一种水性环保聚氨酯胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于粘胶剂技术领域，具体涉及一种水性环保聚氨酯胶粘剂及其制备方法。水性环保聚氨酯胶粘剂的制备方法为：先将35

【技术实现步骤摘要】
一种水性环保聚氨酯胶粘剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于粘胶剂
，具体涉及一种水性环保聚氨酯胶粘剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯(PU)胶粘剂广义上指的是基料分子链中含有氨酯基(
‑
NHCOO
‑
)或异氰酸酯基(
‑
NCO)的一类胶粘剂，主要是由聚醚或聚酯多元醇为软段分子，多异氰酸酯和扩链剂为硬段分子，软段和硬段共同组合而成为主分子链；聚氨酯胶粘剂可通过改变软硬段比例来调整刚柔性以满足对不同材料的粘接需求；由于其含有的氨酯基和异氰酸酯基具有强极性和强化学活泼性，能够与含有活泼氢的材料、多种多孔材料及许多表面光洁的材料形成优良的化学粘接力；聚氨酯胶粘剂具有优异的抗剪切、抗剥离、耐低温等性能，适用于大部分结构件的粘接。
[0003]申请号为201811522313.8的专利公开了一种高性能聚氨酯胶粘剂，属于溶剂型聚氨酯胶粘剂，包括A组分和B组分，A组分与B组分按5：1的质量比均匀混合后，即得高性能聚氨酯胶粘剂，相对传统聚氨酯胶粘剂而言，虽然适用范围广，可以高浓度(50％)涂布，适合镀铝膜、铝箔、水煮等使用，其使用后外观效果好，胶盘使用寿命长，同时将VOCs排放减少60％，但依旧存在有机溶剂挥发污染环境、残留物不易清洗等问题。
[0004]随着人们环保意识的日益增强，环保型水性聚氨酯胶粘剂正在逐步取代溶剂型聚氨酯胶粘剂，成为聚氨酯胶粘剂发展的主流趋势。水性聚氨酯胶粘剂是指在聚氨酯分子链上引入亲水基团或亲水结构，获得能够溶于水或者分散于水中的聚氨酯胶粘剂，与溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，以水为分散介质的水性聚氨酯胶粘剂，无毒无害、安全环保，储存和运输更为安全，且水性聚氨酯胶粘剂易于使用，残留物易于清洗。目前，水性聚氨酯胶粘剂主要是单组份聚氨酯胶粘剂，形成的乳液是分散在水中的线型热塑性聚氨酯，分子量较小，其交联密度、耐水性、耐溶剂性及其贮存稳定性等性能与溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，还存在一定的差距，这严重限制了水性聚氨酯胶粘剂的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种水性环保聚氨酯胶粘剂及其制备方法，该水性环保聚氨酯胶粘剂具有良好的耐水性、耐溶剂性及粘接效果，而且以水为分散介质，安全环保，更能满足市场需求。
[0006]本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：
[0007]一种水性环保聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、将35
‑
40份异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、30
‑
35份己二酸类聚酯二醇、0.2
‑
0.5份二月桂酸二丁基锡和2
‑
4份乙二醇依次加入到反应釜中，升温至70
‑
80℃，反应1
‑
2h后加入4
‑
8份2,2
‑
二羟甲基丙酸(DMPA)，继续反应2
‑
4h，当异氰酸酯含量达到反应物中原来异氰酸酯含量的3.0
‑
3.5％时，反应完成，得到聚氨酯预聚体；所述己二酸类聚酯二醇为聚己二
酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯或聚己二酸一缩二乙二醇酯，优选己二酸类聚酯二醇为聚己二酸乙二醇酯；其中异氰酸酯含量经二正丁胺法测定；
[0009]S2、降温至25℃，向聚氨酯预聚体中加入5
‑
8份交联剂，搅拌0.5
‑
1h；所述交联剂为脲二酮类衍生物，结构式为：
[0010]式中，R为式中，R为优选R为此时脲二酮类衍生物为化合物1，结构式为：
[0011][0012]S3、向反应釜中加入三乙胺，调节pH为8
‑
9，然后加入丙酮稀释，降低体系黏度，最后再加入30
‑
40份去离子水，高速混合均匀得到水性环保聚氨酯乳液；其中转速为100
‑
120r/min，混合时间为4
‑
6h，优选转速为120r/min，混合时间为6h；
[0013]S4、对反应釜进行抽真空，脱除乳液中的丙酮，得到水性环保聚氨酯胶粘剂。
[0014]按上述方案，步骤S2中所述脲二酮类衍生物的制备方法为：将芳香族类二异氰酸酯和催化剂加入到苯溶液中，在85
‑
90℃下发生聚合反应，当异氰酸酯含量达到反应物中原来异氰酸酯含量的一半时，反应完成，降温至40
‑
50℃，向反应液中加入氮丙啶，继续反应2
‑
3h生成脲二酮类衍生物。所述芳香族类二异氰酸酯为对苯二异氰酸酯、甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯、甲苯
‑
2,6
‑
二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯，优选芳香族类二异氰酸酯为对苯二异氰酸酯；所述催化剂为三乙基膦、三丙基膦或二甲基苯基膦，优选催化剂为三乙基膦。脲二酮类衍生物的合成路线为：
[0015]式中，R为
[0016]按上述方案，步骤S1得到的聚氨酯预聚体分子中的羧基会先与步骤S3中所加入的三乙胺发生季铵化反应、两端的氰酸酯先经水解得到氨基(中间态)，之后氨基再与步骤S2中所加入的交联剂脲二酮类衍生物进行交联反应得到水性环保聚氨酯，合成路线如下：
[0017][0018]本专利技术提供了一种水性环保聚氨酯胶粘剂，经由上述一种水性环保聚氨酯胶粘剂的制备方法制得。
[0019]本专利技术还提供了一种水性环保聚氨酯胶粘剂的用途，所述用途为用于制鞋、建筑铺装材料、汽车部件及包装材料领域。
[0020]本专利技术具有如下有益效果：
[0021]本专利技术以芳香族二异氰酸酯为原料进行结构改进，得到了具有刚性苯环结构和亚氨基的脲二酮类衍生物，并以脲二酮类衍生物作为交联剂，与水性聚氨酯分子两端的氨基进行交联，提高了水性聚氨酯交联密度；苯环结构的引入增强了分子的机械性能，亚胺基的增加，能够与聚氨酯分子链上的酯基形成更多的氢键，增强了分子间的作用力，链段之间结
合的更加紧密，水分及有机溶剂难以扩散进入，从而使粘胶剂的耐水性和耐溶剂性得到极大提升，同时也提升了粘胶剂的粘胶效果，使经粘胶剂粘接的产品具有较强的剥离强度和剪切强度。本专利技术提供的水性环保聚氨酯粘胶剂适用于制鞋、建筑铺装材料、汽车部件及包装材料等领域，具有良好的耐水性、耐溶剂性及粘接效果，而且以水为分散介质，安全环保，更能满足市场需求。
具体实施方式
[0022]下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0023]异佛尔酮二异氰酸酯CAS号4098
‑
71
‑
9；聚己二酸乙二醇酯CAS号68647
‑
16
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性环保聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将35
‑
40份异佛尔酮二异氰酸酯、30
‑
35份己二酸类聚酯二醇、0.2
‑
0.5份二月桂酸二丁基锡和2
‑
4份乙二醇依次加入到反应釜中，升温至70
‑
80℃，反应1
‑
2h后加入4
‑
8份2,2
‑
二羟甲基丙酸，继续反应2
‑
4h，当异氰酸酯含量达到反应物中原来异氰酸酯含量的3.0
‑
3.5％时，反应完成，得到聚氨酯预聚体；S2、降温至25℃，向聚氨酯预聚体中加入5
‑
8份交联剂，搅拌0.5
‑
1h；所述交联剂为脲二酮类衍生物，结构式为：式中，R为式中，R为S3、向反应釜中加入三乙胺，调节pH为8
‑
9，然后加入丙酮稀释，降低体系黏度，最后再加入30
‑
40份去离子水，高速混合均匀得到水性环保聚氨酯乳液；S4、对反应釜进行抽真空，脱除乳液中的丙酮，得到水性环保聚氨酯胶粘剂。2.根据权利要求1所述的一种水性环保聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述脲二酮类衍生物的制备方法为：将芳香族类二异氰酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏坡，陈超，陈素苗，
申请(专利权)人：浙江圣腾胶业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：