本发明专利技术高档书籍装订用聚氨酯胶粘剂的制备方法，属于聚氨酯胶粘剂的合成领域。按照下述步骤进行：（1）预聚反应：以羟基单体、异氰酸酯单体为主要原料，分别合成以OH封端和以NCO封端的预聚体；（2）交联反应：将两种预聚体按一定比例混合，经固化制得透明或半透明、柔韧性较好，且具有适宜硬度的胶膜。本发明专利技术采用预聚、交联两步合成法合成了无溶剂型双组份聚氨酯胶黏剂，生产工艺简单、清洁，符合环保要求；通过预聚可以调节甲、乙组分的粘度和分子量，从而提高粘结强度，而交联过程可实施胶粘剂固化，进一步提高其粘结强度；（3）甲、乙组份常温下为液态，粘度、固化速度可调，固化反应在室温下进行，操作方便，能耗低，产品贮存稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚氨酯胶 粘剂的合成领域，尤其涉及一种。
技术介绍
近年来，人们对书籍装订质量的要求日益提高，主要集中在相对较落后的印后装订领域。书籍装订方式主要有线装订、钉装订和胶装订三种，其中胶订是普遍采用的方法，而胶粘剂则是胶订的重要配套材料。书籍装订用胶粘剂的种类众多，主要有淀粉糊胶(淀粉糊、胡糊精)、动物胶(骨胶)、聚醋酸乙烯酯(PVAC)乳液胶黏剂、聚乙烯醋酸乙烯酯(EVA)热熔胶、湿固化反应型聚氨酯(PUR)热熔胶等。淀粉糊胶粘接力较强，但易吸湿潮解，且调制过程受温度影响很大，应用受到限制；动物胶含水量低、干燥速度快，可用于制作精装书壳等，但因其来源有限，已逐渐被合成胶代替；PVAC乳液胶粘剂，固化后胶膜无色透明，但耐水性、耐温性差，且具有耐塑性，不耐热；EVA热熔胶是国内使用最多的书籍装订材料，它粘接强度高，固化速度快，有韧性、无毒，但其在使用过程中上胶量大，遇溶剂易腐蚀，耐温性差，书本平摊性差，在书刊装订特别是在高档书籍或较厚的书本装订时，易形成凹槽或突然合上，会产生许多麻烦，从而限制了其在高档书籍装订领域的应用；PUR热熔胶粘接性强、抗热抗寒性佳，耐溶剂，书籍平摊性好，但它是带有活性终端基团的预聚体，对生产、运输设备要求高，成本增加。无溶剂双组份聚氨酯胶粘剂是采用本体聚合法合成的胶粘剂，体系中不含有任何溶剂，绿色环保，该类产品由甲(主剂)、乙(固化剂)两组份组成，分开包装，一方面解决了单组份聚氨酯胶粘剂制备、运输过程中产品需氮气保护的问题，降低成本，且有效改善了贮存稳定性；另一方面，无溶剂双组份聚氨酯胶粘剂具有性能可调性、粘接范围广、最终粘合强度比单组份胶粘剂大等优点，但与其他装订用胶粘剂相比，无溶剂双组份聚氨酯胶粘剂的固化时间普遍较长，不适应现有的自动化生产线，因此目前并未应用于书籍装订领域。CN102181259A报道了书刊装订用PUR热熔胶及其制备方法。以聚酯多元醇、1，6-己二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、添加剂为主要原料，在真空条件下进行预聚反应；预聚完成后加入扩链剂扩链，在通入氮气保护条件下倒出产物，密封包装。该类产品粘接强度高、用量少，且具有耐溶剂性、耐高低温性和耐油墨侵蚀性，可以满足不同纸张的粘接要求。但聚氨酯热熔胶是带有活性终端基团的预聚体，在生产、运输过程中要严格隔绝空气，对设备要求高，从而成本显著增加。李佩瑾等在“书刊装订用EVA热熔胶的研制” 一文中，报道了以EVA树脂为基础树月旨，通过增粘剂、增韧剂、粘度调节剂、填料、抗氧剂的配合，研制获得书刊装订专用热熔胶，文中讨论了不同牌号的EVA树脂及其用量对热熔胶性能的影响。然而使用EVA热熔胶装订的书籍平摊性差、保存时间短(约2-3年)，且其装订效果受纸张定量、使用的涂料和油墨等影响，限制了其在高档书籍装订领域的应用，且综合成本高于聚氨酯类胶粘剂。CN101903433A介绍了一种用于粘合纤维膜制件的双组份聚氨酯粘合剂，包含多元醇组份和交联组份两个组份，其中多元醇组份由聚酯二元醇、3-至14-官能多元醇、疏水性多元醇和附加添加剂或辅助剂组成，交联组份由多异氰酸酯制得。该粘合剂表现出优异的粘接强度，用于粘合金属、塑料或泡沫基材或纤维复合材料，能够粘合具有不平坦表面的基材和能够以强粘合力桥接裂缝或空隙，胶粘剂固化后Tg高于50°C，表现出高的机械强度和刚性。但由于其玻璃化温度高，刚性大，柔韧性不好，不适用于书籍装订领域。
技术实现思路
本专利技术介绍了一种无溶剂双组份聚氨酯胶粘剂的制备方法，并将其应用于高档书籍装订领域中。本专利技术的工艺路线主要包括两步(1)预聚反应以羟基单体、异氰酸酯单体为主要原料，分别合成以OH封端和以NCO封端的预聚体；(2)交联反应将两种预聚体按一定比例混合，经固化制得透明或半透明、柔韧性较好，且具有适宜硬度的胶膜。本专利技术所述的，按照下述步骤进行(I)预聚体反应将羟基单体A在85 10(TC、0. 08、. IMpa真空度下脱水lh，调节预聚温度至65 90°C，加入计量的异氰酸酯单体B和催化剂，反应2 3h，合成甲组份；在异氰酸酯单体C中加入计量的羟基单体D和催化剂，调节预聚温度至70 90°C，反应2 3h，合成乙组份；(2)交联反应将第一步合成的甲、乙组份在室温(25°C )下，按一定R值(即异氰酸根与羟基的摩尔比)混合搅拌，其中理论R值为0. 9^1. 50。即可得到高档书籍装订用聚氨酯胶粘剂。其中步骤(I)中所述的甲组份中的羟基单体A为聚醚多醇、聚酯多醇、蓖麻油、丙三醇、聚酯聚醚混合多元醇或聚酯蓖麻油混合多元醇、聚醚蓖麻油混合多元醇等；优选于聚己二酸乙醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、三羟基聚氧化丙烯醚、丙三醇、蓖麻油、聚氧化丙烯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA);更优选于三羟基聚氧化丙烯醚、丙三醇、蓖麻油、聚己二酸乙二醇酯中的一种或多种的混合物，总的羟基单体量占总固体质量的80 100%。其中步骤(I)中所述的甲组份中的异氰酸酯单体B为甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4丨-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、异佛尔酮二异氰 酸酯(IH)I)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，优选于甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IH)I)、4，4丨-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，其总的异氰酸酯单体量占总固体质量的0 20%o其中步骤(I)中所述的乙组份中的羟基单体D为聚醚多醇、聚酯多醇、蓖麻油、丙三醇、聚酯聚醚混合多元醇或聚酯蓖麻油混合多元醇、聚醚蓖麻油混合多元醇等；优选于蓖麻油、丙三醇、三羟基聚氧化丙烯醚、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇(PBA)、三羟甲基丙烷(TMP)中的一种或多种的混合物，总的羟基单体量占总固体质量的0 45%。其中步骤(I)中所述的乙组份中异氰酸酯单体C为甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4丨-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IH)I)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，优选于甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4丨一二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，其总的异氰酸酯单体量占总固体质量的55 100%o其中所述的催化剂为有机锡类或叔胺类，具体包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙胺、二乙烯三胺、三乙烯二胺、四乙烯五胺、二甲基十六胺、双二甲基胺基乙基醚、氮乙基吗啡啉、三乙醇胺，乙醇胺、吡啶或N，N’-二甲基吡啶等，优选二月桂酸二丁基锡、二乙烯三胺、三乙烯二胺，催化剂用量占总固体质量的0. 059T0. 3%。本专利技术的特点如下(1)采用预聚、交联两步合成法合成了无溶剂型双组份聚氨酯胶黏剂，生产工艺简单、清洁，符合环保要求；(2)通过预聚可以调节甲、乙组分的粘度和分子量，从而提高粘结强度，而交联过程可实施胶粘剂固化，进一步提高其粘结强度；(3)甲、乙组份常温下为液态，粘度、固化速度可调，固化反应在室温下进行，操作方便，能耗低，产品贮存稳定；(4)最终固化所得胶膜柔韧性好，力学性能优异，适用于高档书籍的装订。与EVA热熔胶比胶膜柔韧性好，粘结强度高，涂胶量仅为EVA热熔胶的1/3，且无需高温加热熔胶，能耗低；与PUR热熔胶比，产品储存稳定性好，涂胶设备要求低，无需本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.高档书籍装订用聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行 (I)预聚体反应将羟基单体A在85 10(TC、0. 08、. IMpa真空度下脱水lh，调节预聚温度至65 90°C，加入计量的异氰酸酯单体B和催化剂，反应2 3h，合成甲组份；在异氰酸酯单体C中加入计量的羟基单体D和催化剂，调节预聚温度至70 90°C，反应2 3h，合成乙组份；(2)交联反应将第一步合成的甲、乙组份在25°C下，按一定R值混合搅拌混合，其中理论R值为0. 9^1. 50，R值为异氰酸根与羟基的摩尔比；即可得到高档书籍装订用聚氨酯胶粘剂。2.根据权利要求I所述的高档书籍装订用聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于其中步骤(I)中所述的甲组份中的羟基单体A为聚醚多醇、聚酯多醇、蓖麻油、丙三醇、聚酯聚醚混合多元醇或聚酯蓖麻油混合多元醇、聚醚蓖麻油混合多元醇；总的羟基单体量占总固体质量的80 100% ； 其中步骤(I)中所述的甲组份中的异氰酸酯单体B为甲苯二异氰酸酯、4，4丨-二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯，其总的异氰酸酯单体量占总固体质量的0 20% ； 其中步骤(I)中所述的乙组份中的羟基单体D为聚醚多醇、聚酯多醇、蓖麻油、丙三醇、聚酯聚醚混合多元醇或聚酯蓖麻油混合多元醇、聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜郢，蔡小燕，任筱芳，阮殿甲，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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