一種高固含量水性聚氨酯膠黏劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高固含量水性聚氨酯膠黏劑及其制備方法，將多異氰酸酯加入真空脫水后的聚酯多元醇和聚醚多元醇中加入催化劑擴(kuò)鏈得到聚氨酯預(yù)聚體；加入氨基磺酸鹽型親水單體擴(kuò)鏈得到水性聚氨酯聚合物；加入去離子水高速剪切分散，除去丙酮得到乳液型高固含量水性聚氨酯膠黏劑；本發(fā)明采用復(fù)合多元醇，一方面保證聚氨酯軟硬段良好的相容性；另一方面保證聚氨酯鏈段的柔韌性；采用氨基磺酸鹽型親水單體，一方面基于磺酸鹽的強(qiáng)酸強(qiáng)堿特性，較少用量的親水性單體就可以制備高穩(wěn)定性、高固含量、結(jié)晶性高的水性聚氨酯；另一方面避免了羧酸鹽型聚氨酯因羧酸鹽型親水單體加入量大、且需要加胺類中和而造成的羧酸鹽型聚氨酯耐水性、耐酸堿性差等問題。
【專利說明】一種高固含量水性聚氨酯膠黏劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚氨酯領(lǐng)域，尤其涉及一種高固含量水性聚氨酯膠黏劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水性聚氨酯(PU)是以水為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，具有優(yōu)良的粘接性能、機(jī)械性能、耐磨損和耐老化性能，而且具有不燃、無毒、環(huán)境友好等特點，廣泛用于膠黏劑、涂料、皮革涂飾劑、織物整理劑等領(lǐng)域。其中，水性膠黏劑是水性聚氨酯的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，主要用于制鞋、建筑、汽車、食品包裝等行業(yè)。
[0003]水性聚氨酯的合成方法主要有丙酮法、預(yù)聚體法、熔融分散縮聚法、酮亞胺/酮聯(lián)氮法等，其中丙酮法和預(yù)聚體法為常見方法，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)。目前常用的水化方法是通過在分子鏈中引入親水基團(tuán)而使聚氨酯分散在水中。根據(jù)親水基團(tuán)的不同可分為陽離子型、陰離子型、非離子型以及兩性型水性聚氨酯。目前應(yīng)用較多、綜合性能較好的是陰離子型水性聚氨酯。陰離子型水性聚氨酯的親水性中心為磺酸鹽或羧酸鹽。羧酸鹽型親水?dāng)U鏈劑具有成本低、易于合成等優(yōu)點，但由于其形成的弱酸弱堿鹽離子強(qiáng)度弱，在制備水性聚氨酯時加入量大，導(dǎo)致制品耐水性、耐酸堿性差。而磺酸鹽型水性聚氨酯，基于磺酸鹽的強(qiáng)酸強(qiáng)堿特性，利于加強(qiáng)分子間作用力，較少用量的親水性單體就可以制備高穩(wěn)定性、高固含量、結(jié)晶性高的水性聚氨酯。
[0004]現(xiàn)階段所生產(chǎn)的水性聚氨酯膠黏劑的固含量多數(shù)集中在20-40%，較低的固含量導(dǎo)致生產(chǎn)、運輸中的能耗較大，增加成本，同時還存在初粘力低、耐熱性差等缺點。因此，高固含量、低成本、高性能是水性聚氨酯的發(fā)展趨勢，引起廣泛研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種高固含量水性聚氨酯膠黏劑及其制備方法，制備的水性聚氨酯膠黏劑的固含量為45-55%，而且具有較好的耐熱性、初粘力。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種高固含量水性聚氨酯膠黏劑，按質(zhì)量份數(shù)計由以下組分制備而成:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種高固含量水性聚氨酯膠黏劑，其特征在于，按質(zhì)量份數(shù)計由以下組分制備而成:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量水性聚氨酯膠黏劑，其特征在于:所述聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯多元醇中的一種或兩種以上的混合物，分子量范圍為500-2000 ;所述聚酯多元醇為聚己二酸1，4- 丁二醇酯、聚己二酸戊二醇酯、聚己二酸己二醇新戊二醇酯、聚碳酸己二醇酯中的一種或兩種以上的混合物，分子量范圍為2000-5000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量水性聚氨酯膠黏劑，其特征在于:所述多異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯，1，4- 二異氰酸酯基環(huán)己烷中的一種或兩種以上的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量水性聚氨酯膠黏劑，其特征在于:所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、二醋酸二丁基錫、二(十二烷基硫)二丁基錫中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固`含量水性聚氨酯膠黏劑，其特征在于:所述氨基磺酸鹽型親水單體為N- (2-氨基乙基)-氨基丁烷磺酸鈉、N- (2-氨基乙基)-2-氨基丁烷磺酸鈉、乙二胺基乙(丙)基磺酸鈉、2，4- 二氨基苯磺酸鈉、3，5- 二氨基苯磺酸鈉、I，4- 丁二醇-2-磺酸鈉、1，2- 二羥基-3-丙磺酸鈉、N，N- 二羥乙基氨乙基磺酸鈉中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高固含量水性聚氨酯膠黏劑，其特征在于:所述小分子多元醇為1，4-丁二醇、乙二醇、一縮二乙二醇、1，2-丙二醇、三羥甲基丙烷、三乙醇胺中的一種。
7.—種權(quán)利要求1高固含量水性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將多異氰酸酯加入真空脫水后的聚酯多元醇和聚醚多元醇中，然后加入催化劑和小分子多元醇擴(kuò)鏈，加熱攪拌，反應(yīng)后得到聚氨酯預(yù)聚體； (2)降溫后加入丙酮降粘，然后加入氨基磺酸鹽型親水單體擴(kuò)鏈，反應(yīng)后得到水性聚氨酯聚合物； (3)向步驟(2)得到的水性聚氨酯聚合物中加入去離子水高速剪切分散，形成水性聚氨酯分散體，除去丙酮后得到水性聚氨酯乳液，即乳液型高固含量水性聚氨酯膠黏劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中聚氨酯預(yù)聚體制備過程中反應(yīng)溫度為70-90°C，反應(yīng)時間為3-5h。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中在水性聚氨酯分散體中加入0.01-5份小分子多元胺擴(kuò)鏈，得到水性聚氨酯-脲分散體，除去丙酮后得到水性聚氨酯-脲乳液，即脲乳液型高固含量水性聚氨酯膠黏劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于:所述小分子多元胺為乙二胺、異佛爾酮二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一種。`
【文檔編號】C09J175/06GK103694941SQ201310694240
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】雷瑞, 鄭化安, 李國法, 孫欣新, 袁聰, 付東升 申請人:陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司