CN104559899A - 聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂及其制备方法。该聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂包括在使用前彼此隔开的A、B组分，使用时所述A、B组分按照重量比为4:（1-1.05）进行混合；其中，所述A组分包括如下重量份的成分：聚天冬氨酸酯聚脲（4.0-5.0）份、填料（4.0-4.50）份、消泡剂(0.005-0.01)份、流平剂(0.005-0.01)份；所述B组分为：六亚甲基二异氰酸酯三聚体。本发明聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂将A、B组分混合在粘接过程中粘结强度高，特别是与水泥基材之间的粘结强度高，而且具有优异的耐化学腐蚀，耐水性，耐化学腐蚀，耐候性，耐温性，低VOC绿色环保等性能。

Description

聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶黏剂技术领域，特别涉及一种聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂及其制备方法。

背景技术

胶接(粘合、粘接、胶结、胶粘)是指同质或异质物体表面用胶黏剂连接在一起的技术，具有应力分布连续，重量轻，或密封，多数工艺温度低等特点。胶接特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。从胶接体系破坏实验表明，胶接破坏时也现四种不同情况：1. 界面破坏：胶黏剂层全部与粘体表面分开(胶粘界面完整脱离)；2. 内聚力破坏：破坏发生在胶黏剂或被粘体本身，而不在胶粘界面间；3. 混合破坏：被粘物和胶黏剂层本身都有部分破坏或这两者中只有其一。这些破坏说明粘接强度不仅与被粘剂与被粘物之间作用力有关，也与聚合物粘料的分子之间的作用力有关。

胶黏剂的分类方法很多，按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等。按应用对象分为结构型、非构型或特种胶。接形态可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等。传统胶黏剂生产成本高，使用效果不好。随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高。胶黏剂的使用范围越来越广，对其强度或其他性能等要求也越来越高。具体的，如随着建筑师设计理念的提升，建筑物越来越高档、多功能方向发展，该胶黏剂在建筑领域越来越被广泛的应用，除了对胶黏剂强度有要求之外，还发展对其耐水性，耐化学腐蚀，耐候性，耐温性，低VOC绿色环保等性能要求也越来越高。

而由于如建筑等特定的行业要求，现有的胶黏剂强度特别是与水泥基材之间的强度、耐化学腐蚀性能和耐候性以及环保等性能不理想，因此，如何研发出特别适用与建筑行业用的胶黏剂十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂及其制备方法，以克服现有胶黏剂粘结强度低，耐化学腐蚀性和耐候性不强的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂，包括在使用前彼此隔开的A、B组分，所述A、B的重量比为4: (1-1.05)；其中，

所述A组分包括如下重量份的成分：

聚天冬氨酸酯聚脲 4.0-5.0份

填料             4.0-4.5份

消泡剂           0.005-0.01份

流平剂           0.005-0.01份；

所述B组分为：六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

以及，一种聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

A组分的制备方法包括的步骤：按照上述本发明聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的A组分中的成分及含量分别获取各原料后将各组分进行混料处理；

获取B组分六亚甲基二异氰酸酯三聚体；

将制备的A、B组分分开包装。

本发明聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂将A、B组分混合在粘接过程中粘结强度高，特别是与水泥基材之间的粘结强度高，而且具有优异的耐化学腐蚀，耐水性，耐化学腐蚀，耐候性，耐温性，低VOC绿色环保等性能。上述聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂制备方法只需分别按照A组分配方将各组分按步骤添加，经过混料处理使得各组分充分混合均匀即可，也无需特殊的设备，因此，该方法工艺简单，适合工业化生产，节约了能耗，降低了成本。而且制备的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂性能稳定，其含VOC成分低，其生产安全环保。

附图说明

图1为本发明实施例1聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂制备的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种粘结强度高，耐候耐化学腐蚀性能好的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂。该聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂包括下文所述的A、B组分。在该聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂产品中，A、B组分彼此隔开的，如采用分开包装的方式实现彼此隔开。那么在该聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的产品中，A、B组分可以按照任意的比例进行分开包装，只需要在使用的时候按照一定的比例将A、B组分进行混合即可。为了保证本发明实施例聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的粘结强度，在一实施例中，使用时是将所述A、B按照重量比为4：（1-1.05）进行混合。因此，为了使用的方便，在一实施例中，在使用前的产品包装中，将所述A、B组分按照重量比为4：（1-1.05）进行分开包装，在使用时，无需量取，直接将所述A、B组分进行混匀即可使用。

其中，上述A组分包括如下重量份的成分：

聚天冬氨酸酯聚脲4.0-5.0份

填料             4.0-4.5份

消泡剂           0.005-0.01份

流平剂           0.005-0.01份。

具体地，该聚天冬氨酸酯聚脲作为A组分的基体组分，其对本发明实施例聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的粘结强度，耐腐蚀，耐水，耐温等性能有着重要的决定性作用影响。

在一实施例中，该聚天冬氨酸酯聚脲将马来酸二乙酯与3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷（DMDC）在60-80℃下进行反应制备获得。在一些具体实施例中，在马来酸二乙酯与3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷反应的体系中，该马来酸二乙酯与3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷的重量比为1.5：（2.1-2.7）。在一具体实施例中，该马来酸二乙酯与3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷的重量比为1.73：2.71。由该方法制备获得的聚天冬氨酸酯聚脲对本发明聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的粘结强度，耐腐蚀，耐水，耐温等性能有着提升作用。

在另一具体实施例中，该聚天冬氨酸酯聚脲在A组分中的含量为4.4份、4.5份、5.0份等重量份。

上述填料对本发明胶黏剂填充，增强硬度，因此，在一实施例中，该填料选用高岭土、重质碳酸钙、200目以上细沙等中的一种或两种以上的混合物。在一些具体实施例中，该填料为高岭土与重质碳酸钙的混合物，且高岭土与重质碳酸钙的重量比为1：（0.8-1.2）。在一具体实施例中，该填料为高岭土与重钙的混合物，且高岭土与重钙的重量比为1：1。

在另一具体实施例中，该填料在A组分中的含量为4份、4.5份等重量份。

在一实施例中，上述消泡剂选用破泡聚硅氧烷类消泡剂。在一些具体实施例中，该消泡剂在A组分中的含量可以是0.005份、0.01份等重量份。在一实施例中，上述流平剂选用聚醚改性硅氧烷类流平剂。在一些具体实施例中，该流平剂在A组分中的含量可以是0.005份、0.01份等重量份。

因此，在一实施例中，上述A组分还可以是如下重量份数的成分：

聚天冬氨酸酯聚脲 4.4份

填料             4份

消泡剂           0.005份

流平剂           0.005份。

该含有优选比例组分的聚A组分含量的控制和调整，使得聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂具有更加优异的粘结强度、耐化学腐蚀和防水性以及耐候性能。当A组分包括该具体含量的成分时，在使用时，所述A、B组分按照重量比为4：1进行混合，那么在包装是，A、B组分可以按照重量比为4：1进行分开包装。

上述B组分为六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

由上所述，上述各实施例中聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂将A、B组分混合在粘接过程中粘结强度高，特别是与水泥基材之间的粘结强度高，而且具有优异的耐化学腐蚀，耐水性，耐化学腐蚀，耐候性，耐温性，低VOC绿色环保等性能。另外，通过对组分种类和含量的控制，能进一步提升聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的粘结强度高，而且具有优异的耐化学腐蚀，耐水性，耐化学腐蚀，耐候性，耐温性，低VOC绿色环保等性能。

相应地，本发明实施例还提供了上述聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的一种制备方法。该制备方法包括如下步骤：

步骤S01. A组分的制备方法包括的步骤：按照上文所述的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的A组分中的成分及含量分别获取各原料后将各组分进行混料处理；

步骤S02. 获取B组分六亚甲基二异氰酸酯三聚体；

步骤S03. 将制备的A、B组分分开包装。

具体地，上述步骤S01中，A组分的各组分如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

其中，聚天冬氨酸酯聚脲可以按照上文所述的聚天冬氨酸酯聚脲制备方法制备获取。在一实施例中，采用上文方法制备聚天冬氨酸酯聚脲时，将马来酸二乙酯与N-羟烷基季铵碱是加入反应釜中进行反应。由于是采用马来酸二乙酯与3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷反应物，因此，无需另外添加反应溶剂。

该步骤S01中对A组分进行混料处理A组分所含的成分混合均匀，因此为了实现各成分的混合均匀。

在一实施例中，如果该聚天冬氨酸酯聚脲是按照上文的将马来酸二乙酯与3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷进行反应制备获得时，可以将A组分的其余直接接入马来酸二乙酯与3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷的反应结束后的反应液中进行混料处理。

在一实施例中，上述步骤S02中获取B组分六亚甲基二异氰酸酯三聚体的方法如下：

将六亚甲基二异氰酸酯（HDI）与催化剂在60-70℃进行反应，生产六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

在一实施例中，该六亚甲基二异氰酸酯与N-羟烷基季铵碱的重量比为1：（0.03-0.05）。在一实施例中，催化剂为N-羟烷基季铵碱、三丁基氧化锡、四丁基氧化铬等中的至少一种。由于是六亚甲基二异氰酸酯为反应，因此，无需另外添加反应溶剂。

在一实施例中，判断六亚甲基二异氰酸酯与N-羟烷基季铵碱反应结束的标准为，反应产物中的NCO含量指标合格。在一实施例中，该NCO含量指标合格的标准是NCO含量为（20%-21%）。待六亚甲基二异氰酸酯与N-羟烷基季铵碱反应结束后，蒸馏即可得到六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

另外，上述步骤S01和步骤S02实施时没有先后顺序，可以根据实际生产灵活进行。

上述步骤S03中，A、B组分分开包装时，如上文上述，A、B组分的量没有特别要求，只需将A、B组分彼此隔开即可。也即是说在该聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的产品中，A、B组分可以按照任意的比例进行分开包装，只需要在使用的时候按照一定的比例将A、B组分进行混合即可。为了保证本发明实施例聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的粘结强度，在一实施例中，使用时是将所述A、B按照重量比为4：（1-1.05）进行混合。因此，为了使用的方便，在一实施例中，在使用前的产品包装中，将所述A、B组分按照重量比为4：（1-1.05）进行分开包装，在使用时，无需量取，直接将所述A、B组分进行混匀即可使用。

上述聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂制备方法只需分别制备A、B组分，然后将A、B分开包装即可，无复杂工序，也无需特殊的设备，使得该方法工艺简单，适合工业化生产，节约了能耗，降低了成本，而且制备的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂性能稳定。

现以具体聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂配方及的制备为例，对本发明进行进一步详细说明。其中，下文中的填料和消泡剂、流平剂的种类均如上文所示。

实施例1

一种聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂及其制备方法。该聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂包括在使用前彼此隔开的A、B组分，使用时所述A、B组分按照重量比为4：1进行混合；其中，

所述A组分包括如下重量份的成分：

聚天冬氨酸酯聚脲 4.4份

高岭土           2份

重质碳酸钙       2份

消泡剂           0.005份

流平剂           0.005份；

所述B组分为：六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

其制备方法工艺流程如图1所示，其包含如下步骤：

S11. 在反应釜中加入重量比为1.73：2.71的马来酸二乙酯和3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷，升温至60-80℃，搅拌下反应72小时，降温至室温，得到含有聚天冬氨酸酯聚脲的反应液；

S12. 向步骤S11的反应液中添加高岭土、重钙和消泡剂、流平剂，搅拌分散25分钟，卸料，包装得到聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂A组分；

S13.将六亚甲基二异氰酸酯与N-羟烷基季铵碱在60-70℃进行反应，直至反应溶液中的NCO含量指标达到20%时停止反应，蒸馏处理后进行包装包装得到聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂B组分。

实施例2

一种聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂及其制备方法。该聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂包括在使用前彼此隔开的A、B组分，使用时所述A、B组分按照重量比为4：1进行混合；其中，

所述A组分包括如下重量份的成分：

聚天冬氨酸酯聚脲 4.6份

高岭土           2份

200目细沙       2.2份

消泡剂           0.005份

流平剂           0.005份；

所述B组分为：六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

其制备方法工艺流程如图1所示，其包含如下步骤：

S21. 在反应釜中加入重量比为1.80：2.80的马来酸二乙酯和3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷，升温至60-80℃，搅拌下反应72小时，降温至室温，得到含有聚天冬氨酸酯聚脲的反应液；

S22. 向步骤S21的反应液中添加高岭土、200目细沙和消泡剂、流平剂，搅拌分散25分钟，卸料，包装得到聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂A组分；

S23.将六亚甲基二异氰酸酯与四丁基氧化铬在60-70℃进行反应，直至反应溶液中的NCO含量指标达到20%时停止反应，蒸馏处理后进行包装包装得到聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂B组分。

实施例3

一种聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂及其制备方法。该聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂包括在使用前彼此隔开的A、B组分，使用时所述A、B组分按照重量比为4：1进行混合；其中，

所述A组分包括如下重量份的成分：

聚天冬氨酸酯聚脲 5份

重质碳酸钙       2.2份

200目细沙        2.3份

消泡剂           0.01份

流平剂           0.01份；

所述B组分为：六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

其制备方法工艺流程如图1所示，其包含如下步骤：

S31. 在反应釜中加入重量比为1.95：3.05的马来酸二乙酯和3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷，升温至60-80℃，搅拌下反应72小时，降温至室温，得到含有聚天冬氨酸酯聚脲的反应液；

S32. 向步骤S31的反应液中添加重质碳酸钙、200目细沙和消泡剂、流平剂，搅拌分散25分钟，卸料，包装得到聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂A组分；

S33.将六亚甲基二异氰酸酯与四丁基氧化铬在60-70℃进行反应，直至反应溶液中的NCO含量指标达到20%时停止反应，蒸馏处理后进行包装包装得到聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂B组分。

对比实施例

现有市场用胶黏剂

性能测试

将上述实施例1-3提供的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂和对比实施例中提供的现有市场用胶黏剂分别进行下述表1中的相关性能测试，测试结果如下述表1。

表1

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂，包括在使用前彼此隔开的A、B组分，使用时所述A、B组分按照重量比为4：（1-1.05）进行混合；其中，所述A组分包括如下重量份的成分：聚天冬氨酸酯聚脲4.0-5.0份

填料             4.0-4.5份

消泡剂           0.005-0.01份

流平剂           0.005-0.01份；

所述B组分为：六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

2.根据权利要求1所述的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂，其特征在于：所述A组分中：

聚天冬氨酸酯聚脲 4.4份

填料             4份

消泡剂           0.005份

流平剂           0.005份。

3.根据权利要求2所述的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂，其特征在于：使用时所述A、B组分按照重量比为4：1进行混合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂，其特征在于：所述聚天冬氨酸酯聚脲是将马来酸二乙酯与3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷在60-80℃下进行反应制备获得。

5.根据权利要求4所述的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂，其特征在于：所述马来酸二乙酯与3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷的重量比为1.5：（2.1-2.7）。

6.根据权利要求4所述的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂，其特征在于：所述马来酸二乙酯与3,3-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷的重量比为1.73：2.71。

7.根据权利要求1-3、5、6任一项所述的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂，其特征在于：所述填料选用高岭土、重钙、200目以上细沙中的一种或两种以上的混合物。

8.根据权利要求1-3、5、6任一所述的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂，其特征在于：所述填料为高岭土与重钙的混合物，且高岭土与重质碳酸钙的重量比为1：（0.8-1.2）。

9.根据权利要求3所述的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂，其特征在于：所述消泡剂选用破泡聚硅氧烷类消泡剂；或/和所述流平剂选用聚醚改性硅氧烷类流平剂。

10.一种聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

A组分的制备方法包括的步骤：按照权利要求1-9任一项所述的聚天冬氨酸酯聚脲胶黏剂的A组分中的成分及含量分别获取各原料后将各组分进行混料处理；

获取B组分六亚甲基二异氰酸酯三聚体；将制备的A、B组分分开包装。