有好的附着力的多巴胺基团，二者协同作用使得到的乳液可以在室温条件刮涂在未经任何处理的PP板材，经过烘干熟化后可实现PP板材与PVC革的高强度粘接，具有更低的VOC含量，且很好地避免了施工过程中预处理PP基材的繁琐工艺流程，可用于汽车内饰PP板材等低极性基材的粘接领域。板材等低极性基材的粘接领域。
【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯乳液及其制备和用途
[0001]本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种聚氨酯乳液及其制备方法，并涉及其在PP基材中作为粘接剂的用途。
技术介绍
[0002]聚丙烯(PP)作为五大通用塑料之一，无毒无味、来源广、价格低廉、制造工艺简单，具有优良的力学性能、耐热性和化学稳定性，被广泛地应用于工业制品、日用品、汽车、包装材料等领域。但是，由于PP是非极性高分子，其表面张力低且结晶度高，与一般的塑料制品相比，存在难以附着的特点。为了改善对PP表面的附着，一般通过火焰处理法、等离子处理法、辐射法、微波法和电晕放电法等方法进行表面处理，增加其表面能。但是这些处理方法会因成本和PP制品结构的复杂性受到不同程度的制约，因而最好的办法就是开发出在PP表面具有优良附着力的胶黏剂。
[0003]氯化聚丙烯(CPP)与聚丙烯(PP)具有相同的分子主链，根据相似相容原理，当其涂覆于聚丙烯塑料表面时，二者的分子链段通过分子运动，互相扩散，从而获得一定的PP附着力。CN 105255411 A公开了一种有机硅氧烷改性氯化聚丙烯胶粘剂的制备方法，通过引发有机硅氧烷偶联剂和丙烯酸酯单体聚合，并接枝到氯化聚丙烯分子链上，获得对PP基材附着优异的一种胶黏剂；CN102020903B使用CPP、热塑性丙烯酸树脂和三元共聚氯醋树脂混合，通过CPP、热塑丙烯酸树脂和氯醋树脂的共同作用，提供PP基材的附着力；CN1858104B采用了CPP/S20/BA/St/HM五元接枝的方法，用单一的引发剂引发反应进程，大胆地引用了氯化橡胶掺入聚合物中，提高了聚合体的硬度，得到的聚合体综合性能更优，对PP、PE材料的亲合力强。
[0004]然而，上述胶黏剂中，都含有大量的有机溶剂，不仅对环境造成一定的危害，而且在运输和使用过程中，容易因局部温度过高而发生火灾。因此，开发一种对环境友好、提高产品运输和使用安全性的胶黏剂是本领域技术人员需要解决的问题。
[0005]在之前的研究中，我们在2019112835796专利申请中提出了一种具有低极性的含异氰酸酯封端的预聚体，通过湿固化可以在PP板材上具有优异的粘接性能，尽管预聚体中不含有溶剂，但预聚体的黏度偏大，在涂刷过程中会影响施工效率，如何将此预聚体转变成低粘度乳液，同时还保持好的粘接性成为接下来要重点研究的课题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的第一个目的在于提供一种聚氨酯乳液，通过在聚合物主链中引入低极性结构，并利用NCO与多巴胺反应得到多巴胺封端的聚合物，二者协同作用使得乳液在PP基材的粘结效果好，黏度低，最终乳液中不含有有机溶剂，对环境友好，且产品在运输和使用中的安全性高。
[0007]本专利技术的第二个目的在于提供前述聚氨酯乳液的制备方法，该制备方法工艺简单易操作。
[0008]本专利技术的第三个目的在于提供所述的聚氨酯乳液作为PP基材的粘接剂的用途，优选作为汽车内饰PP低极性基材的粘接剂的用途。
[0009]为实现本专利技术的目的，采用以下的技术方案：
[0010]一种聚氨酯乳液，由包含以下原料反应制备得到：
[0011]a)多巴胺，
[0012]b)至少一种二异氰酸酯，
[0013]c)至少一种聚醚多元醇，
[0014]d)至少一种含侧甲基的聚酯多元醇
[0015]e)至少一种液体橡胶多元醇，
[0016]f)至少一种亲水化合物组分，所述亲水化合物的亲水基团包含离子基团、潜离子基团、非离子基团中的一种或多种，所述亲水化合物含有2～3个NCO反应性官能团；所述离子基团优选羧酸根-COO-和/或磺酸根-SO
3-；所述潜离子基团优选羧基-COOH和/或磺酸基-SO3H；所述非离子基团优选聚乙氧基结构单元；所述NCO反应性基团优选羟基和/或氨基，和
[0017]g)任选的小分子胺类扩链剂。
[0018]本专利技术中，所述的a组分的用量为0.05-1wt％，优选0.3-0.7wt％(质量分数，下同)，b组分的用量为2.5-16wt％，优选4-12wt％，c组分的用量为7.5-35wt％，优选10-26wt％，d组分的用量为2.5-33wt％，优选6-25wt％，e组分的用量为2.5-9wt％，优选3-8wt％，f组分的用量为0.4-1.2wt％，优选0.6-1wt％，g组分的用量为0.6-1.8wt％，优选0.8-1.5wt％，除了各反应原料外，乳液中还包括去离子水h，其质量占比为35-75wt％，优选40-60wt％，以上质量分数基于乳液总质量进行核算。
[0019]本专利技术中，所述的b组分为至少一种二异氰酸酯，其分子式为Y(NCO)2，其中Y为含4-12个碳原子的二价脂族烃基、含6-15个碳原子的二价脂环族烃基、含6-15个碳原子的二价芳族烃基或含7-15个碳原子的二价芳脂族烃基；所述b组分优选为四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸、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、1,4-苯二异氰酸、2,4-甲苯二异氰酸、2,6-甲苯二异氰酸、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸、2,2'-二苯基甲烷二异氰酸、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸、四甲基二甲苯基二异氰酸酯和对苯二甲基二异氰酸酯中的任一种或多种的组合；进一步优选异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸(H
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MDI)与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的组合。
[0020]本专利技术中，所述的c组分为至少一种聚醚多元醇，可为聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇-丙二醇、聚四氢呋喃二醇和四氢呋喃共聚物二醇中的任一种或多种的组合；数均分子量1000-3000g/mol，优选1000-2000g/mol。优选为聚丙二醇和/或聚四氢呋喃二醇，以利于提高制得的粘接剂产品在PP基材上的附着力。
[0021]本专利技术中，所述的d组分为至少一种含侧甲基的聚酯多元醇，由羧酸和/或酸酐与含有甲基的多元醇经脱水缩和得到；其中，
[0022]所述羧酸和/或酸酐为脂肪族二羧酸、脂环族二羧酸、芳香族二羧酸、脂肪族多元羧酸、脂环族多元羧酸、芳香族多元羧酸及前述羧酸所对应的酸酐中的任一种或多种的组合；优选所述羧酸和/或酸酐为琥珀酸、甲基琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、壬烷二羧酸、癸烷二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲
酸、六氢邻苯二甲酸、环己烷二羧酸、马来酸、富马酸、丙二酸、偏苯三酸、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐和琥珀酸酐中的任一种或多种的组合；优选所述羧酸和/或酸酐为己二酸和/或对苯二甲酸；
[0023]所述多元醇为1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇和1,4-二羟甲基环己烷中的任一种或多种的组合；优选所述多元醇为1,2-丙二醇和/或2,3-丁二醇。
[0024]本专利技术中，所述的e组分为至少一种液体橡胶多元醇，具有双键结构；优选为聚丁二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
二羟甲基环己烷中的任一种或多种的组合；优选所述多元醇为1,2-丙二醇和/或2,3-丁二醇。6.根据权利要求1-5中任一项所述的乳液，其特征在于，所述的e组分为聚丁二烯二元醇、氢化聚丁二烯二元醇和聚异戊二烯二元醇中的任一种或多种的组合；优选聚丁二烯二元醇和/或氢化聚丁二烯二元醇，进一步优选聚丁二烯二元醇；数均分子量优选为1500-3000g/mol。7.根据权利要求1-6中任一项所述的乳液，其特征在于，所述的f组分为包括二和/或三羟基羧酸，二和/或三羟基磺酸，二和/或三氨基磺酸，二和/或三氨基羧酸、以及它们的盐中的一种或多种；优选包括二羟甲基丙酸、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-氨基丙磺酸及其碱金属盐和/或铵盐，或丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸与异佛尔酮二胺、丁二胺、乙二胺或1，6-己二胺的迈克尔(Michael)加成产物中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓，纪学顺，晋云全，王海梅，孙家宽，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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