一种水性封闭型聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种水性封闭型聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用，所述水性封闭型聚氨酯胶黏剂的制备原料包括聚合物多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、中和剂、封闭剂、氨基硅烷偶联剂、催化剂和水的组合；通过添加封闭剂以及氨基硅烷偶联剂，使得到的水性封闭型聚氨酯胶黏剂具有较高的剥离强度以及优异的耐碱性、耐水性和耐丛林老化性能，且可以在无外加水性固化剂的条件下完成固化，完全环保，可以放心的应用于合成革的各个黏结环节中。成革的各个黏结环节中。

【技术实现步骤摘要】
一种水性封闭型聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于聚氨酯胶黏剂
，具体涉及一种水性封闭型聚氨酯胶黏剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在合成革工业发展中，粘合加工是一项重要的工序，粘合剂的粘结情况直接影响皮革制品的质量。目前，主流合成革用粘合剂主要有三种类型：溶剂型、无溶剂型和水性胶黏剂；其中，溶剂型聚氨酯胶黏剂具有优异的综合性能，仍是当下合成革行业的主流胶黏剂，但是其在生产过程中毒副作用大，对环境的污染较为严重，且易燃易爆，极易引发火灾事故，会严重危害操作人员的身体健康；无溶剂型聚氨酯胶黏剂的生产设备投入较大，但是产出的产品却较为单一，工人的操作窗口期较小，同样容易引发生产事故。因此，为了减少大气污染，保护环境，提高生产的安全性，采用水性聚氨酯胶黏剂是合成革行业发展的必然趋势。
[0003]现有用于合成革粘合加工的水性聚氨酯粘合剂的耐水性以及耐水解性较差，导致制得的合成革的湿剥离强度和水解剥离强度很低，这是由于水一旦渗入到水性聚氨酯大分子中则会与聚氨酯分子中的极性基团结合形成氢键并诱发聚氨酯链段的溶胀，使得聚氨酯分子链间作用力减弱所造成的，表现为拉伸强度及撕裂强度极大程度的降低；所以被粘合的双层材料在水中或者碱液中浸泡后极易脱落，这给水性聚氨酯粘合剂在合成革领域的应用造成了较大的问题。
[0004]提高水性聚氨酯胶黏剂的耐水性以及耐水解性成为目前研究的重点。CN111763303A公开了一种水性封闭型聚氨酯固化剂及其制备方法，该水性封闭型聚氨酯固化剂以脂肪族异氰酸酯三聚体、单官能度聚醚以及封闭剂为原料，合成得到的水性封闭型聚氨酯固化剂的NCO含量为8～12％。但是该方案制备得到的水性封闭型聚氨酯固化剂只能与其他水性聚氨酯粘合剂复配使用，且固化的速度较慢。
[0005]CN112266464A公开了一种高耐性封闭型水性聚异氰酸酯的制备方法及其应用。通过使用有机硅化合物对羧酸型扩链剂进行改性，制备新型的异氰酸酯改性剂，在聚异氰酸酯中有效引入有机硅链段，赋予其优异的耐高温性能；此外有机硅化合物具有表面能低和易表面富集的特性，是很好的疏水性物质，使得使用该专利技术提供的聚异氰酸酯作为固化剂，制备得到的高分子具有优良的耐候性、耐溶剂性及生理惰性。但是该方案得到的高耐性封闭型水性聚异氰酸酯后期溶剂回收困难，且只能在一定程度上改善污染问题，无法完全避免污染问题。
[0006]因此，开发一种具有优异耐水解、耐碱性能以及安全环保的水性封闭型聚氨酯胶黏剂，是本领域急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水性封闭型聚氨酯胶黏剂及其
制备方法和应用，所述水性封闭型聚氨酯胶黏剂具有较高的剥离强度和湿剥离强度，同时具有优异的耐碱性、耐水性和耐丛林老化性能。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种水性封闭型聚氨酯胶黏剂，所述全水性封闭型聚氨酯胶黏剂的制备原料包括聚合物多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、中和剂、封闭剂、氨基硅烷偶联剂、催化剂和水的组合。
[0010]本专利技术提供的水性封闭型聚氨酯胶黏剂包括聚合物多元醇、二异氰酸酯、扩链剂和氨基硅烷偶联剂，上述原料进行反应可以得到含有氨基甲酸酯结构单元的端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，所述含有氨基甲酸酯结构单元的端异氰酸酯基聚氨酯预聚体可以和封闭剂进行反应，得到封闭型聚氨酯预聚体，最后所述封闭型聚氨酯经中和剂中和后，用水进行乳化，即可得到所述全水性封闭型聚氨酯胶黏剂；整个过程中无有机溶剂残留，且通过上述原料之间的搭配，特别是通过添加氨基硅烷偶联剂，可以使得到的水性封闭型聚氨酯胶黏剂具有优异的耐水性、耐碱性和耐丛林老化性能，且剥离强度较高，使得采用其作为粘结剂制备得到的聚氨酯合成革具有较高的剥离强度、湿剥离强度以及耐碱性剥离强度，同时安全环保，无污染。
[0011]优选地，所述水性封闭型聚氨酯胶黏剂的制备原料中聚合物多元醇的质量百分含量为20～40％，例如22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％或38％等。
[0012]优选地，所述聚合物多元醇的数均分子量为500～8000，例如1000、2000、3000、4000、5000、6000或7000等。
[0013]优选地，所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇和/或聚醚多元醇。
[0014]优选地，所述聚合物多元醇中聚醚多元醇的质量百分含量为50～100％且不等于100％，例如55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％等。
[0015]优选地，所述聚酯多元醇包括聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或聚己二酸丁二醇酯二醇中的任意一种或至少两种的组合。
[0016]优选地，所述聚醚多元醇包括四氢呋喃醚二醇、聚环氧丙烷醚二醇、聚环氧丙烷醚三醇、聚环氧丙烷/环氧乙烷醚二醇或聚乙二醇单甲醚中的任意一种或至少两种的组合。
[0017]优选地，所述聚合物多元醇和二异氰酸酯的质量比为1:(0.5～0.8)，例如1:0.53、1:0.56、1:0.59、1:0.62、1:0.65、1:0.68、1:0.71、1:0.74或1:0.77等。
[0018]优选地，所述二异氰酸酯包括1,6
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已二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、双环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为异佛尔酮二异氰酸酯、双环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或二苯基甲烷4,4
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二异氰酸酯中任意一种或至少两种的组合。
[0019]优选地，所述扩链剂包括第一扩链剂和/或第二扩链剂；
[0020]所述第一扩链剂包括乙二醇、丙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,3
‑
丙二醇、新戊二醇、己二醇、3
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甲基1,5
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戊二醇、甲基丙二醇、三羟甲基丙烷或甘油中的任意一种或至少两种的组合；
[0021]所述第二扩链剂包括2,2
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二羟甲基丙酸、2,2
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二羟甲基丁酸、乙二胺基乙磺酸钠或磺酸聚醚中的任意一种或至少两种的组合。
[0022]优选地，所述中和剂包括三乙胺、氨水、N
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甲基吗啉、N
‑
乙基吗啉、N
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甲基二乙醇胺或NaOH中的任意一种或至少两种的组合。
[0023]优选地，所述水性封闭型聚氨酯胶黏剂的不挥发制备原料中封闭剂的质量百分含量为2～8％，例如2.5％、3％、4％、5％、6％或7％等。
[0024]优选地，所述封闭剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、丙二醇单甲醚、甲乙酮肟、丙酮肟、甲基异丁基肟、咪唑、2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性封闭型聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述水性封闭型聚氨酯胶黏剂的制备原料包括聚合物多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、中和剂、封闭剂、氨基硅烷偶联剂、催化剂和水的组合。2.根据权利要求1所述的水性封闭型聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述水性封闭型聚氨酯胶黏剂的制备原料中聚合物多元醇的质量百分含量为20～40％；优选地，所述聚合物多元醇的数均分子量为500～8000；优选地，所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇和/或聚醚多元醇；优选地，所述聚合物多元醇中聚醚多元醇的质量百分含量为50～100％且不等于100％；优选地，所述聚酯多元醇包括聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或聚己二酸丁二醇酯二醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述聚醚多元醇包括四氢呋喃醚二醇、聚环氧丙烷醚二醇、聚环氧丙烷醚三醇、聚环氧丙烷/环氧乙烷醚二醇或聚乙二醇单甲醚中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的水性封闭型聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述聚合物多元醇和二异氰酸酯的质量比为1:(0.5～0.8)；优选地，所述二异氰酸酯包括1,6
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已二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、双环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为异佛尔酮二异氰酸酯、双环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述扩链剂包括第一扩链剂和/或第二扩链剂；所述第一扩链剂包括乙二醇、丙二醇、1,4
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丁二醇、1,3
‑
丙二醇、新戊二醇、己二醇、3
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甲基1,5
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戊二醇、甲基丙二醇、三羟甲基丙烷或甘油中的任意一种或至少两种的组合；所述第二扩链剂包括2,2
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二羟甲基丙酸、2,2
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二羟甲基丁酸、乙二胺基乙磺酸钠或磺酸聚醚中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述中和剂包括三乙胺、氨水、N
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甲基吗啉、N
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乙基吗啉、N
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甲基二乙醇胺或NaOH中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1～3任一项所述的水性封闭型聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述水性封闭型聚氨酯胶黏剂的不挥发制备原料中封闭剂的质量百分含量为2～8％；优选地，所述封闭剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、丙二醇单甲醚、甲乙酮肟、丙酮肟、甲基异丁基肟、咪唑、2
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甲基吡唑、3,5
‑
二甲基吡唑、3
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甲基
‑5‑
乙基吡唑、3
‑
乙基
‑5‑
丙基吡唑、3
‑
苯甲酰基
‑4‑
羟基吡啶、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、ε
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己内酰胺、苯酚、邻苯二酚或亚硫酸氢钠中...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵波峰，孙丽娟，王焕，蒋红梅，唐劲松，
申请(专利权)人：上海华峰新材料研发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：