一种聚氨酯胶黏剂及其制备方法技术

本申请公开了一种聚氨酯胶黏剂，按重量份计，包括如下组分：10～35份的多元醇；3～15份的改性丙烯酸树脂；35～70份的溶剂；5～15份的异氰酸酯；0.5～3份的扩链剂；0.01～1份的催化剂。本申请制得的聚氨酯胶黏剂具有良好的操作性能以及与聚酰胺材料较好的粘结性。性能以及与聚酰胺材料较好的粘结性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯胶黏剂及其制备方法


[0001]本申请涉及粘接密封领域，尤其是涉及一种聚氨酯胶黏剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰胺塑料制品由于其优良的机械强度、耐磨性以及较好的腐蚀性等特点，被广泛用于制作如叶轮、砂轮等耐磨零件。
[0003]在实际使用中，为了提高其打磨性能，一般需要在聚酰胺表面粘接石英等材料。目前通常采用聚脲胶黏剂来进行粘接，但由于聚酰胺表面的表面自由能较低难以与胶黏剂形成有效的粘接，并且聚脲胶黏剂的表干时间较短，因此存在操作难度大且粘接效果不好的问题。
[0004]因此，研发一种粘接好、长开放时间的胶黏剂，成为该领域的迫切需求，也将具有巨大的市场潜力。

技术实现思路

[0005]为了得到一种操作性能和粘接效果较好的胶黏剂，本申请提供了一种聚氨酯胶黏剂及其制备方法。
[0006]第一方面，一种聚氨酯胶黏剂，按重量份计，包括如下组分：10～35份的多元醇；3～15份的改性丙烯酸树脂；35～70份的溶剂；5～15份的异氰酸酯；0.5～3份的扩链剂；0.01～1份的催化剂；优选的，所述多元醇选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇中的一种或多种的组合物；所述异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或多种的组合物。
[0007]典型但非限制性的，多元醇选用己二酸
‑
1,6
‑
己二醇聚酯二元醇，异氰酸酯选用异佛尔酮二异氰酸酯，扩链剂选用1,4
‑
丁二醇、乙二醇、丙二醇、2
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乙基己二醇中的一种或者多种，催化剂采用月桂酸二丁基锡。
[0008]通过采用上述技术方案，聚氨酯是一种耐候性、耐磨性优异的胶黏剂，在聚氨酯中加入改性丙烯酸树脂，改性丙烯酸树脂具有较好的机械性能和一定的活性基团，能够提高聚氨酯胶黏剂的剪切强度。在使用时，改性丙烯酸树脂与聚氨酯产生的内交联也会影响交联剂的表干时间，因此可以通过控制改性丙烯酸树脂的加入量来控制交联剂的表干时间。
[0009]优选的，所述溶剂采用乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯或3
‑
甲氧基乙酸丁酯的一种或者多种。
[0010]通过采用上述技术方案，采用上述有机溶剂作为溶剂，均可较好的溶解聚氨酯胶黏剂，并且能够提高聚氨酯和丙烯酸树脂的相容性。通过控制乙酸乙酯和3
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甲氧基乙酸丁酯的量，可以控制聚氨酯胶黏剂的表干时间，使施工人员有足够的的时间进行胶黏剂的涂覆，提高涂覆的均匀性，减少由于表干时间过快导致的麻点、缩孔等问题。
[0011]优选的，所述组分还包括聚硅氧烷，所述聚硅氧烷和异氰酸酯的重量比为10：(5～15)。
[0012]典型但非限制性的，聚硅氧烷采用聚二甲基硅氧烷。
[0013]通过采用上述技术方案，加入聚硅氧烷，能够在聚氨酯胶黏剂中引入硅氧烷分子链，涂覆胶黏剂的过程中，硅元素能够在胶膜表面聚集，在其表面形成疏水层，因此降低了膜表面的表面自由能，因此提高了胶黏剂的润湿性，提高了胶黏剂的可操作性；另外，硅氧烷还可以水解，进入聚酰胺表面，与聚酰胺表面的极性基团形成氢键，进一步使聚氨酯与聚酰胺联结在一起，起到了锚定的作用，提高了聚氨酯胶黏剂的剪切强度和附着力。
[0014]优选的，所述组分还包括端羟基超支化聚合物，所述端羟基超支化聚合物和异氰酸酯的重量比为10：(1～10)。
[0015]通过采用上述技术方案，端羟基超支化聚合物是一种具有多分支三维空间结构的物质，其端部具有大量能够接枝的活性基团，端部活性基团为羟基的超支化聚合物，其羟基能和异氰酸基团发生接枝反应形成氨基甲酸酯。将端羟基超支化聚合物与聚氨酯丙烯酸树脂接枝，能够形成以超支化聚合物为中心，大量聚氨酯丙烯酸分子链分布在其周围的三维空间结构。单位面积上，聚氨酯丙烯酸与聚酰胺的化学、物理接触点变多、以及氨基甲酸酯基的量提高，进一步提高了聚氨酯丙烯酸与聚酰胺的粘结性。采用支化结构的聚氨酯丙烯酸，特征粘度低，分子链之间落在各自的支化结构上，不容易发生黏连，使制得的聚氨酯胶黏剂在具有良好粘结性的同时，具有更好的流动性，提高了涂覆的均匀性，进一步提高聚氨酯胶黏剂的粘结性。
[0016]优选的，所述端羟基超支化聚合物和异氰酸酯的重量比为1：(2～6)。
[0017]通过采用上述技术方案，当端基超支化聚合物的加入量较少时，超支化聚合物无法形成足够的支化结构与聚氨酯丙烯酸树脂进行交联，进而导致聚氨酯胶黏剂无法形成足够的三维空间结构，减少了聚氨酯丙烯酸的粘结性。而当端基超支化聚合物的加入量过多时，体系的内交联度过高，限制了聚氨酯丙烯酸分子链的运动，以及聚氨酯丙烯酸分子链结合在聚酰胺表面的能力，进而导致聚氨酯的粘结性的下降。
[0018]优选的，所述组分还包括端羟基超支化聚合物和聚硅氧烷，所述聚硅氧烷、端羟基超支化聚合物和异氰酸酯的重量比为10:25：(5～15)。
[0019]通过采用上述技术方案，在体系中同时引入聚硅氧烷和端羟基超支化聚合物，形成的三维空间结构，能够使得单体接触面积上聚硅氧烷的含量提升，胶膜表面的表面自由能更小，进一步提高了聚氨酯胶黏剂的流动性。聚硅氧烷也能与超支化聚合物之间形成氢键，提高了胶黏剂本身的强度，减少了内聚破坏的可能。
[0020]优选的，所述端羟基超支化聚合物的制备，包括如下步骤：支化单体制备：取异佛尔酮二异氰酸酯溶于二甲基乙酰胺中，调节温度至
‑
1～3℃，滴加三羟甲基氨基甲烷反应得到支化单体溶液；缩聚：滴加催化剂至支化单体溶液中，调节温度至35～45℃，反应得到端羟基超支
化聚合物。
[0021]进一步优选的，支化单体制备步骤中，反应的时间为14～18h；缩聚步骤中反应的时间优选为20～28h。
[0022]典型但非限制性的，催化剂采用月桂酸二丁基锡、三亚乙基二胺和二吗啉基二乙基醚中的一种或者多种。
[0023]通过采用上述技术方案，选用异佛尔酮二异氰酸酯和三羟甲基氨基甲烷作为单体的制备原料，异佛尔酮二异氰酸酯上的异氰酸基团和三羟甲基氨基甲烷上的氨基发生加成反应形成单体，然后该单体又能进一步发生缩聚形并在其末端保留大量活性羟基以接枝聚氨酯。优化端羟基超支化聚合物的反应参数，减少形成超支化聚合物缩聚过程中的副反应(主要是缩聚不完全，导致无法形成较多的支化结构，且末端可能出现其他基团，影响后续接枝，以及三维空间结构功能的发挥)，以制得剪切强度和流平性更强的聚氨酯胶黏剂。
[0024]优选的，按照重量份计，包括如下组分：异佛尔酮二异氰酸酯100份；三羟甲基氨基甲烷50～70份；催化剂0.1～0.2份。
[0025]通过采用上述技术方案，当三羟甲基氨基甲烷过多时，成核中心的数量太多，容易导致三羟甲基氨基甲烷之间形成大量的氢键，从而影响超支化聚合物的制备。而三羟甲基氨基甲烷过少，无法提供足够的成核中心和羟基支链，即制得的超支化聚合物不具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯胶黏剂，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：10～35份的多元醇；3～15份的改性丙烯酸树脂；35～70份的溶剂；5～15份的异氰酸酯；5～3份的扩链剂；01～1份的催化剂。2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述溶剂采用乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯或3
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甲氧基乙酸丁酯的一种或者多种。3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述聚氨酯胶黏剂组分还包括聚硅氧烷，所述聚硅氧烷和异氰酸酯的重量比为10：(5～15)。4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述异氰酸酯采用异佛尔酮二异氰酸酯。5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述多元醇选自己二酸
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1,6
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己二醇聚酯二元醇中的一种或者多种。6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述催化剂采用月桂酸二丁基锡、三亚乙基二胺和二吗啉基二乙基醚中的一种或者多种。7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述扩链剂采用1,4
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丁二醇、乙二醇、丙二醇、2
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乙基己二醇中的一种或者多种。8.根据权利要求1所述的一种聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述聚氨酯胶黏剂的组分还包括端羟基超支化聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：方康峻，李云龙，陶小乐，何丹薇，何永富，
申请(专利权)人：杭州之江新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：