專利名稱：：可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及聚氨酯乳液制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法。
背景技術(shù)：
：由于石油資源的有限性，八十年代以后以天然產(chǎn)物及其衍生物等可再生資源為基礎(chǔ)獲得的聚合物重新獲得了廣泛關(guān)注。植物油來源廣泛，可以再生，植物油多元醇可廣泛應(yīng)用于聚氨酯行業(yè)各個領(lǐng)域，制備的聚氨酯材料完全符合環(huán)境保護的目的，屬于國家提倡的綠色環(huán)保型產(chǎn)品。該產(chǎn)品不受國際石油價格的影響，具有一定的經(jīng)濟安全性。水性聚氨酯膠粘劑膠膜物性可調(diào)節(jié)范圍大，強度高、彈性好、耐低溫和抗磨性能優(yōu)良，對許多合成材料特、多孔性材料如ABS、聚丙烯纖維板、織物、乙烯基塑料等具有良好的粘接性能，可用于汽車的儀表板、車門與頂棚內(nèi)襯、座椅以及雜物箱內(nèi)飾件等部位。隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，2006年我國汽車年產(chǎn)量超過600萬輛，汽車制造已成為我國支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著汽車的增多，汽車車內(nèi)環(huán)境污染問題越來越引起人們的關(guān)注。據(jù)2004年中國科協(xié)工程學(xué)會聯(lián)合會汽車專業(yè)委員會對汽車車內(nèi)環(huán)境污染情況調(diào)査結(jié)果顯示，高達93.82%的新車車內(nèi)環(huán)境達不到國家房屋室內(nèi)空氣標準，其中苯超過標準14.45倍、甲苯超過80.2倍、二甲苯超過17.34倍、甲醛超過6.56倍、V0C超過17倍，而這些污染的主要來源于膠粘劑，尤其是，車內(nèi)空間較室內(nèi)更為狹小，其危害將更大。水性聚氨酯膠粘劑的應(yīng)用，必將使原溶劑型膠粘劑的使用范圍逐步縮小，有毒溶劑的排放也隨之減少，對改善汽車車內(nèi)環(huán)境起到積極的作用
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種價格低廉、粘結(jié)強度佳的可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)將植物油多元醇與異氰酸酯在催化劑存在下，在508(TC反應(yīng)24小時得到預(yù)聚體，所述的異氰酸酯與植物油多元醇的摩爾比為5.56.0:1，催化劑為預(yù)聚體總重量的萬分之二；(2)在步驟(1)得到的預(yù)聚體中加入含親水基團的化合物，使該化合物與植物油多元醇的摩爾比為16:1，同時加入占乳液總體積14%的助溶劑，在506(TC下反應(yīng)2.53小時；(3)在步驟(2)得到的產(chǎn)物中加入三乙胺進行中和反應(yīng)，并將該中和反應(yīng)產(chǎn)物在15分鐘內(nèi)加入水中后，乳化10分鐘，所述的三乙胺與植物油多元醇的摩爾比為13:1;(4)在步驟(3)得到的產(chǎn)物中加入胺擴鏈劑，該胺擴鏈劑的加入量為步驟(3)中和反應(yīng)產(chǎn)物重量的0.51%，加料時間為1015分鐘，加完后再攪拌30分鐘，即制得一種水性聚氨酯乳液。所述的植物油多元醇是按公開號為CN1869184A的專利技術(shù)制備的。所述的植物油多元醇分子量在是分子量為400500，羥值為230450mgKOH/g，OH官能度為23。所述的氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯中的任意一種或他們的混合物。所述的混合物中的甲苯二異氰酸酯與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為89:i。所述的催化劑為辛酸亞錫、月桂酸二丁基錫、辛酸鋅、三乙烯二胺中的任意一種或幾種。所述的步驟(2)中含親水基團的化合物為二羥甲基丙酸，所述的助溶劑為N,N-二甲基甲酰胺。所述的步驟(3)中的水為軟水。所述的步驟(4)中的胺擴鏈劑選自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、異弗爾酮二胺中任意一種，或是它們中任意兩種的混合物。所述的步驟(4)中的胺擴鏈劑為乙二胺或異弗爾酮二胺或其混合物。所述的步驟(4)中的胺擴鏈劑為乙二胺或異弗爾酮二胺或其混合物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以自制的(公開號為CN1869184A)新型植物油多元醇與其他聚合多元醇配合，研制成功一種新型的水性聚氨酯膠粘劑，該水性聚氨酯乳液固含量為3040%，pH=6.58，在ABS板材上粘合滌綸纖維布，在90'C/24h，濕度為80%的條件下測試，不產(chǎn)生氣泡，無脫落現(xiàn)象，剝離強度為3045N/5cm，總揮發(fā)性有機物為2535g/L。該水性聚氨酯膠粘劑膠膜物性可調(diào)節(jié)范圍大，強度高，對ABS、聚丙烯纖維板、織物、乙烯基塑料等具有良好的粘接性能，可用于汽車的儀表板、車門與頂棚內(nèi)襯、座椅以及雜物箱內(nèi)飾件等部位。水性聚氨酯膠粘劑的應(yīng)用，將減少有毒溶劑的排放，對改善汽車車內(nèi)環(huán)境起到積極的作用。從性能上說，植物油聚醚中醚鍵含量較少，具有長鏈碳氫結(jié)構(gòu)，可以為產(chǎn)品提供良好的耐水性，從而改善水性聚氨酯的耐水性。植物油多元醇以可再生植物油為原料，在石油資源日益緊缺的今天，具有戰(zhàn)略意義。且所制得的水性聚氨酯乳液價格低廉，粘結(jié)強度佳，降低了成本，保證汽車內(nèi)飾用等領(lǐng)域的需要。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行具體詳細說明。實施例1向裝備有溫度計，攪拌器的1000ml燒瓶內(nèi)盛入100gSD-250，50g甲苯二異氰酸酯，7g異佛爾酮二異氰酸酯和0.03g月桂酸二丁基錫，于50'C反應(yīng)2小時得到預(yù)聚體。繼之加入22.9g含有親水基團的二羥甲基丙酸和21g助溶劑N，N-二甲基甲酰胺，于50。C反應(yīng)2.5小時。接著加入18.3g三乙胺進行中和，將中和好的預(yù)聚體溶液加入到370g水中分散，加完后維持10分鐘，再加1.5g乙二胺擴鏈，加料時間為12分鐘，加完再攪拌30分鐘，得一種水性聚氨酯乳液，其固含量為35%，pH=7.5，剝離強度為40N/5cm(ABS和滌綸纖維布)。實施例2向裝備有溫度計，攪拌器的1000ml燒瓶內(nèi)盛入90gSD-430，10g甲苯二異氰酸酯，50g異佛爾酮二異氰酸酯和0.03g辛酸亞錫，于50。C反應(yīng)2小時得到預(yù)聚體。繼之加入22.9g含有親水基團的二羥甲基丙酸和21g助溶劑N,N-二甲基甲酰胺，于5(TC反應(yīng)2.5小時。接著加入18.3g三乙胺進行中和，將中和好的預(yù)聚體溶液加入到450g水中分散，加完后維持10分鐘，再加1.5g乙二胺擴鏈，加料時間為12分鐘，加完再攪拌30分鐘，得一種水性聚氨酯乳液，其固含量為30%,pH=7.5，剝離強度為40N/5cm(ABS和滌綸纖維布)。實例中所用植物油多元醇的質(zhì)量指標如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例3將分子量為400，羥值為230mgKOH/g，OH官能度為2的植物油多元醇與甲苯二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯在月桂酸二丁基錫等催化劑的存在下，按比例異氰酸酯多元醇為5.5:1摩爾比，甲苯二異氰酸酯與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為8:i，催化劑為預(yù)聚體總量的萬分之二，在5(rc反應(yīng)2小時得到預(yù)聚體；繼之加入含親水基團的化合物二羥甲基丙酸，對應(yīng)于O.lmol多元醇，加入量為1.6mo1，同時加入助溶劑N,N-二甲基甲酰胺(對應(yīng)于乳液總體積約為1%)，于5CTC反應(yīng)2.5小時；以O(shè).lmol多元醇為基礎(chǔ),接著加入1.3mol三乙胺中和反應(yīng)，中和好的預(yù)聚體加入到軟水(用量根據(jù)含估量要求確定)中乳化，加完后再維持10min;繼之加入中和反應(yīng)產(chǎn)物重量0.5X的胺擴鏈劑擴鏈，加料時間為10min，加完后再攪拌30min，直接制得一種水性聚氨酯乳液。所用的植物油是中科合臣股份有限公司開發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)品，專利公開號CN1869184A。實施例4將分子量為500，羥值為450mgKOH/g，OH官能度為3的植物油多元醇與甲苯二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯在月桂酸二丁基錫等催化劑的存在下，按比例異氰酸酯多元醇為6.0:1摩爾比，甲苯二異氰酸酯與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為9:1，催化劑為預(yù)聚體總量的萬分之二，在8(TC反應(yīng)4小時得到預(yù)聚體；繼之加入含親水基團的化合物二羥甲基丙酸，對應(yīng)于O.lmol多元醇，加入量為1.6mol，同時加入助溶劑N,N-二甲基甲酰胺(對應(yīng)于乳液總體積約為4%)，于60'C反應(yīng)3小時；以O(shè).lmol多元醇為基礎(chǔ),接著加入1.3mol三乙胺中和反應(yīng)，中和好的預(yù)聚體加入到水(用量根據(jù)含估量要求確定)中乳化，加完后再維持10min;繼之加入中和反應(yīng)產(chǎn)物重量1%的胺擴鏈劑擴鏈，加料時間為15min，加完后再攪拌30min，直接制得一種水性聚氨酯乳液。上述產(chǎn)品達到如下質(zhì)量指標外觀淺黃色或白色乳液，無可見雜質(zhì)含固量％3040PH值58貯存期大于6個月粘著性在ABS板材上粘合滌綸纖維布，在9(TC/24h、濕度為80%的條件下測試，不產(chǎn)生氣泡，無脫落現(xiàn)象。裝飾件粘附性撕剝力》30N/5cm黏度可噴涂散發(fā)性能固化后，無甲醛、苯、甲苯、二甲苯釋放總揮發(fā)性有機物《50g/L權(quán)利要求1.可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)將植物油多元醇與異氰酸酯在催化劑存在下，在50～80℃反應(yīng)2～4小時得到預(yù)聚體，所述的異氰酸酯與植物油多元醇的摩爾比為5.5～6.0∶1，催化劑為預(yù)聚體總重量的萬分之二；(2)在步驟(1)得到的預(yù)聚體中加入含親水基團的化合物，使該化合物與植物油多元醇的摩爾比為16∶1，同時加入占乳液總體積1～4％的助溶劑，在50～60℃下反應(yīng)2.5～3小時；(3)在步驟(2)得到的產(chǎn)物中加入三乙胺進行中和反應(yīng)，并將該中和反應(yīng)產(chǎn)物在1～5分鐘內(nèi)加入水中后，乳化10分鐘，所述的三乙胺與植物油多元醇的摩爾比為13∶1；(4)在步驟(3)得到的產(chǎn)物中加入胺擴鏈劑，該胺擴鏈劑的加入量為步驟(3)中和反應(yīng)產(chǎn)物重量的0.5～1％，加料時間為10～15分鐘，加完后再攪拌30分鐘，即制得一種水性聚氨酯乳液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，所述的植物油多元醇是按公開號為CN1869184A的專利技術(shù)制備的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，所述的植物油多元醇分子量在是分子量為400500，羥值為230450mgKOH/g，OH官能度為23。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，所述的氰酸酯為甲苯二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯中的任意一種或他們的混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，所述的混合物中的甲苯二異氰酸酯與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為89:1。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，所述的催化劑為辛酸亞錫、月桂酸二丁基錫、辛酸鋅、三乙烯二胺中的任意一種或幾種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中含親水基團的化合物為二羥甲基丙酸，所述的助溶劑為N,N-二甲基甲酰胺。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，所述的步驟(3)中的水為軟水。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，所述的步驟(4)中的胺擴鏈劑選自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、異弗爾酮二胺中任意一種，或是它們中任意兩種的混合物。10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，所述的步驟(4)中的胺擴鏈劑為乙二胺或異弗爾酮二胺或其混合物。全文摘要本發(fā)明涉及一種可作為汽車內(nèi)飾用膠粘劑的水性聚氨酯乳液的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)將植物油多元醇與異氰酸酯在催化劑存在下，在50～80℃反應(yīng)2～4小時得到預(yù)聚體；(2)得到的預(yù)聚體中加入含親水基團的化合物，同時加入占乳液總體積1～4％的助溶劑，在50～60℃下反應(yīng)2.5～3小時；(3)在得到的產(chǎn)物中加入三乙胺進行中和反應(yīng)，并將該中和反應(yīng)產(chǎn)物在1～5分鐘內(nèi)加入水中后，乳化10分鐘；(4)在得到的產(chǎn)物中加入胺擴鏈劑即制得一種水性聚氨酯乳液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有價格低廉、粘結(jié)強度佳，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。文檔編號C08G18/24GK101289529SQ20081003908公開日2008年10月22日申請日期2008年6月17日優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日發(fā)明者吳佳林,李小云,歐朝霞,白子文申請人:上海材料研究所