聚氨酯成膜剂、耐储存的聚氨酯底涂剂及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚氨酯成膜剂及其制备方法，该成膜剂主要由小分子三元醇、二异氰酸酯、二元胺份及色浆发生聚合反应制得，其中，所述小分子三元醇为三羟甲基丙烷、丙三醇或两者的任意组合。本发明专利技术还提供一耐储存的聚氨酯底涂剂及其制备方法，该底涂剂包括上述聚氨酯成膜剂、TPTI溶液、粘接助剂及第五溶剂。由于色浆在成膜剂制备过程进行了脱水处理，并非简单的直接混合工艺，所以本发明专利技术提供的底涂剂具有较好的高温储存性；由于上述聚氨酯成膜剂、TPTI及粘接助剂中均还有异氰酸酯基，所以上述聚氨酯底涂剂成膜后漆膜强度高；同时粘接助剂的高硅氧碳键密度有利于提升聚氨酯胶黏剂的低温初粘性能和粘接强度。初粘性能和粘接强度。

【技术实现步骤摘要】
聚氨酯成膜剂、耐储存的聚氨酯底涂剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯胶黏剂用底涂剂
，具体涉及一种聚氨酯成膜剂、耐储存的聚氨酯底涂剂及制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯胶黏剂具有强度高、弹性好等优点，在汽车、轨道交通、电器、建筑等多个领域中均有着广泛的应用。聚氨酯胶黏剂中虽含有大量的活性官能团，能够与部分基材表面的粘结性能良好，且具有较高的拉伸强度，但是与玻璃、钢铁、塑料等基材粘接效果较差，施工性能也有缺陷，需要配合底涂剂使用。
[0003]为此，人们希望通过研制合适的底涂剂以提高聚氨酯胶黏剂的粘接效果及施工性能。如中国专利申请CN 111363467 A公开了一种底涂剂组合物，按质量百分比计，包含以下组分：第一聚氨酯预聚体3～10％；第二聚氨酯预聚体1～15％；粘接促进剂0.1～10％；溶剂6～80％；添加剂1
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15％；其中，第一聚氨酯预聚体的NCO质量百分比含量为5
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10％，基于第一聚氨酯预聚体；第二聚氨酯预聚体的NCO质量百分比含量为2
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5％，基于第二聚氨酯预聚体。该专利申请公开的底涂剂组合物作为聚氨酯密封胶专用底涂剂，具有粘接范围广，对不同基材均具有较高的粘接力，储存期长、成膜快、活性高、对环境友好，配合聚氨酯密封胶使用效果好等特点。
[0004]底涂剂在工业生产中使用时通常有颜色的，其中添加有颜料。但是，上述专利申请中公开的底涂剂组合物中采用现有的方法添加颜料时，存在底涂剂高温储存性能较差的问题。而且上述专利申请中公开的底涂剂组合物配合聚氨酯密封胶在冬季或较低温度环境下制造车辆车窗或中空玻璃时，施工过程中往往会因聚氨酯密封胶的初粘性能较差、初期粘接强度较低等原因出现脱胶的情况，从而造成产品良率低、成本高等问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的一个目的是解决底涂剂高温储存性能差的问题；为此，本专利技术提供一种能提供底涂剂储存性能的聚氨酯成膜剂及其制备方法。
[0006]本专利技术的另一个目的是解决在冬季或较低温度环境下在玻璃、阳极氧化铝、电泳漆钢片等基材上施工时，聚氨酯胶黏剂容易脱胶的问题，从而达到提高产品良率和降低成本的目的；为此，本专利技术还提供一种成膜后强度高、有利于提升聚氨酯胶黏剂低温初粘性能和粘接强度的耐储存的聚氨酯底涂剂及制备方法。
[0007]本专利技术通过以下技术方案达到上述目的：
[0008]一种聚氨酯成膜剂，主要由以下原料发生聚合反应制得的：
[0009]小分子三元醇100摩尔份、二异氰酸酯295～305摩尔份、二元胺5～40摩尔份及色浆，且所述小分子三元醇、二异氰酸酯和二元胺的总质量与所述色浆的质量比为400:120～200，其中，所述小分子三元醇为三羟甲基丙烷、丙三醇或两者的任意组合。
[0010]所述二异氰酸酯为HDI(1,6
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己二异氰酸酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)或TDI
(甲苯二异氰酸酯)。所述聚氨酯成膜剂优选包括二异氰酸酯IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)。
[0011]所述二元胺优选为乙二胺、1,2
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丙二胺、1,3
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丙二胺或戊二胺。所述聚氨酯成膜剂优选包括二元胺5～25摩尔份。
[0012]所述色浆包括以下质量份的原料：炭黑分散剂溶液100份、炭黑80～150份、第一溶剂500～700份，其中，所述颜料分散剂溶剂通过将100质量份PB821溶解至200～300质量份丁酮中制得。其中，所述第一溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、甲苯、二甲苯中的一种或两种的组合。
[0013]所述色浆主要通过将所述炭黑分散剂溶液、颜料及第一溶剂加入到高速分散机中高速搅拌制得。优选地，向所述高速分散机中添加600～900份锆珠，高速分散机的搅拌速度为1500～1800r/min、搅拌时间60～90min。
[0014]一种上述聚氨酯成膜剂的制备方法，包括先将所述小分子三元醇、二异氰酸酯和色浆混合，在所述小分子三元醇和二异氰酸酯发生聚合反应的同时进行脱水，再与二元胺反应即可。由于羟基与异氰酸酯基反应需要较高温度，而氨基与异氰酸酯基反应活性非常大，所以要先将小分子三元醇与二异氰酸酯反应，以免氨基先与二异氰酸酯反应造成后续羟基反应时体系粘度太大，需要加入溶剂，造成反应不完全的情况。
[0015]因为色浆中含有水，且含有大量溶剂，并且是炭黑已经磨碎且已经分散在溶剂中，无法单独除水，如果单独对色浆除水，会造成炭黑团聚，无法再均匀分散在底涂剂中，同时如果将色浆与小分子多元醇一起脱水，由于小分子多元醇的用量极少，当色浆中的溶剂挥发完之后，会出现成团的现象，所以只能将色浆加入三元醇和二异氰酸酯的聚合反应体系中脱水。
[0016]基上所述，在氮气环境中，所述小分子三元醇、二异氰酸酯和色浆在真空条件下混合脱水的同时发生聚合反应，并加入第二溶剂进行稀释，形成第一预聚体混合液；再将所述二元胺稀释液滴加到所述第一预聚体混合液中进行反应，然后加入催化剂继续反应即可制得所述聚氨酯成膜剂；其中，所述二元胺稀释液由二元胺和第三溶剂在氮气氛围中均匀混合组成。该步骤中加入催化剂的目的是为了各原料反应完全；之所以最后才加入催化剂是由于氨基反应活性大，如果提前加入，反应会很剧烈，不容易控制。
[0017]其中，形成所述第一预聚体混合液的步骤包括：将先所述小分子三元醇在80℃～90℃、真空度低于
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0.095MPa的条件下脱水2～3h，再将温度降至40℃～50℃，在氮气保护条件下加入所述二异氰酸酯和色浆，然后继续在真空度低于
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0.095MPa的条件下脱水并反应1～2h，之后将温度升温至70～75℃反应1～2h，随后加入所述第二溶剂稀释15～45min后，将温度降低到20℃～30℃可获得所述第一预聚体混合液。
[0018]制得所述聚氨酯成膜剂的步骤包括：用所述第三溶剂在氮气氛围中均匀稀释二元胺获得所述二元胺稀释液；将该二元胺稀释液缓慢滴加到所述第一预聚体混合液中，滴加完后，继续反应30～60min，之后升温至70～75℃，继续反应30～60min，再加入催化剂继续反应1～2h即可。
[0019]为了使反应体系的粘度降到合适值设置第一溶剂，优选地，所述第二溶剂的用量为小分子三元醇和二异氰酸酯总质量的50％～100％，所述第二溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、甲苯、二甲苯中的一种或两种的组合。
[0020]为了降低二元胺的浓度，进而控制氨基与异氰酸酯基的反应速度需要加入所述第
三溶剂稀释多元胺；优选地，所述第三溶剂的用量为二元胺质量的100％～200％。所述第二溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、甲苯、二甲苯中的一种或两种的组合。
[0021]为了使上述体系反应更完全，优选地，所述催化剂的用量为小分子三元醇和二异氰酸酯总质量的0.03％～0.1％。所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或二氯二丁基锡。
[0022]一种耐储存的聚氨酯底涂剂，按本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种聚氨酯成膜剂，其特征在于：主要由以下原料发生聚合反应制得的：小分子三元醇100摩尔份、二异氰酸酯295～305摩尔份、二元胺5～40摩尔份及色浆，且所述小分子三元醇、二异氰酸酯和二元胺的总质量与所述色浆的质量比为400 : 120～200，其中，所述小分子三元醇为三羟甲基丙烷、丙三醇或两者的任意组合。2.根据权利要求1所述的聚氨酯成膜剂，其特征在于：所述色浆包括以下质量份的原料：炭黑分散剂溶液100份、炭黑80～150份、第一溶剂500～700份，其中，所述颜料分散剂溶剂通过将100质量份PB821溶解至200～300质量份丁酮中制得。3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯成膜剂，其特征在于：所述二元胺为乙二胺、1,2
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丙二胺、1,3
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丙二胺或戊二胺。4.一种权利要求1或2或3所述的聚氨酯成膜剂的制备方法，包括先将所述小分子三元醇、二异氰酸酯和色浆混合，在所述小分子三元醇和二异氰酸酯发生聚合反应的同时进行脱水，再与二元胺反应即可。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在氮气环境中，小分子三元醇、二异氰酸酯和色浆发生聚合反应的同时进行真空脱水，然后加入第二溶剂进行稀释，形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，王建斌，张庆波，马玉民，蔡耀武，陆瑜翀，李瑶，司浩然，蔡建武，陶新良，范若彬，洪聪哲，刘亚杰，
申请(专利权)人：郑州圣莱特空心微珠新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：