一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂及其制备方法，所述的粘合剂的原料包括多官能度异氰酸酯、封闭剂、多元醇，所述的原料用量满足下式：［１－Ｎ↓［Ｂ］／（ｃＮ↓［Ｃ］）］（ａ－１－Ｎ↓［Ｂ］／Ｎ↓［Ａ］）＜［１／（ｃ－１）］，其中，Ｎ↓［Ｂ］表示封闭剂的摩尔数，ｃ表示多元醇的官能度，Ｎ↓［Ｃ］表示多元醇的摩尔数，ａ表示多官能度异氰酸酯的官能度，Ｎ↓［Ａ］表示多官能度异氰酸酯的摩尔数，所述的ａ、ｃ均≥２。与现有技术相比，本发明专利技术采用较少量的封闭剂对多官能度异氰酸酯进行预先部分封闭，得到的封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂中封闭剂的含量较低，有利于提高胶膜的性能，同时本发明专利技术粘合剂具有高交联密度、较高的机械强度和热稳定性、优良的贮存稳定性等优点。

Closed self crosslinking single component polyurethane adhesive and preparation method thereof

The invention relates to a closed type self crosslinking polyurethane adhesive and its preparation method, the adhesive materials including polyfunctional isocyanate, polyol, sealant, the amount of raw materials to meet the following formula: 1 N: B / (cN: C (a). 1 N: B / N: A) < 1 / (C - 1), of which, N B said: the number of moles of sealant, C said polyol functionality, N C said: the number of moles of polyols, a said polyfunctionality isocyanate functionality, N A said: the number of moles of multi-functional isocyanate, wherein a and C are more than or equal to 2. Compared with the prior art, the invention adopts a relatively small amount of sealant on polyfunctional isocyanate pre content type sealant partially closed by self crossing single component polyurethane adhesive is low, is conducive to improve the performance of the films, and the adhesive of the invention has high crosslinking density, high mechanical strength and thermal stability excellent storage stability, etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚氨酯粘合剂，尤其是涉及一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘 合剂及其制备方法。
技术介绍
封闭型聚氨酯粘合剂是一种单组分粘合剂，具有较好的贮存稳定性。根据 不同的封闭剂，施以不同的温度，其可解封并同时与存在于同一体系中的含活 泼氢物质反应，形成高分子化合物。目前，封闭型聚氨酯粘合剂的制备多采用以下方法(1) 将线型聚醚多元醇或聚酯多元醇与二官能度异氰酸酯反应，生成以 NCO为端基的予聚物，然后用封闭剂封闭，再与活泼氢化合物混合；(2) 将多官能团聚氨酯交联单体预先用封闭剂完全封闭，然后与含活泼 氢化合物混合。方法(1) 一般用来制备高弹性制品，方法(2)可用来制备高硬度制品。 但方法(2)中的交联单体的游离NCO基团必须全部用封闭剂封闭，封闭剂用量大，解封后会残留在胶膜内，对胶膜性能产生不良影响。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高机械 强度和热稳定性、低封闭剂用量的封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂及其制备 方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂，该粘合剂的原料包括多官能度异 氰酸酯、封闭剂、多元醇，其特征在于，所述的原料用量满足下式 [1-NB/ (cNc) ] (a-l-NB/NA) < [1/ (c陽l)]其中，NB表示封闭剂的摩尔数， C表示多元醇的官能度，Nc表示多元醇的摩尔数， a表示多官能度异氰酸酯的官能度，NA表示多官能度异氰酸酯的摩尔数，所述的a、 c均22。所述的多官能度异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)或三羟甲基丙烷-甲 苯二异氰酸酯(TMP-TDI)加成物，以及其他多官能度异氰酸酯。所述的封闭剂包括苯酚、己内酰胺、乙酰乙酸乙酯或丙二酸二乙酯。所述的多元醇包括小分子化合物或低分子聚合物，所述的小分子化合物包 括二甘醇、甘油、季戊四醇、三羟甲基丙垸、蓖麻油或蓖麻酸单甘油脂，所述 的低分子聚合物包括官能度为2-8的聚醚或官能度为2-3的聚酯。一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，首先将 多官能度异氰酸酯的NCO基团用封闭剂部分封闭，然后剩余的NCO基团再与 多元醇的部分羟基反应，最终使体系保留与封闭NCO基相等的羟基数，所述 的多官能度异氰酸酯、封闭剂、多元醇的用量满足下式 (a-l-NB/NA) < [1/ (c隱l)]其中，NB表示封闭剂的摩尔数，c表示多元醇的官能度，Nc;表示多元醇的摩尔数，a表示多官能度异氰酸酯的官能度，NA表示多官能度异氰酸酯的摩尔数，所述的a、 c均22。所述的多官能度异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)或三羟甲基丙垸-甲 苯二异氰酸酯(TMP-TDI)加成物，以及其他多官能度异氰酸酯。所述的封闭剂包括苯酚、己内酰胺、乙酰乙酸乙酯或丙二酸二乙酯。 所述的多元醇包括小分子化合物或低分子聚合物，所述的小分子化合物包 括二甘醇、甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、蓖麻油或蓖麻酸单甘油脂，所述 的低分子聚合物包括官能度为2-8的聚醚或官能度为2-3的聚酯。5与现有技术相比，本专利技术采用较少量的封闭剂对多官能度异氰酸酯进行预 先部分封闭，得到的封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂中封闭剂的含量较低， 有利于提高胶膜的性能，同时本专利技术粘合剂具有高交联密度、较高的机械强度 和热稳定性、优良的贮存稳定性等优点。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术的封闭型单组分聚氨酯粘合剂的单体具有高官能度，封闭剂用量少 于现有方法的用量，其中<table>table see original document page 6</column></row><table>为了保证解封闭后基团A和基团C完全反应以形成完整的网络结构，必须保证aNA= cNc ( 1)单体A被B部分封端后，留下的游离A基数应等于 aNA—NB单体C与部分封端的单体A完全反应后，留下的游离C基数应等于 NB在本专利技术配方设计中，确定NB值以保证反应中不发生凝胶和用最少量 的Nb。设PA'代表部分封端的单体A的反应程度(反应的基团数占其总数的分数)Pc:代表单体C的反应程度 当反应完成时，因C基过量，必有PA， =1 (2)Pc= (cNc-NB) / (cNc) (3) 根据Flory凝胶化理论，若反应不产生凝胶，必有PA， Pc[ (a-NB/NA) -1] (c隱l) <1 (4) 将(2) 、 (3)代入(4)有 (a-l-NB/NA) < [1/ (c-1) ] (5) 对于选定的体系(a、 c、 NA、 Nc已知)，由此可计算出NB的取值范围。 实施例1一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂，该粘合剂包括TDI (单体A，官 能度&=2)、封闭剂丙二酸二乙酯(单体B，官能度b^)、多元醇E310 (单 体C，官能度。=3)，以单体A为基准，令NA-lmol,由式(l)知Nc^2/3mo1， 代入式(5):(l-NB/2) (1-NB) < 1/2(1-NB) 2+2Xl/2 (1-NB) + (1/2) 2<[1+ (1/2) 2] [(1-NB) +1/2]2< [1+ (1/2) 2] 得NB》0.38mol实施例2一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂，该粘合剂包括TMP-TDI加成物 (单体A，官能度a:3)、封闭剂苯酚(单体B，官能度b:l)、多元醇E310 (单体C，官能度0=3)，以单体A为基准，令NA^mo1,由式(1)知Nc =1 mol，代入式(5):(l-NB/3) (2-NB) < 1/2(2-NB) 2+2Xl/2 (2-NB) + (1/2) 2 < [3/2+ (1/2) 2] [(2-NB) +l/2]2< [3/2+ (1/2) 2] 得NB>1.15mol实施例3在本实施例中多官能度异氰酸酯采用上海试剂一厂的TDI(官能度2.0); 封闭剂采用天津市化学试剂一厂的丙二酸二乙酯； 多元醇采用自制的蓖麻酸单甘油脂(平均官能度2.9)。一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂的制备方法，该方法包括以下步骤(1) 蓖麻酸单甘油脂的合成称取甘油与蓖麻油，二者摩尔比为2:1，倒 入三颈瓶中，加入甘油重量0.8%的PbO为催化剂，通氮气，开搅拌，同时升 温至22(TC反应1小时，得蓖麻酸单甘油脂；(2) 多异氰酸酯的部分封闭称取TDI U.5mo1，约261g)和封闭剂丙二 酸二乙酯(l.Omol，约168g)，丙二酸二乙酯中预先加入0.2%的乙醇钠为催化 剂；先将TDI投入反应瓶，开动搅拌，然后滴加丙二酸二乙酯一乙醇钠溶液， 反应放热，自动升温至7(TC左右，约40分钟滴加完毕，升温至卯'C，反应约 2小时结束；(3) 聚合反应将步骤(2)得到的部分封闭的多异氰酸酯分批缓慢加入 装有蓖麻酸单甘油酯(l.Omol，约380g)的反应瓶中，控制反应温度70-8(TC， 待游离NCO基反应完毕，结束反应，得封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂。本实施例中，只需lmol封闭剂，若采用现有技术则需要3mol封闭剂。上 述制备的粘合剂具有优良的贮存稳定性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂，该粘合剂的原料包括多官能度异氰酸酯、封闭剂、多元醇，其特征在于，所述的原料用量满足下式：　［１－Ｎ↓［Ｂ］／（ｃＮ↓［Ｃ］）］（ａ－１－Ｎ↓［Ｂ］／Ｎ↓［Ａ］）＜［１／（ｃ－１）］　其中，Ｎ↓ ［Ｂ］表示封闭剂的摩尔数，　ｃ表示多元醇的官能度，　Ｎ↓［Ｃ］表示多元醇的摩尔数，　ａ表示多官能度异氰酸酯的官能度，　Ｎ↓［Ａ］表示多官能度异氰酸酯的摩尔数，　所述的ａ、ｃ均≥２。

【技术特征摘要】
1. 一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂，该粘合剂的原料包括多官能度异氰酸酯、封闭剂、多元醇，其特征在于，所述的原料用量满足下式[1-NB/(cNC)](a-1-NB/NA)<[1/(c-1)]其中，NB表示封闭剂的摩尔数，c表示多元醇的官能度，NC表示多元醇的摩尔数，a表示多官能度异氰酸酯的官能度，NA表示多官能度异氰酸酯的摩尔数，所述的a、c均≥2。2. 根据权利要求1所述的一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂，其特征 在于，所述的多官能度异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)或三羟甲基丙垸-甲苯二异氰酸酯(TMP-TDI)加成物，以及其他多官能度异氰酸酯。3. 根据权利要求1所述的一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂，其特征 在于，所述的封闭剂包括苯酚、己内酰胺、乙酰乙酸乙酯或丙二酸二乙酯。4. 根据权利要求1所述的一种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂，其特征 在于，所述的多元醇包括小分子化合物或低分子聚合物，所述的小分子化合物 包括二甘醇、甘油、季戊四醇、三羟甲基丙垸、蓖麻油或蓖麻酸单甘油脂，所 述的低分子聚合物包括官能度为2-8的聚醚或官能度为2-3的聚酯。5. —种封闭型自交联单组分聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，首先 将多官能度异氰酸酯的NC...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐师兵，郑福安，
申请(专利权)人：上海巨安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]