本发明专利技术公开的室温固化的低粘度聚氨酯泡沫粘接剂是由聚氨酯预聚物和吗啉类催化剂构成，其粘度＜600mPa·S，在10～30℃下遇水或湿气时，由吗啉类催化剂催化聚氨酯预聚物中的异氰酸酯与水反应或自身缩聚产生CO2气体发泡固化获得泡沫体，其泡沫体的体积密度为21～27kg/m3或15～29kg/m3。本发明专利技术还公开了该粘接剂的制备方法。本发明专利技术提供的聚氨酯泡沫粘接剂不仅粘度低，储存稳定性好，粘接面初粘力和粘接强度高，且价格低廉，使用时操作简单、干燥度适中，是室温湿固化泡沫粘接剂领域中的一种新产品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于泡沫粘接剂及其制备方法
，具体涉及一种以异氰酸酯、聚酯多元醇、聚醚多元醇、多元醇、多元胺等为反应单体，以水为发泡剂，以吗啉类化合物为固化 催化剂，在室温下快速自动发泡固化的低密度、低粘度非溶剂型聚氨酯泡沫粘接剂及其制 备方法。
技术介绍
由于航空航天事业需大量使用高强度的低密度泡沫材料用作填充或结构部件，而 一些尖端电子元件也越来越多地采用各种低密度泡沫材料，因此对这类泡沫材料的粘接就 显得十分重要。在这些特殊领域里除了要求粘接性能好，而且还要求粘接剂本身能为泡沫 型，使得泡沫材料与粘接剂形成一连续的整体，因此生产这类粘接剂也就成为目前研究的 热门课题。 现在最常使用的粘接剂聚氨酯(PU)胶粘剂是分子链中含有氨酯基(-NHC00-)和 异氰酸酯基(-NC0-) —类胶粘剂，由于其粘接力强，性能优良，品种多，适用性广，用量大， 因而在国民经济的各个领域得到了广泛应用，是八大合成胶粘剂中最重要的品种。聚氨酯 胶粘剂可分为单组分和双组分两种类型。 单组分聚氨酯粘接剂大致有以-NCO为端基预聚体的湿固化型、以封闭剂封闭 (-NCO)端基的预聚体与多元醇的混合型、在聚氨酯树脂结构中引入丙烯酸酯类单体的辐射 固化型、热熔型、压敏型等五类.中国胶 粘剂，2003， (02)]。 双组分聚氨酯胶粘剂是由分开包装的甲乙两个组分组成，使用前按一定比例配制 即可。甲组分(主剂) 一般为含羟基组分，乙组分(固化剂)为含游离异氰酸酯基团的组 分。也有的主剂为-NCO端基的聚氨酯预聚体，固化剂为低分子量多元醇或多元胺，甲组分 和乙组分按一定比例混合生成聚氨酯树脂，而成为粘接剂.中国胶粘剂，2005， (02)]。 由于聚氨酯胶粘剂材料本身是由高分子化合物组成，其密度都大于1. 0g/cm3，当 其用于粘接密度通常都小于1. 0g/cm3的泡沫材料时，往往达不到粘接要求，因而人们开始 探索采用发泡方法降低胶粘剂的密度来满足这些特殊领域的需要.中国胶粘剂，1993， (03)]。 众所周知，聚氨酯胶粘剂的固化都需要添加催化剂。为了保证粘接后粘接层的低 密度，必须要解决在发泡的同时迅速固化的问题，这就对发泡胶粘剂固化反应时所用的催 化剂提出了苛刻的要求。因为催化剂选择不合适的话，可能导致-NCO与-OH的反应过快，使 得整个反应体系温度高，未来得及发泡就交联固化了 ，也可能导致-NCO与-OH的反应过慢， 发泡需要的气体在胶粘剂本体粘度还很低时就反应产生溢出，粘接后得不到发泡体.上海化工，1999. (05)]。 传统的发泡胶粘剂固化反应催化剂主要有有机锡类(如二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡)和叔胺基类催化剂(如三乙胺、二乙烯三胺、三亚乙基二胺)。 有机锡类化合物对NC0/0H的链增长和交联速度虽有很好的催化作用。但由于其催化活性高，在很短时期内就可使链增长的反应快速进行，导致分子量急剧增大，粘度迅速增加，在1 2分钟内便形成热固型网状聚合物，而且易产生暴聚，使得反应体系温度过高，不易控制，在进行工业生产时还需要冷却装置来给反应体系降温，因而增加了成本。此外，该催化剂加入后也不利于湿固化聚氨酯胶粘剂的贮存，对其强度也有很大影响。 叔胺基类催化剂虽可迅速引发聚合，对链增长反应和发泡反应都有效果，并能延长泡沫的胶凝和固化时间，但因对发泡反应的催化活性较高，如在聚醚中加入过多将会出现乳白时间短、上升时间短、不粘时间长等现象，即发泡反应速度大于链增长反应速度，使部分气体逸出，反应进行缓慢，不易固化，原料外流，并使保温管中出现中空现象。[何岩等，胺锡催化剂在硬质聚氨酯泡沫塑料中的作用，化学工程师，1999. (06)]。 除此之外，以上两类催化剂还需要加热才能催化固化，工业上生产耗能大，使得成本增加。 而对于目前市售的室温湿固化泡沫胶粘剂产品例如不饱和聚酯胶、环氧胶、聚氨 酯胶系三组分或双组分胶虽可在室温下进行湿固化，但是分别存在以下一些问题 ①不饱和聚酯胶整个制备工艺较为复杂，价格偏高。典型的不饱和聚酯制备是将 1，2-丙二醇，顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐混合后，在氮或二氧化碳气氛中150 20(TC縮 合十几小时，直到生成分子量为1000 2500的低酸值线性树脂，再加入苯乙烯等单体稀 释。使用时加入过氧化物引发剂，在IO(TC进行热交联，或添加钴盐促进剂后在室温下交联 成固体，此外也可用紫外线、Y射线、电子束等辐照交联。空气中的氧对树脂之交联有阻聚 作用，在线性聚酯链中引入烯丙基醚、苄基醚等"气干性"基因可赋予常温自干性；引入环烷 烃二元醇等可获得高软化点树脂。 ②环氧胶的粘接强度不够、粘接表面选择性较高。环氧胶不进行增韧时，固化物一 般偏脆，抗剥离、抗开裂、抗冲击性能差；对极性小的材料(如聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等)粘 接力小，必须先对粘接表面进行活化处理；有些原材料如活性稀释剂、固化剂等还有不同程 度的毒性和剌激性。 ③水基胶初粘力差、干燥速度慢等问题。水基胶粘剂虽可消除有机溶剂的易燃和 毒害问题，且价格也比溶剂型胶粘剂低，然而，在大多数情况下，水基胶粘剂在贮存和运输 过程中必须防冻，否则可能出现容器或胶液的永久破坏。乳液胶粘剂则需要较长的干燥时 间，才能增粘建立强度。另一方面，乳液胶粘剂目前的制备工艺水平还大大落后于溶剂型胶 粘剂。 ④氯丁胶胶液中的溶剂因能溶解泡沫，既使泡沫的胶接面形成空洞，又要造成粘 接强度降低，且污染环境。由于氯丁胶基本上为"三苯"(苯、甲苯、二甲苯)溶剂型胶粘剂， 其中的溶剂不仅会在使用过程中散发到空气中，严重污染环境，还会在装饰装修后会缓慢 释放有机气体，亦将为人们的健康带来危害。 因此，急需研制出一种室温固化单组分的易于施工、初粘力强、粘接强度高、干燥 速度适中、价格便宜，尤其是不腐蚀泡沫的胶粘剂.研究报告，1999， (09)]。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有室温湿固化泡沫胶粘剂存在的问题，提供一种室温固化 的低粘度聚氨酯泡沫粘接剂，该泡沫粘接剂能在10 3(TC进行发泡固化反应，且操作简 单、价格低廉，干燥度适中。 本专利技术的另一目的是提供一种制备上述室温固化的低粘度聚氨酯泡沫粘接剂的 方法。 本专利技术提供的室温固化的低粘度聚氨酯泡沫粘接剂是由聚氨酯预聚物和吗啉类 催化剂构成，其粘度< 600mPa 'S，在10 3(TC下遇水或湿气时，能由吗啉类催化剂催化聚 氨酯预聚物中的异氰酸醋与水迅速反应或自身縮聚产生0)2气体发泡固化获得泡沫体。由 单组分形式的泡沫粘接剂获得的泡沫体的体积密度为21 27Kg/m3，由双组分形式的泡沫 粘接剂获得的泡沫体的体积密度为15 29Kg/m3。 上述单组分形式的室温固化的低粘度聚氨酯泡沫粘接剂是由数均分子量为2000 的聚氧化丙烯二元醇80 100份、二苯基甲烷二异氰酸酯30 40份和甲苯二异氰酸酯 10 20份聚合获得的聚氨酯预聚物、吗啉类催化剂1 2份和一縮乙二醇5 8份混合而 成，或由数均分子量为1000的聚酯二元醇30 50份、数均分子量为2000的聚氧化丙烯二 元醇80 100份、数均分子量为6000聚氧化丙烯三元醇10 20份、二苯基甲烷二异氰酸 酯30 40份、氢化萜烯树脂5 8份聚合获得的聚氨酯预聚物、吗啉类催化剂2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种室温固化的低粘度聚氨酯泡沫粘接剂，该粘接剂是由聚氨酯预聚物和吗啉类催化剂构成，其粘度＜６００ｍＰａ·Ｓ，在１０～３０℃下遇水或湿气时，由吗啉类催化剂催化聚氨酯预聚物中的异氰酸酯与水反应或自身缩聚产生ＣＯ↓［２］气体发泡固化获得泡沫体，其泡沫体的体积密度为２１～２７Ｋｇ／ｍ↑［３］或１５～２９Ｋｇ／ｍ↑［３］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：殷勤俭，沙静，江波，林坤华，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。