本發(fā)明涉及聚氨酯膠粘劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種耐化學(xué)穩(wěn)定性單組分聚氨酯膠粘劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

眾所周知，聚氨酯材料具有優(yōu)良的綜合性能。近年來，聚氨酯材料制備成膠粘劑得到了廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)的聚氨酯膠粘劑為兩種組分組成，使得在應(yīng)用過程中，計量混合，耗費工時，并在使用期間，膠粘劑的性能將會發(fā)生變化，使得大量該領(lǐng)域的研究人員從事于對聚氨酯膠粘劑單組分進行了研究，如專利申請?zhí)枮?00710035465.0的《環(huán)氧樹脂改性單組分聚氨酯膠粘劑及其制備方法》，其通過多元醇化合物的羥基在催化劑以及100℃以上的高溫條件下，使得環(huán)氧基開環(huán)，生成帶羥基的環(huán)氧樹脂改性多元醇，再與異氰酸酯反應(yīng)生成、無需固化劑的聚氨酯單組分膠粘劑；再如專利號為201210218051.2的《高粘結(jié)強度且耐高溫的酚醛樹脂改性聚氨酯膠黏劑及其制備方法》：將改性的聚氨酯預(yù)聚體加水，用分散機分散，加入中和劑、交聯(lián)劑及擴鏈劑，得到改性水性的單組分聚氨酯膠粘劑等。

而現(xiàn)有技術(shù)中的單組分聚氨酯膠粘劑主要分為濕固化型、熱熔型和壓敏型等幾種類型。常用的以濕固化型為主，其膠粘劑中含有活潑的異氰酸酯基團，當(dāng)暴露于空氣中時能與空氣中的微量水分發(fā)生反應(yīng)。粘接時，它能與被粘物表面吸附的水以及表面存在羥基等活性氫基團發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成脲鍵結(jié)構(gòu)。聚氨酯單組分膠粘劑具有操作簡單、省時省力、使用前不必進行化學(xué)計量等優(yōu)點，但是由于聚氨酯材料本身的局限性，使其耐化學(xué)穩(wěn)定性較差，從而限制了聚氨酯單組分膠粘劑在酸性環(huán)境和堿性環(huán)境中的應(yīng)用。而現(xiàn)有技術(shù)中，對于上述這一點并未作出研究和報道，而是主要集中在單組分聚氨酯膠粘劑的耐高溫、粘接等性能上的改善。

鑒于此，本研究者經(jīng)過長期的探索與生產(chǎn)實踐，對單組分聚氨酯膠粘劑在酸性環(huán)境和堿性環(huán)境中的應(yīng)用的適應(yīng)性進行了研究，使得聚氨酯膠粘劑的耐化學(xué)性能得到了改善，為聚氨酯膠粘劑性能改善領(lǐng)域提供了一種新思路。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種耐化學(xué)穩(wěn)定性單組分聚氨酯膠粘劑及其制備方法。

具體是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

一種耐化學(xué)穩(wěn)定性單組分聚氨酯膠粘劑，由異氰酸酯預(yù)聚物、耐化學(xué)穩(wěn)定改性劑、擴鏈劑、填料、溶劑組成，其中各成分中的質(zhì)量百分比含量為：異氰酸酯預(yù)聚物30-60％、耐化學(xué)穩(wěn)定改性劑5-15％、擴鏈劑2-10％、填料5-10％、溶劑20-50％。

所述的異氰酸酯預(yù)聚物由多元醇化合物和異氰酸酯化合物組成，質(zhì)量比為0.9-1.1:2。

所述的多元醇化合物為分子量400的聚氧化丙烯二醇、分子量1000的聚氧化丙烯三醇、蓖麻油、氫化蓖麻油、大豆油、棕櫚油中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。

所述的異氰酸酯化合物為二異氰酸酯單體及其衍生物。

所述的異氰酸酯化合物為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯、液化MDI、TDI三聚體、HDI縮二脲或HDI三聚體中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。

所述的耐化學(xué)穩(wěn)定改性劑為雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、氨基環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂或有機硅環(huán)氧樹脂中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。

所述的擴鏈劑為1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、3，5-二乙基甲苯二胺、3，3，-二氯-4，4，-二苯基甲烷二胺、3，5-二甲硫基甲苯二胺中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。

所述的填料為高嶺土、滑石粉、云母粉、鈦白粉、硅微粉中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。

所述的溶劑為醋酸乙酯、丙酮、乙二醇甲醚、醋酸丁酯中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。

上述的耐化學(xué)穩(wěn)定性單組分聚氨酯膠粘劑的制備方法，將多元醇化合物和異氰酸酯化合物，在60-90℃下混合反應(yīng)1-3h，得到異氰酸酯預(yù)聚物；加入耐化學(xué)穩(wěn)定改性劑和擴鏈劑，繼續(xù)反應(yīng)0.5-2h，再將填料和溶劑加入，攪拌混合均勻，出料包裝，即可。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在：

通過異氰酸酯預(yù)聚物、耐化學(xué)穩(wěn)定改性劑、擴鏈劑、填料、溶劑進行組成制備單組分聚氨酯膠粘劑，使得制備的產(chǎn)品的耐化學(xué)穩(wěn)定性較優(yōu)，能夠在酸性、堿性環(huán)境中長期的使用，并保持長久的耐化學(xué)穩(wěn)定性能。

本發(fā)明經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在強酸和強堿環(huán)境下，該產(chǎn)品的耐化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性較強，在使用至少180天后，其粘接強度依然不變。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施方式來對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的限定，但要求保護的范圍不僅局限于所作的描述。

一種耐化學(xué)穩(wěn)定性單組分聚氨酯膠粘劑，由異氰酸酯預(yù)聚物、耐化學(xué)穩(wěn)定改性劑、擴鏈劑、填料、溶劑組成，在某些實施例中，各成分中的質(zhì)量百分比含量為：異氰酸酯預(yù)聚物30-60％、耐化學(xué)穩(wěn)定改性劑5-15％、擴鏈劑2-10％、填料5-10％、溶劑20-50％。具體在這些實施例中，上述各組分的質(zhì)量百分比的含量只要滿足相加之和為100％的任意組合，均能夠滿足要求。

在某些實施例中，異氰酸酯預(yù)聚物由多元醇化合物和異氰酸酯化合物組成，質(zhì)量比為0.9-1.1:2。具體在這些實施例中，其質(zhì)量比為0.9:2、1.1:2、1:2、1.05:2等。

在某些實施例中，多元醇化合物為分子量400的聚氧化丙烯二醇、分子量1000的聚氧化丙烯三醇、蓖麻油、氫化蓖麻油、大豆油、棕櫚油中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。具體在這些實施例中，可以為1種、2種、3種、4種、5種、6種的任意質(zhì)量比組合。

在某些實施例中，異氰酸酯化合物為二異氰酸酯單體及其衍生物。具體在這些實施例中，可以為二異氰酸酯單體與二異氰酸酯單體之間的任意質(zhì)量組合，也可為二異氰酸酯單體與其衍生物的任意質(zhì)量組合，還可以為衍生物與衍生物的任意質(zhì)量比組合。

在某些實施例中，異氰酸酯化合物為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯、液化MDI、TDI三聚體、HDI縮二脲或HDI三聚體中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。具體在這些實施例中，可以為1種、2種、3種、4種、5種、6種、7種、8種、9種的任意質(zhì)量比組合。

在某些實施例中，耐化學(xué)穩(wěn)定改性劑為雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、氨基環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂或有機硅環(huán)氧樹脂中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。具體在這些實施例中，可以為1種、2種、3種、4種、5種、6種、7種的任意質(zhì)量比組合。

在某些實施例中，擴鏈劑為1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、3，5-二乙基甲苯二胺、3，3，-二氯-4，4，-二苯基甲烷二胺、3，5-二甲硫基甲苯二胺中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。具體在這些實施例中，可以為1種、2種、3種、4種、5種的任意質(zhì)量比組合。

在某些實施例中，填料為高嶺土、滑石粉、云母粉、鈦白粉、硅微粉中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。具體在這些實施例中，可以為1種、2種、3種、4種、5種的任意質(zhì)量比組合。

在某些實施例中，溶劑為醋酸乙酯、丙酮、乙二醇甲醚、醋酸丁酯中的一種或幾種的任意質(zhì)量比混合。具體在這些實施例中，其溶劑可以為單獨的一種、兩種的組合、三種組合、四種的組合，組合比為任意比。

在某些實施例中，耐化學(xué)穩(wěn)定性單組分聚氨酯膠粘劑的制備方法是將多元醇化合物和異氰酸酯化合物，在60-90℃下混合反應(yīng)1-3h，得到異氰酸酯預(yù)聚物；加入耐化學(xué)穩(wěn)定改性劑和擴鏈劑，繼續(xù)反應(yīng)0.5-2h，再將填料和溶劑加入，攪拌混合均勻，出料包裝，即可。具體在這些實施例中，其反應(yīng)溫度可以為60℃、90℃、70℃、65℃、80℃等；預(yù)聚合反應(yīng)時間可以為1h、2h、3h等；繼續(xù)反應(yīng)時間可以為0.5h、2h、2h等等。

實施例1

稱取100g二苯基甲烷二異氰酸酯加入到反應(yīng)釜中，加熱至70℃，加入50g蓖麻油，反應(yīng)2h，得到異氰酸酯預(yù)聚物；加入5g縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂和3g1，4-丁二醇，恒溫繼續(xù)反應(yīng)1h，然后將5g云母粉和20g丙酮加入，攪拌均勻，出料包裝，得到產(chǎn)品；

將上述產(chǎn)品在0.2％的鹽酸溶液，pH值為1的環(huán)境下應(yīng)用，環(huán)境溫度為30℃，時間為180天，其粘接強度穩(wěn)定，未發(fā)生變化；在0.2％的氫氧化鈉溶液，pH值為13的環(huán)境下應(yīng)用，環(huán)境溫度為30℃，時間180天，其粘接強度依然未發(fā)生變化。

實施例2

稱取50g甲苯二異氰酸酯、50g二苯基甲烷二異氰酸酯加入到反應(yīng)釜中，加熱至65℃，加入大豆油50g，反應(yīng)3h，得到異氰酸酯預(yù)聚物；加入3g氨基環(huán)氧樹脂、3g縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂和5g1，2-丙二醇、1，4-丁二醇的混合物，混合比為1:3，繼續(xù)反應(yīng)0.5h，然后加入5g滑石粉與云母粉的混合物，混合比為2:1，同時加入20g醋酸乙酯與丙酮的混合物，混合比為1:2，攪拌混合均勻，出料包裝，既得產(chǎn)品；

將上述產(chǎn)品在0.2％的鹽酸溶液，pH值為1的環(huán)境下應(yīng)用，環(huán)境溫度為35℃，時間為200天，其粘接強度穩(wěn)定，未發(fā)生變化；在0.2％的氫氧化鈉溶液，pH值為13的環(huán)境下應(yīng)用，環(huán)境溫度為35℃，時間200天，其粘接強度依然未發(fā)生變化。

實施例3

稱取100g甲苯二異氰酸酯加入到反應(yīng)釜中，加熱至65℃，加入47g棕櫚油，反應(yīng)1h，得到異氰酸酯預(yù)聚物；加入6g雙酚A型環(huán)氧樹脂和5g 3，3，-二氯-4，4，-二苯基甲烷二胺，繼續(xù)反應(yīng)2h，然后加入6g鈦白粉和18g醋酸丁酯，攪拌混合均勻，出料包裝，既得產(chǎn)品；

將上述產(chǎn)品在0.1％的鹽酸溶液，pH值為1的環(huán)境下應(yīng)用，環(huán)境溫度為35℃，時間為200天，其粘接強度穩(wěn)定，未發(fā)生變化；在0.1％的氫氧化鈉溶液，pH值為13的環(huán)境下應(yīng)用，環(huán)境溫度為35℃，時間200天，其粘接強度依然未發(fā)生變化。

以上實施例和試驗列僅限于對本發(fā)明的技術(shù)方案做出進一步的解釋和說明，并非是對本發(fā)明創(chuàng)造的具體的操作的方案進行窮盡式的列舉，對于上述的保護范圍應(yīng)當(dāng)以具體實施方式部分中提到的端點值作用參考依據(jù)，而并不能具體實驗操作過程中的點值作為依據(jù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員在上述的實施例基礎(chǔ)上，做出的不具有突出實質(zhì)性特征和非顯著進步的改進，均屬于本發(fā)明的保護范疇。