CN110194943A - 抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及胶黏剂领域，具体公开了一种抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。本发明通过将聚氨酯预聚体与端羟基丙烯酸树脂进行接枝改性，得到丙烯酸改性聚氨酯树脂；再添加纳米TiO2、偶联剂和光引发剂进行反应，制备得到所述丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂。按照本发明所述方法制备得到的产品，在电子束或者紫外线作用下发生自由基聚合，可使胶黏剂迅速交联固化、缩短固化时间，提高生产效率；另外，紫外光固化可使能量集中在胶层上，不同于普通的热固化需要被粘物整体加热，从而会大大的提高能量的利用率。本发明所制备的产品，在提高胶黏剂耐温性能的同时，还增强了胶黏剂的抗紫外性能。

Description

抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂领域，具体地说，涉及一种抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂。
背景技术
光固化型丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂通常由多异氰酸酯、聚酯/聚醚二元醇和端羟基丙烯酸树脂经两步反应而合成，在有机玻璃、聚酯薄膜与铝板的粘接上性能卓著，显示广泛的市场前景。
然而，现有技术中的聚氨酯胶黏剂常含有异氰酸基团，对人体和环境都有一定的危害。不仅如此，聚氨酯胶黏剂对玻璃、聚酯薄膜等的粘接都需用底涂剂，且具有高温时强度不够，固化速度慢，抗紫外线性能差等缺陷。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。
为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：
本发明首先提供了一种抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂的制备方法：将聚氨酯预聚体与端羟基丙烯酸树脂进行接枝改性，得到丙烯酸改性聚氨酯树脂；再添加纳米TiO2、偶联剂和光引发剂进行反应，制备得到所述丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂。
其中，所述端羟基的丙烯酸树脂选自端羟基丙烯酸乙酯、端羟基丙烯酸丙酯、端羟基甲基丙烯酸丁酯、端羟基甲基丙烯酸乙酯、端羟基甲基丙烯酸丙酯、端羟基甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。
进一步地，将聚氨酯预聚体与含羟基的丙烯酸树脂进行接枝改性时，先将聚氨酯预聚体与甲基丙烯酸丁酯混合后，再与含羟基的丙烯酸树脂在40～45℃，真空度为-900MPa以下的真空条件下，进行改性反应。
作为优选，将丙烯酸改性聚氨酯树脂与纳米TiO2、偶联剂和光引发剂在60～65℃进行反应。
其中，所述偶联剂可选为KH-540、KH-550、KH-792、KH-552等，优选为KH-550。所述光引发剂可选为二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯丙酮等，优选为2,4,6-三甲基二苯甲酮。
更为优选，本发明进一步提供所述方法中使用的原料及其重量份如下：
聚氨酯预聚体53～75份，甲基丙烯酸丁酯20～30份，对苯二酚0.05～0.1份，端羟基丙烯酸树脂12～30份，纳米TiO2 0.7～1份，偶联剂2～3份，光引发剂3～5份。
进一步优选地，所述端羟基丙烯酸树脂在加入前，先进行高温脱水处理。所述高温脱水处理可选为在120℃脱水2小时，之后冷却至50℃，再加入反应体系中。
本发明所述方法中的聚氨酯预聚体，是由聚醚或者聚酯多元醇与二异氰酸酯制成的NCO封端的聚氨酯预聚体，其制备方法可采用本领域常规的制备方法。
在本发明的一个具体实施方式中，所述聚氨酯预聚体的制备方法为：将聚碳酸酯二醇CD210、聚碳酸酯二醇CD205和1,4-丁二醇在120℃真空脱水2小时，冷却至50℃，在HMDI和二月桂酸二丁基锡(催化剂)的参与下，由氮气保护，在60～70℃、真空度为-900MPa以下的真空条件下反应2小时所得。
其原料及其重量份如下：
需要说明的是，由本发明所述方法制备得到的抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂及其相关应用或衍生产品，也属于本发明的保护范围。
本发明涉及到的原料或试剂均为普通市售产品，涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。
本发明的有益效果在于：
本发明通过将聚醚或者聚酯多元醇与二异氰酸酯制成NCO封端的聚氨酯预聚体，再通过与端羟基丙烯酸树脂进行接枝改性，制得丙烯酸改性聚氨酯树脂；再添加纳米TiO2，光敏剂等助剂，制得一种环保型的单组份体系丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂。
本发明利用纳米TiO2表面与聚氨酯基体发生了反应，并利用了TiO2可以吸收紫外线，从而在提高胶黏剂耐温性能的同时，还增强了胶黏剂的抗紫外性能。
本发明所提供的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂在电子束或者紫外线作用下发生自由基聚合，可使胶黏剂迅速交联固化、缩短固化时间，提高生产效率；另外，紫外光固化可使能量集中在胶层上，不同于普通的热固化需要被粘物整体加热，从而会大大的提高能量的利用率。
综上所述，本发明解决了现有聚氨酯胶黏剂不环保，不耐高温，耐候性差等缺点，符合环境卫生法规，且具有良好的耐热性、抗紫外性，且制备工艺操作简便，固化速度快，固化收缩小，不含挥发性溶剂，节约能源。
本发明所涉及的缩略语和关键术语定义如下：
聚氨酯：聚氨酯甲酸酯的简称，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。
丙烯酸树脂：丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯类按不同的比例共聚而成的一类高分子聚合物。
二氧化钛：白色固体两性氧化物，有较好的紫外线掩蔽作用。
聚酯多元醇：端羟基聚酯。
HMDI：4，4，-二环已基甲烷二异氰酸酯。
光引发剂：一种能吸收辐射能，经激发发生光化学变化，产生具有引发聚合能力的活性中间体的物质。
附图说明
图1为本发明实施例1中所述抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂的制备工艺。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
1、配方：
2、采用图1所示的制备工艺，进行抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂的制备。
3、性能检测
在以下条件下，检测拉伸强度和断裂伸长率：
实施例2
配方：
3、性能检测
在以下条件下，检测拉伸强度和断裂伸长率：
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于：将端羟基丙烯酸树脂替换为端羟基聚烯烃。
其余配方与制备方法同实施例1，将制备得到的产品进行性能检测，结果如下：
通过比较可知，当采用端羟基聚烯烃替换端羟基丙烯酸树脂时，耐热性相较实施例1发生变化，变得下降，不仅如此，抗紫外性能也有所下降。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于：不添加二氧化钛。
其余配方与制备方法同实施例1，将制备得到的产品进行性能检测，结果如下：
通过比较可知，当不添加二氧化钛时，抗紫外能力相较实施例1发生变化，拉伸强度变小，不仅如此，断裂伸长率也有所下降。
应当理解的是，对上述实施例所用试剂或原料的用量进行等比例扩大或者缩小后的技术方案，与上述实施例的实质相同。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，将聚氨酯预聚体与含羟基的丙烯酸树脂进行接枝改性，得到丙烯酸改性聚氨酯树脂；再添加纳米TiO2、偶联剂和光引发剂进行反应，制备得到所述丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述端羟基的丙烯酸树脂选自端羟基丙烯酸乙酯、端羟基丙烯酸丙酯、端羟基甲基丙烯酸丁酯、端羟基甲基丙烯酸乙酯、端羟基甲基丙烯酸丙酯、端羟基甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将聚氨酯预聚体与甲基丙烯酸丁酯混合后，再与含羟基的丙烯酸树脂在40～45℃，真空度为-900MPa以下的真空条件下，进行改性反应。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将丙烯酸改性聚氨酯树脂与纳米TiO2、偶联剂和光引发剂在60～65℃进行反应。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述偶联剂为KH550。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述光引发剂为2,4,6-三甲基二苯甲酮。
7.根据权利要求3～6任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法中使用的原料及其重量份如下：
聚氨酯预聚体53～75份，甲基丙烯酸丁酯20～30份，对苯二酚0.05～0.1份，端羟基丙烯酸树脂12～30份，纳米TiO2 0.7～1份，偶联剂2～3份，光引发剂3～5份。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述端羟基丙烯酸树脂在加入前，先进行高温脱水处理。
9.权利要求1～8任一项所述方法制备得到的抗紫外线耐高温的丙烯酸改性聚氨酯胶黏剂。
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