常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠及其制備方法和應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠及其制備方法和應(yīng)用方法。其包括甲、乙兩個(gè)組份，其甲組份含有芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯，與兩官能度及其以上的聚酯多元醇及/或聚醚多元醇及/或植物油改性的多元醇及/或碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇。其乙組份含有至少一種碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇a，至少兩官能度及以上的多元醇b，植物油改性的多元醇c，芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯d，固體粉末填料e，硅氧烷偶聯(lián)劑f，固化速度調(diào)節(jié)劑g。其適用于金屬、木材、塑料及硬發(fā)泡材料的粘接。其優(yōu)點(diǎn)在于，操作簡(jiǎn)易、使用方便，安全性好，無(wú)溶劑，對(duì)環(huán)境友好；優(yōu)異的粘接性與耐剝離性；較好的抗熱沖擊性。
【專利說(shuō)明】常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠及其制備方法和應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雙組份聚氨酯結(jié)構(gòu)膠【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠及其制備方法和應(yīng)用方法。其可機(jī)械自動(dòng)混合、涂膠或按稱重1:4手動(dòng)混合、涂膠，操作簡(jiǎn)便，固化后強(qiáng)度高，用于金屬與非金屬之間的結(jié)構(gòu)粘接。
【背景技術(shù)】
[0002]雙組份聚氨酯膠粘劑廣泛應(yīng)用于食品包裝、紙塑復(fù)合、土木建筑以及結(jié)構(gòu)粘接、超低溫粘接等場(chǎng)合，在汽車制造業(yè)中已廣泛采用塑料、玻璃鋼、聚氨酯等作為結(jié)構(gòu)材料，雙組份聚氨酯膠粘劑以其優(yōu)異的抗沖擊性、耐久性、耐低溫性、耐疲勞性和良好的施工性能而成為首選的膠粘劑。但是，雙組份聚氨酯膠在粘接強(qiáng)度方面與環(huán)氧樹(shù)脂和第二代丙烯酸酯等結(jié)構(gòu)膠相比還存在較大的差距。研宄高強(qiáng)度雙組份聚氨酯膠的國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)很少，而且強(qiáng)度不高。因此，雙組份聚氨酯膠在結(jié)構(gòu)粘接方面的應(yīng)用受到了很大的限制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明目的在于提供一種粘接強(qiáng)度高、綜合剛性與柔韌性并強(qiáng)的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其操作簡(jiǎn)單，環(huán)保無(wú)溶劑，應(yīng)用廣泛。
[0004]本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種制備上述常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的方法。
[0005]本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種上述常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的應(yīng)用方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)解決方案:
[0007]一種常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:包括改性異氰酸酯甲組份和改性多元醇混合物乙組份，其中:
[0008]所述甲組份含有芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯55wt%?95wt%，與兩官能度及其以上的聚酯多元醇及/或聚醚多元醇及/或植物油改性的多元醇及/或碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇5wt%? 45wt% ；
[0009]乙組份含有至少一種碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇a Iwt %?1wt %，至少兩官能度及以上的多元醇b 4wt%? 45wt%，植物油改性的多元醇c 20wt%? 69wt%，芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸醋d 4wt%? 15wt%，固體粉末填料e 20wt%?69wt%，娃氧燒偶聯(lián)劑f lwt%? 10wt%，固化速度調(diào)節(jié)劑g 0.01wt%? lwt%。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述甲組份中的聚醚多元醇選自聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二醇、聚四氫呋喃二醇中的一種或一種以上的混合物。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述甲組份中的兩官能度及其以上的聚酯多元醇為低分子的多元酸或多元酸酐和低分子的多元醇進(jìn)行酯化縮合反應(yīng)制得；其中，所述的多元酸選自間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸中的一種或一種以上的混合；所述的多元酸酐選自間苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐、對(duì)苯二甲酸酐、己二酸酐、癸二酸酐、壬二酸酐中的一種或一種以上的混合；所述的多元醇選自乙二醇、一縮二乙醇、
1.4-丁二醇、1,6-己二醇、二縮三乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷中的一種或一種以上的混合。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述甲組份中的植物油改性多元醇選自采用環(huán)氧大豆油改性多元醇、棕櫚油改性多元醇、椰子油改性多元醇、蓖麻油改性多元醇中的一種或一種以上的混合。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述甲組份中的碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇選自丙二醇、乙二醇、一縮二乙醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇、二縮三乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷中的一種或一種以上的混合。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述甲組份中的芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯TD1、二苯基甲烷-4，4’- 二異氰酸酯或/和二苯基甲烷-2，4’- 二異氰酸酯MD1、液化MD1、1，6’-己二異氰酸酯HD1、異佛爾酮二異氰酸酯IPD1、苯二亞甲基二異氰酸酯XD1、HDI三聚體中的一種或一種以上的混合。
[0015]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述乙組份中的碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇a選自丙二醇、乙二醇、一縮二乙醇、1，4-丁二醇、1,6-己二醇、二縮三乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷中的一種或一種以上的混合。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述乙組份中的兩官能度及以上的多元醇b為兩官能度及以上的聚酯多元醇及/或兩官能度及以上的聚醚多元醇。
[0017]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述乙組份中的兩官能度及以上的聚醚多元醇包括選自聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二醇、聚四氫呋喃二醇中的一種或一種以上的混合。
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述乙組份中的兩官能度及以上的聚酯多元醇為低分子的多元酸或多元酸酐和低分子的多元醇進(jìn)行酯化縮合反應(yīng)制得；其中，所述的多元酸選自間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸中的一種或一種以上的混合；所述的多元酸酐選自間苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐、對(duì)苯二甲酸酐、己二酸酐、癸二酸酐、壬二酸酐中的一種或一種以上的混合；所述的多元醇選自乙二醇、一縮二乙醇、
1.4-丁二醇、1,6-己二醇、二縮三乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷中的一種或一種以上的混合。
[0019]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述乙組份中的植物油改性的多元醇c選自環(huán)氧大豆油多元醇、棕櫚油多元醇、椰子油多元醇、蓖麻油多元醇中的一種或一種以上的混合。
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述乙組份中的芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯d選自甲苯二異氰酸酯TD1、二苯基甲烷-4，4’ - 二異氰酸酯或/和二苯基甲烷-2，4’ -二異氰酸酯MD1、液化MD1、1，6’ -己二異氰酸酯HD1、異佛爾酮二異氰酸酯ΙΗΠ、苯二亞甲基二異氰酸酯XD1、HDI三聚體中的一種或一種以上的混合。
[0021 ] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述乙組份中的固體粉末填料e選自輕質(zhì)/重質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、氣相二氧化硅、炭黑、硅微粉中的一種或一種以上的混合。
[0022]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述乙組份中的硅氧烷偶聯(lián)劑f選自乙烯基硅氧燒、氣基娃氧燒、環(huán)氧基娃氧燒、甲基丙稀醜氧基娃氧燒、疏基娃氧燒或脈基娃氧燒。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述乙組份中的固化調(diào)節(jié)劑g為含有2?8個(gè)碳原子的有機(jī)酸及/或有機(jī)鹽。
[0024]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述含有2?8個(gè)碳原子的有機(jī)酸選自順丁烯二酸、檸檬酸中的一種或一種以上的混合。
[0025]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述有機(jī)鹽包括選自錫及/或鋅及/或鋯及/或鈷金屬的羧酸鹽。
[0026]上述常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的制備方法，包括如下步驟:
[0027]I)將甲組份中的一種或一種以上的兩官能度及其以上的聚酯多元醇及/或聚醚多元醇，及/或植物油改性多元醇及/或碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇加熱到110°C?120°C在壓力< 1.3KPa下脫水1.5h?2.5h，至物料含水量< 0.1% ;然后降溫到60°C以下后，分批加入芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯，在80°C?85°C下反應(yīng)2h?3h生成聚氨酯預(yù)聚體；
[0028]2)將乙組份中的碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇a，至少兩官能度及以上的多元醇b，植物油改性的多元醇c加熱到110°C?120°C在壓力< 1.3KPa下脫水1.5h?2.5h，至物料含水量< 0.1 然后降溫到60°C以下后，加入芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯d，在75°C?85°C下反應(yīng)1.5h?2.5h ;接著加入固體粉末填料e，加熱到110°C?120°C在壓力< 1.3KPa下脫水1.5h?2.5h，要求含水量< 0.1% ;降溫到40°C以下后，最后加入硅氧烷偶聯(lián)劑f以及固化速度調(diào)節(jié)劑g，在45°C?55°C下攪拌均勻0.5h后降溫到室溫，過(guò)濾出料組成雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的乙組份。
[0029]上述常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，可應(yīng)用于包括金屬(包括且不僅限于鐵、鋼、鋁、鍍鋅鐵、不銹鋼等)、木材(包括且不僅限于實(shí)木、刨花木等)、塑料(包括且不僅限于PE、PP、ABS、PET、PVC等)及硬發(fā)泡材料(聚氨酯發(fā)泡材料等)任意兩種材料的粘接。
[0030]上述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的應(yīng)用方法是將甲組份和乙組份按NCO:OH= 1: 1.0?1.8，在5°C?45°C常溫下配膠涂布粘接，涂膠量為0.8?1.2Kg/m2，可操作時(shí)間為5分鐘?45分鐘。
[0031]其中優(yōu)選地，NC0:0H= 1:1.1 ?1.4。
[0032]優(yōu)選地，在15°C?30 °C下配膠涂布粘接。
[0033]本發(fā)明中的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠具有以下特點(diǎn):
[0034]I)操作簡(jiǎn)易、使用方便；
[0035]2)安全性好，沒(méi)有火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)；
[0036]3)無(wú)溶劑，對(duì)環(huán)境友好；
[0037]4)優(yōu)異的粘接性與耐剝離性；
[0038]5)較好的抗熱沖擊性。
[0039]具體實(shí)施方法
[0040]本發(fā)明的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，包括甲、乙兩個(gè)組份，上述的甲組份含有5被％?45被％的兩官能度及其以上的聚酯多元醇及/或聚醚多元醇及/或植物油改性的多元醇及/或碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇，與55wt%? 95wt%#香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯反應(yīng)生成聚氨酯預(yù)聚體。而現(xiàn)有的無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯的使用量一般為99wt%? 100wt%，本專利中使用適當(dāng)?shù)亩嘣寂c二異氰酸酯預(yù)聚，使得甲組份中分子鏈增長(zhǎng)，通過(guò)與本發(fā)明的乙組份反應(yīng)，可以獲得較高的粘接強(qiáng)度。
[0041]乙組份含有Iwt?10?1:%碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇a，4wt%?45?1:%至少兩官能度及以上的多元醇b和20wt%? 69wt%植物油改性的多元醇C，與5wt%? 15wt%芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯d進(jìn)行反應(yīng)生成聚氨酯預(yù)聚體，其作用在于提高分子鏈長(zhǎng)度，以獲得較高的粘接強(qiáng)度。固體粉末填料e的作用在于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠的內(nèi)聚力，硅氧烷偶聯(lián)劑f的作用在于增加結(jié)構(gòu)膠對(duì)粘接界面的粘接力，固化速度調(diào)節(jié)劑g的作用在于調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)膠在常溫狀態(tài)下的固化速度。
[0042]為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特性，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】作以闡述。
[0043]實(shí)施例1A-1的合成
[0044]將10份的分子量為900的植物油改性的多元醇(蓖麻油改性的三元醇)，10份的分子量為2000的基于苯二甲酸的聚酯多元醇，裝入到反應(yīng)容器中，加熱到120°C真空脫水2h,降溫到60°C以下加入110份的PAPI (多亞甲基多異氰酸酯)，升溫到80°C反應(yīng)2h后的預(yù)聚體作為雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的甲組份。以下簡(jiǎn)稱為A-L.
[0045]實(shí)施例2A-2的合成
[0046]將10份的分子量為900的植物油改性的多元醇(蓖麻油改性的三元醇)，10份的分子量為350的聚醚多元醇，裝入到反應(yīng)容器中，加熱到120°C真空脫水2h，降溫到60°C以下加入110份的PAPI (多亞甲基多異氰酸酯)，升溫到80°C反應(yīng)2h后的預(yù)聚體作為雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的甲組份。以下簡(jiǎn)稱為A-2。
[0047]實(shí)施例3B-1的合成
[0048]將100份的分子量為900的植物油改性的多元醇(蓖麻油改性的三元醇)，10份的分子量為350的聚醚多元醇，10份的分子量為300的基于芳烴的聚酯多元醇，裝入到反應(yīng)容器中，加熱到120°C真空脫水2h，降溫到60°C以下加入20份的MDI，升溫到80°C反應(yīng)2h，再加入I份的氣相二氧化硅，20份的滑石粉，80份的重質(zhì)碳酸鈣，加熱到120°C真空脫水2h，降溫到40°C以下加入2份的硅氧烷偶聯(lián)劑，0.1份的固化調(diào)節(jié)劑(二丁基二月桂酸錫)，加熱到50°C攪拌0.5h，然后降溫出料作為雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的乙組份。以下簡(jiǎn)稱為B-10
[0049]實(shí)施例4B-2的合成
[0050]將100份的分子量為900的植物油改性的多元醇(蓖麻油改性的三元醇)，10份的分子量為350的聚醚多元醇，10份的分子量為1000的基于芳烴的聚酯多元醇，裝入到反應(yīng)容器中，加熱到120°C真空脫水2h，降溫到60°C以下加入20份的MDI，升溫到80°C反應(yīng)2h，再加入I份的氣相二氧化硅，20份的滑石粉，80份的重質(zhì)碳酸鈣，加熱到120°C真空脫水2h，降溫到40°C以下加入2份的硅氧烷偶聯(lián)劑，0.1份的固化調(diào)節(jié)劑(二丁基二月桂酸錫)，加熱到50°C攪拌0.5h，然后降溫出料作為雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的乙組份。以下簡(jiǎn)稱為 B-2。
[0051]實(shí)施例5B-3的合成
[0052]將100份的分子量為900的植物油改性的多元醇(蓖麻油改性的三元醇)，10份的分子量為350的聚醚多元醇，10份的分子量為2000的基于芳烴的聚酯多元醇，裝入到反應(yīng)容器中，加熱到120°C真空脫水2h，降溫到60°C以下加入20份的MDI，升溫到80°C反應(yīng)2h，再加入I份的氣相二氧化硅，20份的滑石粉，80份的重質(zhì)碳酸鈣，加熱到120°C真空脫水2h，降溫到40°C以下加入2份的硅氧烷偶聯(lián)劑，0.1份的固化調(diào)節(jié)劑(二丁基二月桂酸錫)，加熱到50°C攪拌0.5h，然后降溫出料作為雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的乙組份。以下簡(jiǎn)稱為 B-3。
[0053]實(shí)施例6B-4的合成
[0054]將100份的分子量為900的植物油改性的多元醇(蓖麻油改性的三元醇)，10份的分子量為350的聚醚多元醇，10份的分子量為1000的基于芳烴的聚酯多元醇，裝入到反應(yīng)容器中，加熱到120°C真空脫水2h，降溫到60°C以下加入20份的MDI，升溫到80°C反應(yīng)2h，再加入I份的氣相二氧化硅，20份的滑石粉，80份的重質(zhì)碳酸鈣，加熱到120°C真空脫水2h,降溫到40°C以下加入2份的硅氧烷偶聯(lián)劑，0.3份的固化調(diào)節(jié)劑(二丁基二月桂酸錫)，加熱到50°C攪拌0.5h，然后降溫出料作為雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的乙組份。以下簡(jiǎn)稱為 B-4。
[0055]實(shí)施例7B-5的合成
[0056]將100份的分子量為900的植物油改性的多元醇(蓖麻油改性的三元醇)，10份的分子量為350的聚醚多元醇，10份的分子量為1000的基于芳烴的聚酯多元醇，裝入到反應(yīng)容器中，加熱到120°C真空脫水2h，降溫到60°C以下加入20份的MDI，升溫到80°C反應(yīng)2h，再加入I份的氣相二氧化硅，20份的滑石粉，120份的重質(zhì)碳酸鈣，加熱到120°C真空脫水2h，降溫到40°C以下加入2份的硅氧烷偶聯(lián)劑，0.1份的固化調(diào)節(jié)劑(二丁基二月桂酸錫)，加熱到50°C攪拌0.5h，然后降溫出料作為雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的乙組份。以下簡(jiǎn)稱為B-5。
[0057]實(shí)施例8
[0058]將I份的A-1與4份的B-1在常溫25°C下進(jìn)行充分混合配膠，參照GB/T7124-2008制備拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試試片，參照GJB 446-1988制備90°剝離強(qiáng)度測(cè)試試片，并于常溫下放置5天后進(jìn)行測(cè)試，獲得其拉伸剪切強(qiáng)度為10.8MPa，其90°剝離強(qiáng)度為30.6N/cm。
[0059]實(shí)施例9
[0060]將I份的A-2與4份的B-1在常溫25°C下進(jìn)行充分混合配膠，參照GB/T7124-2008制備拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試試片，參照GJB 446-1988制備90°剝離強(qiáng)度測(cè)試試片，并于常溫下放置5天后進(jìn)行測(cè)試，獲得其拉伸剪切強(qiáng)度為10.3MPa，其90°剝離強(qiáng)度為50.lN/cm。
[0061]實(shí)施例10
[0062]將I份的A-2與4份的B-2在常溫25°C下進(jìn)行充分混合配膠，參照GB/T7124-2008制備拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試試片，參照GJB 446-1988制備90°剝離強(qiáng)度測(cè)試試片，并于常溫下放置5天后進(jìn)行測(cè)試，獲得其拉伸剪切強(qiáng)度為11.1MPa，其90°剝離強(qiáng)度為55.2N/cm。
[0063]實(shí)施例11
[0064]將I份的A-2與4份的B-3在常溫25°C下進(jìn)行充分混合配膠，參照GB/T7124-2008制備拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試試片，參照GJB 446-1988制備90°剝離強(qiáng)度測(cè)試試片，并于常溫下放置5天后進(jìn)行測(cè)試，獲得其拉伸剪切強(qiáng)度為9.3MPa，其90°剝離強(qiáng)度為40.4N/cm。
[0065]實(shí)施例12
[0066]將I份的A-2與4份的B-4在常溫25°C下進(jìn)行充分混合配膠，參照GB/T7124-2008制備拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試試片，參照GJB 446-1988制備90°剝離強(qiáng)度測(cè)試試片，并于常溫下放置5天后進(jìn)行測(cè)試，獲得其拉伸剪切強(qiáng)度為9.5MPa，其90°剝離強(qiáng)度為48.lN/cm。
[0067]實(shí)施例13
[0068]將I份的A-2與4份的B-5在常溫25°C下進(jìn)行充分混合配膠，參照GB/T7124-2008制備拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試試片，參照GJB 446-1988制備90°剝離強(qiáng)度測(cè)試試片，并于常溫下放置5天后進(jìn)行測(cè)試，獲得其拉伸剪切強(qiáng)度為11.8MPa，其90°剝離強(qiáng)度為35.5N/cm。
[0069]對(duì)比例I
[0070]實(shí)施例8與實(shí)施例9的區(qū)別為，實(shí)施例8中的A組份A-1中加入了基于苯二甲酸的聚酯多元醇，而實(shí)施例9的A組份A-2中加入了小分子的聚醚多元醇。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，測(cè)試結(jié)果拉伸剪切強(qiáng)度實(shí)施例8大于實(shí)施例9，而90°剝離強(qiáng)度則為實(shí)施例9大于實(shí)施例8。綜合考量以上二者的粘接性能以實(shí)施例9為更佳，優(yōu)選地A組份以A-2為優(yōu)。
[0071]對(duì)比例2
[0072]實(shí)施例9、實(shí)施例10與實(shí)施例11的區(qū)別為，實(shí)施例9中的B組份B_1中加入了分子量為300的基于苯二甲酸的聚酯多元醇，而實(shí)施例10的B組份B-2中加入了分子量為1000的基于苯二甲酸的聚酯多元醇，實(shí)施例11的B組份B-3中加入了分子量為2000的基于苯二甲酸的聚酯多元醇。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，測(cè)試結(jié)果拉伸剪切強(qiáng)度及90°剝離強(qiáng)度實(shí)施例10大于實(shí)施例9、實(shí)施例11。綜合考量以上三者的粘接性能以實(shí)施例10為更佳，優(yōu)選地B組份以B-2為優(yōu)。
[0073]對(duì)比例3
[0074]實(shí)施例10與實(shí)施例12的區(qū)別為，實(shí)施例10的B組份B_2中加入了 0.1份的固化調(diào)節(jié)劑，實(shí)施例12的B組份B-4中加入了 0.3份的固化調(diào)節(jié)劑。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，測(cè)試結(jié)果拉伸剪切強(qiáng)度及90°剝離強(qiáng)度實(shí)施例10大于實(shí)施例12。綜合考量以上二者的粘接性能以實(shí)施例10為更佳，優(yōu)選地B組份以B-2為優(yōu)。
[0075]對(duì)比例4
[0076]實(shí)施例10與實(shí)施例13的區(qū)別為，實(shí)施例10的B組份B-2中加入了 80份的重質(zhì)碳酸鈣，實(shí)施例13的B組份B-5中加入了 120份的重質(zhì)碳酸鈣。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，測(cè)試結(jié)果拉伸剪切強(qiáng)度實(shí)施例13大于實(shí)施例10，而90°剝離強(qiáng)度則為實(shí)施例10大于實(shí)施例13。綜合考量以上二者的粘接性能以實(shí)施例10為更佳，優(yōu)選地B組份以B-2為優(yōu)。
[0077]以上例子所標(biāo)的用量均為重量份。
[0078]本發(fā)明是關(guān)于一種常溫使用的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，主要用于金屬、木材、塑料及硬發(fā)泡材料的粘接。
[0079]本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中的描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:包括改性異氰酸酯甲組份和改性多元醇混合物乙組份，其中: 所述甲組份含有芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯55wt%? 95wt%，與兩官能度及其以上的聚酯多元醇及/或聚醚多元醇及/或植物油改性的多元醇及/或碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇5wt%? 45wt% ； 乙組份含有至少一種碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇a Iwt %?1wt %，至少兩官能度及以上的多元醇b 4wt%? 45wt%，植物油改性的多元醇c 20wt%? 69wt%，芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸醋d 4wt%? 15wt%，固體粉末填料e 20wt%?69wt%，娃氧燒偶聯(lián)劑f lwt%? 10wt%，固化速度調(diào)節(jié)劑g 0.01wt%? lwt%。
2.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述甲組份中的聚醚多元醇選自聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二醇、聚四氫呋喃二醇中的一種或一種以上的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述甲組份和乙組份中的兩官能度及其以上的聚酯多元醇為低分子的多元酸或多元酸酐和低分子的多元醇進(jìn)行酯化縮合反應(yīng)制得；其中，所述的多元酸選自間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸中的一種或一種以上的混合；所述的多元酸酐選自間苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐、對(duì)苯二甲酸酐、己二酸酐、癸二酸酐、壬二酸酐中的一種或一種以上的混合；所述的多元醇選自乙二醇、一縮二乙醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二縮三乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷中的一種或一種以上的混合。
4.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述甲組份中的植物油改性多元醇選自采用環(huán)氧大豆油改性多元醇、棕櫚油改性多元醇、椰子油改性多元醇、蓖麻油改性多元醇中的一種或一種以上的混合。
5.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述甲組份中的碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇選自丙二醇、乙二醇、一縮二乙醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二縮三乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷中的一種或一種以上的混合。
6.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述甲組份中的芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯TD1、二苯基甲烷-4，4’ - 二異氰酸酯或/和二苯基甲烷_(kāi)2，4’ - 二異氰酸酯MD1、液化MD1、1，6’ -己二異氰酸酯HD1、異佛爾酮二異氰酸酯IPD1、苯二亞甲基二異氰酸酯XD1、HDI三聚體中的一種或一種以上的混合。
7.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述乙組份中的碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇a選自丙二醇、乙二醇、一縮二乙醇、1,4-丁二醇、1，6-己二醇、二縮三乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷中的一種或一種以上的混合。
8.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述乙組份中的兩官能度及以上的多元醇b為兩官能度及以上的聚酯多元醇及/或兩官能度及以上的聚醚多元醇。
9.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述乙組份中的兩官能度及以上的聚醚多元醇包括選自聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二醇、聚四氫呋喃二醇中的一種或一種以上的混合。
10.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述乙組份中的兩官能度及以上的聚酯多元醇為低分子的多元酸或多元酸酐和低分子的多元醇進(jìn)行酯化縮合反應(yīng)制得；其中，所述的多元酸選自間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸中的一種或一種以上的混合；所述的多元酸酐選自間苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐、對(duì)苯二甲酸酐、己二酸酐、癸二酸酐、壬二酸酐中的一種或一種以上的混合；所述的多元醇選自乙二醇、一縮二乙醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇、二縮三乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷中的一種或一種以上的混合。
11.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述乙組份中的植物油改性的多元醇c選自環(huán)氧大豆油多元醇、棕櫚油多元醇、椰子油多元醇、蓖麻油多元醇中的一種或一種以上的混合。
12.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述乙組份中的芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯d選自甲苯二異氰酸酯TD1、二苯基甲烷_(kāi)4，4’ - 二異氰酸酯或/和二苯基甲烷_(kāi)2，4’ - 二異氰酸酯MD1、液化MD1、1，6’ -己二異氰酸酯HD1、異佛爾酮二異氰酸酯IPD1、苯二亞甲基二異氰酸酯XD1、HDI三聚體中的一種或一種以上的混合。
13.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述乙組份中的固體粉末填料e選自輕質(zhì)/重質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、氣相二氧化硅、炭黑、硅微粉中的一種或一種以上的混合。
14.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述乙組份中的硅氧烷偶聯(lián)劑f選自乙烯基硅氧烷、氨基硅氧烷、環(huán)氧基硅氧烷、甲基丙烯酰氧基娃氧燒、疏基娃氧燒或脈基娃氧燒。
15.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述乙組份中的固化調(diào)節(jié)劑g為含有2?8個(gè)碳原子的有機(jī)酸及/或有機(jī)鹽。
16.如權(quán)利要求15所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述含有2?8個(gè)碳原子的有機(jī)酸選自順丁烯二酸、檸檬酸中的一種或一種以上的混合。
17.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，其特征在于:所述有機(jī)鹽包括選自錫及/或鋅及/或鋯及/或鈷金屬的羧酸鹽。
18.權(quán)利要求1至17任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將甲組份中的一種或一種以上的兩官能度及其以上的聚酯多元醇及/或聚醚多元醇，及/或植物油改性多元醇及/或碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇加熱到110°C?120°C在壓力< 1.3KPa下脫水1.5h?2.5h，至物料含水量< 0.1% ;然后降溫到60°C以下后，分批加入芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯，在80°C?85°C下反應(yīng)2h?3h生成聚氨酯預(yù)聚體； 2)將乙組份中的碳鏈長(zhǎng)為C12以下的多元醇a，至少兩官能度及以上的多元醇b，植物油改性的多元醇c加熱到110°C?120°C在壓力< 1.3KPa下脫水1.5h?2.5h，至物料含水量< 0.1 %;然后降溫到60°C以下后，加入芳香族及/或脂肪族及/或脂環(huán)族的二異氰酸酯d，在75°C?85°C下反應(yīng)15h?25h ;接著加入固體粉末填料e，加熱到110°C?120°C在壓力< 1.3KPa下脫水1.5h?2.5h，要求含水量< 0.1% ;降溫到40°C以下后，最后加入硅氧烷偶聯(lián)劑f以及固化速度調(diào)節(jié)劑g，在45°C?55°C下攪拌均勻0.5h后降溫到室溫，過(guò)濾出料組成雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的乙組份。
19.權(quán)利要求1至17任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠，用于金屬、木材、塑料及硬發(fā)泡材料任意兩種材料的粘接。
20.權(quán)利要求1至17任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的常溫涂布的雙組份無(wú)溶劑聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的應(yīng)用方法，其特征是將甲組份和乙組份按NCO: OH = 1: 1.0?1.8，在5 °C?45 °C常溫下配膠涂布粘接，涂膠量為0.8?1.2Kg/m2，可操作時(shí)間為5分鐘?45分鐘。
21.如權(quán)利要求20所述的應(yīng)用方法，其特征在于，甲組份和乙組份按NC0:0H=1: 1.1?1.4進(jìn)行配比。
22.如權(quán)利要求20所述的應(yīng)用方法，其特征在于，在15°C?30°C下配膠涂布粘接。
【文檔編號(hào)】C09J11/06GK104449538SQ201410737129
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】徐駿, 趙有中, 姚其勝, 陳云傳, 衛(wèi)艷玲 申請(qǐng)人:上?？颠_(dá)化工新材料股份有限公司