CN106634787A - 一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂及其制备方法，其由下列重量份的原料配制而成：聚己内酯二元醇60‑70、二苯基甲烷二异氰酸酯20‑22、甲苯二异氰酸酯13‑15、聚四氢呋喃醚二醇85‑95、乙二醇14‑16、二丙二醇二苯甲酸酯3‑5等。本发明使用高分子双酚A型环氧乙烯基酯树脂对聚氨酯进行物理改性，通过高分子乳液的共乳化作用提高聚氨酯固含量；加入的聚乙烯醇缩乙醛与聚氨酯分子链结合，使水性聚氨酯涂膜的亲水性增强，使得胶黏剂的耐水性有较大的提高；采用交联剂三羟甲基丙烷、冷杉香胶与聚氨酯分散体上的多官能团反应，使得原本呈线性的聚氨酯形成一定程度的交联网状结构，从而可提高胶粘剂的粘结强度。

Description

一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂，具体地说是涉及一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
背景技术
随着人们对于建筑物的要求越来越高，人们开始研发出各种新型的建筑材料。目前，使用得比较多的是复合型的板材。复合型的板材具有重量轻、强度高、隔音抗震的特点。复合板材在生产中需要使用大量的胶黏剂，而且对胶黏剂有很高的要求，除了满足环保无害的条件，胶黏剂应尽量在常温下干燥速度快，这就要求其具有高固含量和低的固化性能。
聚氨酯是由多元醇和多异氰酸酯发生加成聚合而成，分子链中含有氨基甲酸酯基与异氰酸酯基等基团。由于氨基甲酸酯基与异氰酸酯基能与具有活泼氢的物质发生反应，比如纸张、木材微结构单元纤维素上的-OH 等，聚氨酯可以与其通过加成反应从而起到化学粘结的作用，并且化学黏接性能优异。除了粘结效果好以外，聚氨酯胶黏剂还具有软硬度可调节，机械性能极佳，黏接工艺简便和耐低、高温性能优良等优点，其在国内外发展越来越快。水性聚氨酯胶黏剂，顾名思义，“水性”的含义包括两方面：第一是指在生产过程中不使用或使用很少量的有机溶剂，即过程环保；第二是指所合成聚氨酯胶黏剂具有亲水性或者水溶性，即产品环保，该研发理念顺应社会发展要求，是聚氨酯胶黏剂行业发展的重要方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂，其特征在于，由下列重量份的原料配制而成：聚己内酯二元醇60-70、二苯基甲烷二异氰酸酯20-22、甲苯二异氰酸酯13-15、聚四氢呋喃醚二醇85-95、乙二醇14-16、二丙二醇二苯甲酸酯3-5、双酚A型环氧乙烯基酯树脂25-30、异辛酸锌4-7、三乙烯二胺3-5、乙酸乙酯20-30、三羟甲基丙烷5-7、对苯二胺4-6、硬脂酸酰胺2-3、高级醇2-4、冷杉香胶5-8、环烷酸铅2-4、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚3-6、聚乙烯醇缩乙醛4-6、纳米锂皂石10-14、二氧化钛8-10、熔融石英粉6-8、硫化锌5-9。
所述的一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将纳米锂皂石、二氧化钛、熔融石英粉、硫化锌等在110-120 ℃的温度下烘干，取出后干燥器中冷却待用；
（2）将聚己内酯二元醇加热熔融后搅拌，然后在115-125 ℃的真空环境下脱水80-90min，去除负压后冷却至70℃，然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、三乙烯二胺、乙酸乙酯，缓慢升温至90-95℃后保温120-150min，然后再加入二丙二醇二苯甲酸酯和三羟甲基丙烷共同反应1.5-2h，将体系降温至30℃时边搅拌边加入乙二醇、双酚A型环氧乙烯基酯树脂，进行扩链反应40-50min后脱除乙酸乙酯，得到A组份；
（3）将聚四氢呋喃醚二醇加入到密炼机中，在温度为90-100℃，真空度为-0.095- -0.075 MPa 的条件下密炼20-30min，然后加入纳米锂皂石、二氧化钛、熔融石英粉、硫化锌、异辛酸锌，充分分散均匀后降温至75-80℃，加入对苯二胺、硬脂酸酰胺、高级醇、冷杉香胶、环烷酸铅、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚乙烯醇缩乙醛等原料，搅拌均匀出料，得到B组份；
（4）将得到的A组份和B组份在使用时按照1:(1-1.2)的比例混合均匀，即得所述聚氨酯胶粘剂。
本发明的有益效果：
本发明使用高分子双酚A型环氧乙烯基酯树脂对聚氨酯进行物理改性，通过高分子乳液的共乳化作用提高聚氨酯固含量；加入的聚乙烯醇缩乙醛与聚氨酯分子链结合，使水性聚氨酯涂膜的亲水性增强，使得胶黏剂的耐水性有较大的提高；采用交联剂三羟甲基丙烷、冷杉香胶与聚氨酯分散体上的多官能团反应，使得原本呈线性的聚氨酯形成一定程度的交联网状结构，从而可提高胶粘剂的粘结强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1：
一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：聚己内酯二元醇60、二苯基甲烷二异氰酸酯20、甲苯二异氰酸酯13、聚四氢呋喃醚二醇85、乙二醇14、二丙二醇二苯甲酸酯3、双酚A型环氧乙烯基酯树脂25、异辛酸锌4、三乙烯二胺3、乙酸乙酯20、三羟甲基丙烷5、对苯二胺4、硬脂酸酰胺2、高级醇2、冷杉香胶5、环烷酸铅2、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚3、聚乙烯醇缩乙醛4、纳米锂皂石10、二氧化钛8、熔融石英粉6、硫化锌5。
一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将纳米锂皂石、二氧化钛、熔融石英粉、硫化锌等在110-120 ℃的温度下烘干，取出后干燥器中冷却待用；
（2）将聚己内酯二元醇加热熔融后搅拌，然后在115-125 ℃的真空环境下脱水80-90min，去除负压后冷却至70℃，然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、三乙烯二胺、乙酸乙酯，缓慢升温至90-95℃后保温120-150min，然后再加入二丙二醇二苯甲酸酯和三羟甲基丙烷共同反应1.5-2h，将体系降温至30℃时边搅拌边加入乙二醇、双酚A型环氧乙烯基酯树脂，进行扩链反应40-50min后脱除乙酸乙酯，得到A组份；
（3）将聚四氢呋喃醚二醇加入到密炼机中，在温度为90-100℃，真空度为-0.095- -0.075 MPa 的条件下密炼20-30min，然后加入纳米锂皂石、二氧化钛、熔融石英粉、硫化锌、异辛酸锌，充分分散均匀后降温至75-80℃，加入对苯二胺、硬脂酸酰胺、高级醇、冷杉香胶、环烷酸铅、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚乙烯醇缩乙醛等原料，搅拌均匀出料，得到B组份；
（4）将得到的A组份和B组份在使用时按照1:(1-1.2)的比例混合均匀，即得所述聚氨酯胶粘剂。
实施例2：
一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂，由下列重量份（kg）的原料配制而成：聚己内酯二元醇65、二苯基甲烷二异氰酸酯21、甲苯二异氰酸酯14、聚四氢呋喃醚二醇90、乙二醇15、二丙二醇二苯甲酸酯4、双酚A型环氧乙烯基酯树脂27.5、异辛酸锌5.5、三乙烯二胺4、乙酸乙酯25、三羟甲基丙烷6、对苯二胺5、硬脂酸酰胺2.5、高级醇3、冷杉香胶6.5、环烷酸铅3、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚4.5、聚乙烯醇缩乙醛5、纳米锂皂石12、二氧化钛9、熔融石英粉7、硫化锌7。
制备方法同实施例1。
实施例3：
一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂，其特征在于，由下列重量份（kg）的原料配制而成：聚己内酯二元醇70、二苯基甲烷二异氰酸酯22、甲苯二异氰酸酯15、聚四氢呋喃醚二醇95、乙二醇16、二丙二醇二苯甲酸酯5、双酚A型环氧乙烯基酯树脂30、异辛酸锌7、三乙烯二胺5、乙酸乙酯30、三羟甲基丙烷7、对苯二胺6、硬脂酸酰胺3、高级醇4、冷杉香胶8、环烷酸铅4、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚6、聚乙烯醇缩乙醛6、纳米锂皂石14、二氧化钛10、熔融石英粉8、硫化锌9。
制备方法同实施例1。
上述实施例1-3制得的聚氨酯胶粘剂的性能检测结果如下表所示：
表1 实施例1-3制得的聚氨酯胶粘剂的性能检测结果
实施例1 实施例2 实施例3
固化速度（温度25℃，湿度50%），h 4.8 4.3 5.2
拉伸强度，Mpa 6.2 6.7 6.4
初期剥离力，N 86.4 88.5 83.2
粘度，mPa·s 3562 3673 3458
吸水率，% 12.2 11.6 12.5

Claims (2)

1.一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂，其特征在于，由下列重量份的原料配制而成：聚己内酯二元醇60-70、二苯基甲烷二异氰酸酯20-22、甲苯二异氰酸酯13-15、聚四氢呋喃醚二醇85-95、乙二醇14-16、二丙二醇二苯甲酸酯3-5、双酚A型环氧乙烯基酯树脂25-30、异辛酸锌4-7、三乙烯二胺3-5、乙酸乙酯20-30、三羟甲基丙烷5-7、对苯二胺4-6、硬脂酸酰胺2-3、高级醇2-4、冷杉香胶5-8、环烷酸铅2-4、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚3-6、聚乙烯醇缩乙醛4-6、纳米锂皂石10-14、二氧化钛8-10、熔融石英粉6-8、硫化锌5-9。
2.根据权利要求1所述的一种复合板用高固含量聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将纳米锂皂石、二氧化钛、熔融石英粉、硫化锌等在110-120 ℃的温度下烘干，取出后干燥器中冷却待用；
（2）将聚己内酯二元醇加热熔融后搅拌，然后在115-125 ℃的真空环境下脱水80-90min，去除负压后冷却至70℃，然后加入二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、三乙烯二胺、乙酸乙酯，缓慢升温至90-95℃后保温120-150min，然后再加入二丙二醇二苯甲酸酯和三羟甲基丙烷共同反应1.5-2h，将体系降温至30℃时边搅拌边加入乙二醇、双酚A型环氧乙烯基酯树脂，进行扩链反应40-50min后脱除乙酸乙酯，得到A组份；
（3）将聚四氢呋喃醚二醇加入到密炼机中，在温度为90-100℃，真空度为-0.095- -0.075 MPa 的条件下密炼20-30min，然后加入纳米锂皂石、二氧化钛、熔融石英粉、硫化锌、异辛酸锌，充分分散均匀后降温至75-80℃，加入对苯二胺、硬脂酸酰胺、高级醇、冷杉香胶、环烷酸铅、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚乙烯醇缩乙醛等原料，搅拌均匀出料，得到B组份；
（4）将得到的A组份和B组份在使用时按照1:(1-1.2)的比例混合均匀，即得所述聚氨酯胶粘剂。
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