一种单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法与应用，属于胶粘剂技术领域。本发明专利技术的单组分聚氨酯胶粘剂，包括以下重量份的组分：20

【技术实现步骤摘要】
一种单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及胶粘剂
，尤其涉及一种单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着汽车行业的兴起，对汽车轮胎的要求也越来越高，传统轮胎的充气方式，可能带来爆胎的安全隐患，使得非充气轮胎面世，非充气轮胎具有安全，无爆胎的风险，乘坐舒适，耐用性强等优点，是汽车轮胎未来发展的趋势之一。
[0003]非充气轮胎一般由铝合金的轮辋、橡胶轮辐、橡胶胎面组成，通过胶粘剂粘接，连接成整体结构。使用时，胎面与地面接触，会产生高温(约90℃)，同时需长时间与水汽、氧气接触，以及轮胎在承重滚动过程中反复的形变，需要胶粘剂在高温下具有良好粘接强度(≥4MPa)，并具有良好的耐水性、抗氧化性，以及动态疲劳老化性能，老化后粘接强度≥4MPa。
[0004]中国专利CN200710031519提供一种可用于氟橡胶粘接的胶黏剂及其制备方法，粘接强度≥3.5MPa，交联固化速度快，固化后柔韧性好，不开裂，可在250℃高温下使用。
[0005]中国专利CN201310203286提供一种硫化硅橡胶快速互粘的胶黏剂及其制备方法，该胶黏剂具有固化速度快，固化周期短，粘接强度大的优点，T剥离强度可达到10KN/m以上。
[0006]中国专利CN202010448619提供一种用于橡胶材料的胶黏剂胶膜及其使用方法，该胶黏剂对丁腈橡胶粘接，粘接过程中不流胶，触变性好，延长了涂胶工艺的操作周期，减小了涂胶过程的难度系数，同时减小了涂胶工作量。
[0007]以上专利技术均未能达到非充气轮胎粘接对耐温、粘接强度、耐老化的要求。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种耐高温、粘接强度高、耐水性好、抗氧化性高以及耐疲劳好、耐老化好的单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法与应用。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种单组分聚氨酯胶粘剂，包括以下重量份的组分：20
‑
40份聚氨酯预聚物、10
‑
25份增塑剂、20
‑
40份填料、1
‑
3硅烷偶联剂、0.5
‑
2份除水剂、0.1
‑
0.5份催化剂；
[0011]所述聚氨酯预聚物是由异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚胺和催化剂反应制得。
[0012]本专利技术在聚氨酯胶粘剂中引入聚醚多元醇分子链段，提高了聚氨酯胶粘剂的耐疲劳性能和耐高温性能；同时引入聚醚胺，使得异氰酸酯基与氨基发生反应，生成聚脲基团，从而提高产品的高温粘接强度、耐高温疲劳性能和耐老化性。本专利技术在湿气固化过程中，异氰酸酯与水反应，交联固化，形成极性高和键能高的脲基，进一步增加聚氨酯胶粘剂的粘接强度和耐高温性能。
[0013]作为本专利技术所述单组分聚氨酯胶粘剂的优选实施方式，所述聚氨酯预聚物的NCO
含量为4
‑
8％。
[0014]在本专利技术中，聚氨酯预聚物的NCO含量会影响聚氨酯胶粘剂的性能，NCO含量过低，产品的耐高温性差且粘接强度低，如果NCO含量过高，产品的耐疲劳性能骤减。专利技术人选择聚氨酯预聚物的NCO含量为4
‑
8％，以获得耐高温性好、粘接强度高且耐高温疲劳性高的聚氨酯胶粘剂。
[0015]优选地，所述聚氨酯预聚物的制备方法为：将聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚胺在120℃～130℃，
‑
0.095Mpa下，脱水2
‑
4h，降温至60℃，加入异氰酸酯，在75℃～80℃下反应达到理论NCO后，即得聚氨酯预聚物。
[0016]通过控制所述聚氨酯预聚物在制备过程中的温度、时间等参数，在上述优选范围内，所得到的聚氨酯预聚物具有相对一定的性质，可在整个聚氨酯胶粘剂中发挥理想的效果。
[0017]作为本专利技术所述单组分聚氨酯胶粘剂的优选实施方式，所述异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚胺和催化剂的质量比为异氰酸酯：聚醚多元醇：聚酯多元醇：聚醚胺：催化剂＝4
‑
5：2
‑
4：4
‑
6：1
‑
3：0.004
‑
0.005。
[0018]上述原料的质量比影响聚氨酯预聚物的NCO含量，通过控制原料的质量比以获得NCO含量为4
‑
6％的聚氨酯预聚物。
[0019]作为本专利技术所述单组分聚氨酯胶粘剂的优选实施方式，所述聚醚多元醇为聚丙二醇和/或聚四氢呋喃二醇；所述聚醚多元醇的平均分子量为500
‑
3000；所述聚醚多元醇的官能度为2
‑
3。
[0020]作为本专利技术所述单组分聚氨酯胶粘剂的优选实施方式，所述聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯；所述聚酯多元醇的平均分子量为500
‑
3000；所述聚酯多元醇的官能度为2
‑
3。
[0021]作为本专利技术所述单组分聚氨酯胶粘剂的优选实施方式，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、双吗啉二乙基醚中的至少一种；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯。
[0022]作为本专利技术所述单组分聚氨酯胶粘剂的优选实施方式，所述聚醚胺的平均分子量为2000
‑
3000。
[0023]作为本专利技术所述单组分聚氨酯胶粘剂的优选实施方式，如下(a)
‑
(d)中的至少一项：
[0024](a)所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯的至少一种；
[0025](b)所述填料为炭黑、硅微粉、气相二氧化硅、碳酸钙中的至少一种；本专利技术的填料是固体，不溶于多元醇组分，填料的粒径为100nm
‑
100μm。优选的粒度是1μm
‑
10μm。填料主要是改善胶粘剂的粘度，使其更有利于施工，同时也能够改善聚氨酯胶粘剂的力学性能。
[0026](c)所述的硅烷偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；
[0027]本专利技术加入的硅烷偶联剂可以在粘接层和橡胶粘接界面形成新的界面层，能够增加界面粘接的效果。
[0028](d)所述的除水剂为恶唑烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异氰酸苯酯中的至少一种；
[0029]本专利技术加入的除水剂能够减少聚氨酯胶粘剂的水分，提高聚氨酯胶粘剂的稳定
性。
[0030](f)所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、双吗啉二乙基醚中的至少一种。
[0031]本专利技术加入的催化剂起到催化NCO基团与湿气的反应，促进交联固化，提高聚氨酯胶粘剂与橡胶之间的粘接强度。
[0032]第二方面，本专利技术还提供了上述单组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：将聚氨酯预聚物、增塑剂、填料、硅烷偶联剂、除水剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：20
‑
40份聚氨酯预聚物、10
‑
25份增塑剂、20
‑
40份填料、1
‑
3硅烷偶联剂、0.5
‑
2份除水剂、0.1
‑
0.5份催化剂；所述聚氨酯预聚物是由异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚胺和催化剂反应制得。2.如权利要求1所述的单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述聚氨酯预聚物的NCO含量为4
‑
8％。3.如权利要求1所述的单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚胺和催化剂的质量比为异氰酸酯：聚醚多元醇：聚酯多元醇：聚醚胺：催化剂＝4
‑
5：2
‑
4：4
‑
6：1
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3：0.004
‑
0.005。4.如权利要求1所述的单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚丙二醇和/或聚四氢呋喃二醇；所述聚醚多元醇的平均分子量为500
‑
3000；所述聚醚多元醇的官能度为2
‑
3。5.如权利要求1所述的单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述聚酯多元醇为聚己...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙汉杰，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院，
类型：发明
国别省市：