一种水性聚氨酯节能胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性聚氨酯节能胶及其制备方法，涉及胶粘剂技术领域，本发明专利技术采用丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)以及纳米级钛白粉对水性聚氨酯胶粘剂进行改性，增强其粘接强度，初粘强度可达到15N/mm，水性聚氨酯节能胶最低熔融软化温度降低至25℃左右，活化温度为30℃，从而具备常温粘接的功能。本发明专利技术的水性聚氨酯节能胶不含有机溶剂、可在常温下粘合、初粘强度高、耐候性优异，制备过程简单，可应用于胶粘剂领域。胶粘剂领域。胶粘剂领域。

【技术实现步骤摘要】
一种水性聚氨酯节能胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及胶粘剂
，特别是涉及一种水性聚氨酯节能胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯胶粘剂，主要分为溶剂型和非溶剂型。溶剂型聚氨酯胶粘剂因含有大量有机溶剂，在大量生产中向空气、土壤中排放，无疑破坏生态、污染周边环境。非溶剂型聚氨酯胶粘剂，如水性聚氨酯因其以水替代有机溶剂，不存在污染生产厂区及周边的空气和土壤，可实现VOC零排放，因此是一种绿色环保无污染的新型材料。
[0003]随着人们环保意识的提升，对绿色无污染材料的渴求越来越高，因此水性聚氨酯胶粘剂逐渐获得人们的关注与认可。水性聚氨酯胶粘剂因其具有良好的耐磨、耐化学、耐低温以及粘结性等特性，已广泛应用于鞋材、汽车内饰、织物、皮革等领域。水性聚氨酯胶粘剂依靠分子内极性基团之间产生的内聚力和粘结力来保证粘结件之间的粘结程度。专利CN 113234398A提供了一种环保型冷粘聚氨酯胶粘剂，该胶粘剂无需加热活化，粘合强度高，但是其制备过程以及产品中含有大量的有机溶剂(丁酮、丙酮)，无法实现零VOC排放。专利CN103254867A中提供了一种磺酸型水性聚氨酯胶粘剂的制备方法，其制备过程中引入了磺酸盐亲水扩链剂、二元胺扩链剂，该胶粘剂最低活化温度在30
‑
40℃，但是其采用聚氧化丙烯二醇(PPG
‑
1000/2000)多支化聚醚醇类，所制得的产品初粘性能较差，剥离强度在5
‑
10N/15mm。
[0004]同时目前市场上售卖的水性聚氨酯胶粘剂大多需要加热活化才能使用，这无疑增加了使用成本以及能源消耗。基于此，开发一种无需加热活化即可使用的水性聚氨酯胶是非常必要的，这对实现环保、节能降耗具有重要的实际意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种水性聚氨酯节能胶及其制备方法，以解决溶剂型胶粘剂VOC含量高，污染环境，水性胶需要加热活化或初粘强度低的问题。本专利技术提供的水性聚氨酯节能胶耐候性优异，具有固含量高、活化温度低、初粘强度高、抗水解性能好、性能稳定、贮存期长等优点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供一种水性聚氨酯节能胶，其为用丙烯酸二甲氨基乙酯和纳米级钛白粉改性的聚氨酯胶粘剂，其中所述丙烯酸二甲氨基乙酯和纳米级钛白粉的重量比为10～20∶2～8。
[0008]本专利技术采用丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)以及纳米级钛白粉对水性聚氨酯胶粘剂进行改性，增强其粘接强度，初粘强度可达到15N/mm，水性聚氨酯节能胶最低熔融软化温度降低至25℃左右，活化温度为30℃，从而具备常温粘接的功能。本专利技术的水性聚氨酯节能胶不含有机溶剂、可在常温下粘合、初粘强度高、耐候性优异，制备过程简单，可应用于胶粘剂领域。
[0009]进一步地，纳米级钛白粉的粒径为15
‑
50nm。在此粒径范围内的钛白粉分散性好，不影响水性聚氨酯的透明度。
[0010]进一步地，水性聚氨酯节能胶的原料按照重量份数计，包括聚酯多元醇200份、异氰酸酯2
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80份、双官能度醇类扩链剂10
‑
20份、乙二胺基乙磺酸钠1
‑
18份、丙烯酸二甲氨基乙酯10
‑
20份、纳米级钛白粉2
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8份、水(优选为去离子水)280
‑
320份和助剂1
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7份。
[0011]进一步地，所述聚酯多元醇由分子量2000
‑
3500的PBA(聚己二酸丁二醇酯)和分子量1000
‑
2000的PEA(聚己二酸乙二醇酯)混合而成。
[0012]进一步地，所述异氰酸酯为异佛尔酮多异氰酸酯(IPDI)和4，4
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二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)的混合物。添加IPDI和HMDI混合物组成的异氰酸酯的原因是异佛尔酮二异氰酸酯具有良好的耐水解性能与耐光稳定性能，4，4
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯由于芳环被氢化，反应活性有所降低，但是HMDI基的聚氨酯结晶性更强，同时具有较高的强度和模量。
[0013]进一步地，所述双官能度醇类扩链剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇和新戊二醇中的一种或两种。双官能度醇类反应后所得产物为链规整有序的聚合物，具有良好的结晶性能，更易达到常温粘合的目的。
[0014]进一步地，所述助剂包括消泡剂、流平剂、增稠剂、除菌剂和锡类催化剂。消泡剂的加入量为反应容器中物料总重量的0.1
‑
0.3％，流平剂的加入量为反应容器中物料总重量的0.2
‑
0.5％，除菌剂加入量为反应容器中物料总重量的0.1％
‑
0.3％，增稠剂的加入量为反应容器中物料总重量的0.1
‑
0.2％，锡类催化剂的加入量为反应容器中物料总重量的0.001％
‑
0.01％。
[0015]进一步地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂F
‑
0113；所述流平剂为磷酸酯改性丙烯酸流平剂，所述除菌剂为BIT
‑
10除菌剂，所述增稠剂为Borchi Gel0625和Borchi Gel0435中的一种或两种，所述锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中一种。
[0016]一种所述水性聚氨酯节能胶的制备方法，包括以下步骤：
[0017](1)将聚酯多元醇加入反应容器中，110
‑
120℃下抽至真空，搅拌；
[0018](2)降温至60
‑
80℃，加入异氰酸酯和锡类催化剂，搅拌；
[0019](3)加入双官能度醇类扩链剂和纳米级钛白粉，搅拌；
[0020](4)加入乙二胺基乙磺酸钠(CA
‑
95)和丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)，搅拌；
[0021](5)降至室温后加入丙酮，搅拌；
[0022](6)以蠕动泵按1
‑
5mL/min的滴加速率均匀缓慢地加入去离子水进行乳化；
[0023](7)乳化完成后升温至50
‑
60℃，搅拌，加入消泡剂，抽真空除去丙酮；
[0024](8)加入流平剂、除菌剂和增稠剂，搅拌，得到水性聚氨酯节能胶。进一步地，丙酮的加入量与反应器中物质总量的质量比为1：1。
[0025]进一步地，步骤(1)和(5)的搅拌速率均为400
‑
800r/min，搅拌时间为1
‑
2h；步骤(6)中滴加去离子水过程中搅拌速率为1000
‑
2500r/min，搅拌时长30
‑
60min，滴加完成后搅拌速率为200
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500r/min，搅拌时长4
‑
12h。本专利技术水性聚氨酯节能胶制备过程中每一个步骤都有不同的搅拌速度，搅拌速率对产物生成影响较大，如滴加去离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性聚氨酯节能胶，其特征在于，其为用丙烯酸二甲氨基乙酯和纳米级钛白粉改性的聚氨酯胶粘剂，其中所述丙烯酸二甲氨基乙酯和纳米级钛白粉的重量比为10～20∶2～8。2.根据权利要求1所述一种水性聚氨酯节能胶，其特征在于，原料按照重量份数计，包括聚酯多元醇200份、异氰酸酯2
‑
80份、双官能度醇类扩链剂10
‑
20份、乙二胺基乙磺酸钠1
‑
18份、丙烯酸二甲氨基乙酯10
‑
20份、纳米级钛白粉2
‑
8份、水280
‑
320份和助剂1
‑
7份。3.根据权利要求2所述一种水性聚氨酯节能胶，其特征在于，所述聚酯多元醇由分子量2000
‑
3500的PBA和分子量1000
‑
2000的PEA混合而成。4.根据权利要求2所述一种水性聚氨酯节能胶，其特征在于，所述异氰酸酯为异佛尔酮多异氰酸酯和4，4
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯的混合物。5.根据权利要求2所述一种水性聚氨酯节能胶，其特征在于，所述双官能度醇类扩链剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇和新戊二醇中的一种或两种。6.根据权利要求2所述一种水性聚氨酯节能胶，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、流平剂、增稠剂、除菌剂和锡类催化剂。7.一种权利要求1
‑
6任一项所述水性聚氨酯节能胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚酯多元醇加入反应容器中，110
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璇璇，贾振兴，郑玉成，韩风安，滑冰涛，侯惊天，任鹏，郎增科，郎东辉，郎潇，
申请(专利权)人：保定邦泰高分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：