CN104449539A - 水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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耿佃勇
刘俊哲
董伟
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Abstract

本发明公开了一种水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法，涉及一种在高分子主链中形成醚键的反应得到的高分子化合物，用以解决现有的聚氨酯胶黏剂气味大、易挥发、对环境污染大的问题。本发明所述的水性聚氨酯胶黏剂，由以下重量份的组分制备而成：聚醚多元醇100～300份，异氰酸酯15～80份，扩链剂10～45份，二羟甲基丙酸10～40份，N-甲基吡咯烷酮15～45份，三乙胺5～20份。所制备的水性聚氨酯胶黏剂安全、环保、健康。

Description

水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种在高分子主链中形成醚键的反应得到的高分子化合物，具体地说，涉及一种水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。
背景技术
聚氨酯胶黏剂具有软硬度等性能，可调节性好，耐低温，柔韧性好，粘接强度大等优点，能粘接金属、非金属等多种材料，用途越来越广。但是，目前在整个聚氨酯胶黏剂领域中以溶剂型聚氨酯胶黏剂为主，其缺点是有机溶剂气味大，易挥发，使用时造成空气污染、易燃、或多或少具有毒性等。随着人们的安全意识和环保意识增强，近年来各国聚氨酯材料研究人员花费相当大的精力进行水性聚氨酯胶黏剂的开发和研究。
水性聚氨酯是一种聚氨酯粒子分散于水中的二元胶体体系。水性聚氨酯以水为介质，具有安全、不燃烧、无公害的独特优点。在某些国家广泛用作涂料、粘合剂、皮革涂饰剂、纺织助剂、造纸工业助剂和电子材料等而且应用领域还在不断扩大。由于水性聚氨酯胶黏剂的综合性能优越，近年来受到国内外广泛关注，高性能水性聚氨酯胶黏剂的开发研究已成为热点课题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种安全、环保的水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。
本发明所述的水性聚氨酯胶黏剂，由以下重量份的组分制备而成：聚醚多元醇100～300份，异氰酸酯15～80份，扩链剂10～45份，二羟甲基丙酸0.5～5份，N-甲基吡咯烷酮15～45份，三乙胺5～20份。
优选的，所述聚醚多元醇由乙二醇或丙二醇作为起始剂，与环氧丙烷反应制得，分子量为1000-3000，羟值为35-120。
优选的，所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯。
优选的，所述扩链剂为一缩二乙二醇。
水性聚氨酯胶黏剂采用下述方法步骤制得：
(1)对聚醚多元醇进行脱水：升温120～140℃，真空下脱水1～2小时；
(2)温度降至60～70℃，脱水后的聚醚多元醇与异氰酸酯反应1小时，制得预聚物；
(3)将溶有二羟甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液滴加到(2)中，控制温度70～80℃，反应1小时，所用DMPA含量3％～8％；
(4)在70～80℃加入小分子扩链剂一缩二乙二醇反应1小时，停止加热，制得预聚体；
(5)常温下将预聚体加入溶有三乙胺的水中分散，乳化得水性聚氨酯分散体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)制备方法科学合理，简单可行；
(2)制得的产品安全、无毒、不易燃烧，对环境污染小；
(3)制得的产品在耐低温、柔韧性、粘结性等方面性能优良。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步解释：
实施例1
一种水性聚氨酯胶黏剂，由以下重量份的组分制备而成：
聚醚多元醇100份、二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯(MDI)25份、扩链剂一缩二乙二醇(DEG)：20份、二羟甲基丙酸(DMPA)1份、N-甲基吡咯烷酮(NMP)20份、三乙胺10份。
聚醚多元醇由乙二醇或丙二醇作为起始剂，与环氧丙烷反应制得，分子量为1000-3000，羟值为35-120。
其制备方法为：
(1)先对聚醚多元醇升温120℃真空下脱水2h，水分含量小于0.5％；
(2)停止抽真空，在氮气环境下降温至60℃，加入MDI反应1h；
(3)滴加溶有二羟甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，控温70℃，反应1h；
(4)在70～80℃加入小分子扩链剂DEG反应1h，停止加热；
(5)常温下将预聚体加入溶有三乙胺的水中分散，高速搅拌剪切乳化得水性聚氨酯分散体。
实施例2
一种水性聚氨酯胶黏剂，由以下重量份的组分制备而成：
聚醚多元醇200份、二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯50份、扩链剂一缩二乙二醇：40份、二羟甲基丙酸1.5份、N-甲基吡咯烷酮30份、三乙胺15份。
聚醚多元醇由乙二醇或丙二醇作为起始剂，与环氧丙烷反应制得，分子量为1000-3000，羟值为35-120。
其制备方法为：
(1)先对聚醚多元醇升温130℃真空下脱水2h，水分含量小于0.5％；
(2)停止抽真空，在氮气环境下降温至70℃，加入MDI反应1h；
(3)滴加溶有二羟甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，控温80℃，反应1h；
(4)在70～80℃加入小分子扩链剂反应1h，停止加热；
(5)常温下将预聚体加入溶有三乙胺的水中分散，高速搅拌剪切乳化得水性聚氨酯分散体。
实施例3
一种水性聚氨酯胶黏剂，由以下重量份的组分制备而成：
聚醚多元醇100份、二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯75份、扩链剂一缩二乙二醇：45份、二羟甲基丙酸1.8份、N-甲基吡咯烷酮(NMP)35份、三乙胺20份。
聚醚多元醇由乙二醇或丙二醇作为起始剂，与环氧丙烷反应制得，分子量为1000-3000，羟值为35-120。
其制备方法为：
(1)先对聚醚多元醇升温140℃真空下脱水1h，水分含量小于0.5％；
(2)停止抽真空，在氮气环境下降温至65℃，加入MDI反应1h；
(3)滴加溶有二羟甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液，控温70℃，反应1h；
(4)在70～80℃加入小分子扩链剂反应1h，停止加热；
(5)常温下将预聚体加入溶有三乙胺的水中分散，高速搅拌剪切乳化得水性聚氨酯分散体。

Claims (7)

1.一种水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于，由以下重量份的组分制备而成：聚醚多元醇100～300份，异氰酸酯15～80份，扩链剂10～45份，二羟甲基丙酸10～40份，N-甲基吡咯烷酮15～45份，三乙胺5～20份。
2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述聚醚多元醇由乙二醇或丙二醇作为起始剂，与环氧丙烷反应制得，分子量为1000-3000，羟值为35-120。
3.根据权利要求1所述的水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯。
4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述扩链剂为一缩二乙二醇。
5.根据权利要求1～4任一权利要求所述水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对聚醚多元醇进行脱水；
(2)将脱水后的聚醚多元醇与异氰酸酯反应，制得预聚物；
(3)将溶有二羟甲基丙酸的N-甲基吡咯烷酮溶液滴加到(2)中反应；
(4)加入小分子扩链剂一缩二乙二醇反应得预聚体；
(5)将预聚体加入溶有三乙胺的水中分散，乳化得水性聚氨酯分散体。
6.根据权利要求5所述水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)在120～140℃，真空条件下进行。
7.根据权利要求5所述水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)、(3)、(4)在60～80℃下进行。
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