一种水性单组分聚氨酯胶粘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单组分聚氨酯胶粘剂，其是以聚酯多元醇、IPDI、扩链剂、催化剂T

【技术实现步骤摘要】
一种水性单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种水性单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水性胶粘剂是水性单组分聚氨酯胶粘剂。随着经济发展和人们生活水平提高，各国对挥发性有机物及有毒物的限制越来越严格，国际上兴起“绿色革命”，促进全球工业向“绿色”方向迈进。而水性聚氨酯胶粘剂(PUD)的低VOC含量，符合发展绿色工业的“三前提”(资源、能源、无污染)及“四E原则”(经济、效率、生态、活力)。单组分水性胶粘剂不但具有溶剂型聚氨酯胶粘接剂优异的综合性能，而且无毒、无害，无安全、环保和消防隐患，不污染环境，节省资源，符合节能减排和环保指标严格要求。
[0003]目前，绝大部分的高性能鞋用聚氨酯胶粘剂却一直依赖进口，尤其是水性聚氨酯胶粘剂。国内水性聚氨酯胶粘剂在剥离强度、固化速度、初粘性、耐热性等方面均不达到满意的性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水性单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用。本专利技术的水性单组分聚氨酯胶粘剂使用烘烤温度为65
‑
75℃，初粘性好，剥离强度远大于150N/20mm，耐热性好。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种水性单组分聚氨酯胶粘剂，按质量份数计，包括以下组分：260
‑
300份聚酯多元醇、50.3
‑
58份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、10.4
‑
12份扩链剂、0.017
‑
0.02份催化剂T
‑
12、8.7
‑
10份二丙酮醇、7.1
‑
8.15份三乙胺、2.45
‑
2.75份后扩链剂、20.8
‑
24份溶剂和295
‑
340份水；
[0006]其中，所述扩链剂包括二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)中的一种；所述后扩链剂包括乙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、异佛尔酮二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的两种及两种以上。
[0007]进一步的，所述聚酯多元醇包括聚己二酸
‑
1,6
‑
己二醇酯二元醇、聚己二酸
‑
1,4
‑
丁二醇二元醇、聚己二酸
‑
乙二醇二元醇中的一种；优选所述聚酯多元醇为聚己二酸
‑
1,6
‑
己二醇酯二元醇，分子量2880
‑
3200，羟基值35
‑
39。
[0008]和/或，所述溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)、N
‑
乙基吡咯烷酮(NEP)、N
‑
乙烯基吡咯烷酮(NVP)、二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺(DMAC)中的一种；
[0009]和/或，所述扩链剂为二羟甲基丙酸(DMPA)。
[0010]和/或，后扩链剂为乙二胺和二乙烯三胺，用量为：2.2
‑
2.5份乙二胺、0.22
‑
0.25份二乙烯三胺
[0011]和/或，所述水为脱盐水。
[0012]优选的，按质量份数计，包括以下组分：300份聚酯多元醇、58份异佛尔酮二异氰酸
酯(IPDI)、12份二羟甲基丙酸(DMPA)、0.02份催化剂T
‑
12、10份二丙酮醇、8.15份三乙胺、2.5份乙二胺、0.25份二乙烯三胺、24份N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)和340份脱盐水。
[0013]本专利技术还提供一种上述的一种水性单组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
[0014]S1、将聚酯多元醇进行脱水，得到产物一；
[0015]S2、将异佛尔酮二异氰酸酯与产物一混合升温至80
‑
95℃反应，再加入催化剂T
‑
12继续反应，得到产物二；
[0016]S3、将扩链剂溶解于溶剂中，并与产物二混合反应，得到产物三；
[0017]S4、将二丙酮醇和三乙胺混合均匀，并与产物三混合反应，得到产物四；
[0018]S5、向产物四中迅速加入低温的部分脱盐水，搅拌分散，控制温度低于45℃进行反应，得到产物五；
[0019]S6、将后扩链剂和剩余脱盐水混合，并与产物五混合搅拌分散，得到水性单组分聚氨酯胶粘剂。
[0020]进一步的，步骤S1中，所述脱水为真空脱水，真空度为
‑
0.08～
‑
0.085MPa，温度为105
‑
110℃，时间为1
‑
3h。
[0021]进一步的，步骤S2中，异佛尔酮二异氰酸酯与产物一混合升温至80
‑
95℃反应的时间为0.5
‑
1.5h，再加入催化剂T
‑
12继续反应的时间为1.5
‑
2.5h。
[0022]进一步的，步骤S3中，所述混合反应的时间为1.5
‑
2.5h。
[0023]进一步的，步骤S4中，与产物三混合反应之前，需将所述产物三降温至50℃以下；
[0024]和/或，步骤S4中，所述混合反应的温度为50℃，反应时间为8
‑
12min。
[0025]进一步的，步骤S5中，所述搅拌分散的转速为800
‑
2800r/min，时间为3
‑
8min；优选转速为2000
‑
2800r/min；
[0026]和/或，步骤S5中，所述低温的部分脱盐水温度为5
‑
15℃；
[0027]和/或，步骤S5中，所述部分脱盐水的用量占总脱盐水用量的86
‑
90％。
[0028]进一步的，步骤S5中，所述搅拌分散的转速为800
‑
2800r/min，时间为3
‑
8min；优选转速为2000
‑
2800r/min；
[0029]和/或，步骤S6中，所述剩余脱盐水的用量占总脱盐水用量的10
‑
14％。
[0030]本专利技术还提供一种上述制备方法得到的水性单组分聚氨酯胶粘剂作为鞋用胶的应用。
[0031]本专利技术的有益效果是：本专利技术的优点是原料易得，反应条件温和，工艺简单易行。采用本专利技术制得的水性单组分聚氨酯胶粘剂，涂胶后烘烤温度65
‑
75℃，粘接性能远超过水性聚氨酯胶粘剂国家标准。还具有适当的干燥速度和初粘力，能够适应高速生产的需求，胶层膜具有良好的耐热、耐弯曲性能，且具有较低的毒性。
具体实施方式
[0032]下面进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：260
‑
300份聚酯多元醇、50.3
‑
58份异佛尔酮二异氰酸酯、10.4
‑
12份扩链剂、0.017
‑
0.02份催化剂T
‑
12、8.7
‑
10份二丙酮醇、7.1
‑
8.15份三乙胺、2.45
‑
2.75份后扩链剂、20.8
‑
24份溶剂和295
‑
340份水；其中，所述扩链剂包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种；所述后扩链剂包括乙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、异佛尔酮二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的两种及两种以上。2.根据权利要求1所述的一种水性单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述聚酯多元醇包括聚己二酸
‑
1,6
‑
己二醇酯二元醇、聚己二酸
‑
1,4
‑
丁二醇二元醇、聚己二酸
‑
乙二醇二元醇中的一种；和/或，所述溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮、N
‑
乙基吡咯烷酮、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的一种；和/或，后扩链剂为乙二胺和二乙烯三胺，用量为：2.2
‑
2.5份乙二胺、0.22
‑
0.25份二乙烯三胺和/或，所述水为脱盐水。3.权利要求1或2所述的一种水性单组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将聚酯多元醇进行脱水，得到产物一；S2、将异佛尔酮二异氰酸酯与产物一混合升温至80
‑
95℃反应，再加入催化剂T
‑
12继续反应，得到产物二；S3、将扩链剂溶解于溶剂中，并与产物二混合反应，得到产物三；S4、将二丙酮醇和三乙胺混合均匀，并与产物三混合反应，得到产物四；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国聪，高灵强，温浩宇，吴波，孙学文，李利，李方彬，易水晗，魏小魏，
申请(专利权)人：四川元理材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：