專利名稱：改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，具體涉及一種改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法。
背景技術(shù)：
醇溶性聚氨酯是以乙醇為分散介質(zhì)，在通常情況下溶劑殘留少，更加節(jié)能。相比于水性聚氨酯干燥速度慢、初粘性低、對非極性基材濕潤性差、耐水性不佳、耐熱性不高等問題，醇溶性聚氨酯性能更加優(yōu)異。
醇溶性聚氨酯膠黏劑采用有“綠色溶劑”之稱的乙醇，乙醇本身含有活潑氫，即使有殘留的NCO基團(tuán)和游離多異氰酸酯單體，在相對較短的時間內(nèi)，乙醇就可以起到封端劑的作用，不會解封再游離出來，因此異氰酸根基團(tuán)的毒害性完全不必考慮。醇溶性的膠黏劑中不存在未反應(yīng)的異氰酸酯基團(tuán)，因而對水蒸氣不敏感，這是醇溶性膠黏劑的一個顯著特點(diǎn)。醇溶性聚氨酯因其一系列的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注，但其耐熱性不理想，不耐100°C以上的蒸煮包裝復(fù)合；醇溶性聚氨酯膠粘劑復(fù)合膜、袋在包裝含有有機(jī)溶劑的液體如農(nóng)藥等強(qiáng)腐蝕性的物質(zhì)或產(chǎn)品時容易產(chǎn)生質(zhì)量問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種耐熱性、粘結(jié)強(qiáng)度、穩(wěn)定性更好的改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于由以下步驟實現(xiàn)步驟一改性環(huán)氧樹脂的合成將2-12重量份環(huán)氧樹脂裝入有攪拌器的容器中，并加入O. 5-10重量份Y -氨丙基三乙氧基硅烷，常溫反應(yīng)1-5小時，得到改性環(huán)氧樹脂；步驟二 聚氨酯預(yù)聚體的制備將低聚物多元醇在110-120°C條件下真空脫水1-2小時，然后將6-20重量份低聚物多元醇、5-30重量份異氰酸酯和O. 01-0. 03重量份有機(jī)錫催化劑加入反應(yīng)器后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于60-80°C預(yù)聚反應(yīng)1-3小時,得到聚氨酯預(yù)聚體；步驟三聚氨酯預(yù)聚體的擴(kuò)鏈預(yù)聚反應(yīng)后向反應(yīng)器中加入O. 6-2. 5重量份小分子羥基單體和1-5重量份提供羧基基團(tuán)的親水?dāng)U鏈劑，并在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于60-80°C擴(kuò)鏈反應(yīng)O. 5-2小時；步驟四聚氨酯預(yù)聚體的改性擴(kuò)鏈反應(yīng)后在60-80°C下用改性環(huán)氧樹脂改性聚氨酯預(yù)聚體，反應(yīng)Γ2小時；步驟五改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的合成將反應(yīng)器冷卻至室溫，向反 應(yīng)器中加入1-2. 5重量份中和劑完成成鹽反應(yīng)；成鹽反應(yīng)后在攪拌條件下向反應(yīng)器中勻速加入30-70重量份無水乙醇得乳白色半透明的改性環(huán)氧樹脂改性的醇溶性聚氨酯膠黏劑。
步驟一中，環(huán)氧樹脂選自E-06、E-12、E-13、E-16、E-20、E-35、E-42、E-44、E-51、 E-54。
步驟二中，低聚物多元醇選自相對分子質(zhì)量為60(Γ3000的聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸-一縮二乙二醇、聚己內(nèi)酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氫呋喃二醇、聚己內(nèi)酯二元醇與聚四氫呋喃二醇1:2比例的混合物。
步驟二中，異氰酸酯選自異佛爾酮二異氰酸酯、己二異氰酸酯、2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯。
步驟二中，有機(jī)錫催化劑選自二月桂酸二丁錫、氯化亞錫、辛酸亞錫、鈦酸四異丁酯。
步驟三中，小分子羥基單體選自二官能度或三官能度的醇；二官能度的醇選自1，4-丁二醇、己二醇、新戊二醇、一縮二乙二醇，三官能度的醇選自三羥甲基丙烷。
步驟三中，所述提供羧基基團(tuán)的親水?dāng)U鏈劑選自二羥甲基乙酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基戊酸、二羥甲基丁二酸、二羧基半酯、二氨基苯甲酸、馬來酸酐。
步驟五中，所述中和劑選自三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、氫氧化鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15-28%的氨水。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)本發(fā)明所述改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，不但工藝操作簡單，而且節(jié)能環(huán)保。
(2)本發(fā)明利用環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中存在碳氧原子組成的三元環(huán)，具有很強(qiáng)的開環(huán)能力和特殊的電子云分布，致使環(huán)氧基反應(yīng)活性很高。通過引入其他分子開環(huán)后接入醇溶性聚氨酯，可以得到功能性醇溶性聚氨酯材料。且環(huán)氧樹脂具有高模量、高強(qiáng)度，優(yōu)異的粘接性能、熱穩(wěn)定性能、及良好的加工工藝性，適量環(huán)氧改性既不影響涂膜外觀，又能有效增大涂膜硬度，改善其力學(xué)及耐水耐熱穩(wěn)定性等性能。
(3)本發(fā)明所述改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法通過引入改性環(huán)氧樹脂，引入交聯(lián)結(jié)構(gòu)，可提高涂膜的耐水性，同時能時顯著改善涂膜的耐熱性及力學(xué)性倉泛。
(4)本發(fā)明嘗試用硅烷偶聯(lián)劑改性環(huán)氧樹脂，同時將硅烷偶聯(lián)劑引入聚氨酯分子中，使膠黏劑在室溫時即可部分發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，以期提高 膠膜的粘結(jié)強(qiáng)度。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
本發(fā)明所涉及的改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法的合成路線為步驟一
權(quán)利要求
1.改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于由以下步驟實現(xiàn)步驟一改性環(huán)氧樹脂的合成將2-12重量份環(huán)氧樹脂裝入有攪拌器的容器中，并加入O. 5-10重量份Y -氨丙基三乙氧基硅烷，常溫反應(yīng)1-5小時，得到改性環(huán)氧樹脂；步驟二 聚氨酯預(yù)聚體的制備將低聚物多元醇在110-120°C條件下真空脫水1-2小時，然后將6-20重量份低聚物多元醇、5-30重量份異氰酸酯和O. 01-0. 03重量份有機(jī)錫催化劑加入反應(yīng)器后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于60-80°C預(yù)聚反應(yīng)1-3小時,得到聚氨酯預(yù)聚體；步驟三聚氨酯預(yù)聚體的擴(kuò)鏈預(yù)聚反應(yīng)后向反應(yīng)器中加入O. 6-2. 5重量份小分子羥基單體和1-5重量份提供羧基基團(tuán)的親水?dāng)U鏈劑，并在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于60-80°C擴(kuò)鏈反應(yīng)O. 5-2小時；步驟四聚氨酯預(yù)聚體的改性擴(kuò)鏈反應(yīng)后在60-80°C下用改性環(huán)氧樹脂改性聚氨酯預(yù)聚體，反應(yīng)Γ2小時；步驟五改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的合成將反應(yīng)器冷卻至室溫，向反應(yīng)器中加入1-2. 5重量份中和劑完成成鹽反應(yīng)；成鹽反應(yīng)后在攪拌條件下向反應(yīng)器中勻速加入30-70重量份無水乙醇得乳白色半透明的改性環(huán)氧樹脂改性的醇溶性聚氨酯膠黏劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于步驟一中，環(huán)氧樹脂選自 E-06、E-12、E-13、E-16、E-20、E-35、E-42、E-44、E-51、E-54。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于步驟二中，低聚物多元醇選自相對分子質(zhì)量為60(Γ3000的聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇、聚己二酸-一縮二乙二醇、聚己內(nèi)酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚四氫呋喃二醇、聚己內(nèi)酯二元醇與聚四氫呋喃二醇1:2比例的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于步驟二中，異氰酸酯選自異佛爾酮二異氰酸酯、己二異氰酸酯、2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于步驟二中，有機(jī)錫催化劑選自二月桂酸二丁錫、氯化亞錫、辛酸亞錫、鈦酸四異丁酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于步驟三中，小分子羥基單體選自二官能度或三官能度的醇；二官能度的醇選自1，4- 丁二醇、己二醇、新戊二醇、一縮二乙二醇，三官能度的醇選自三羥甲基丙烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于步驟三中，所述提供羧基基團(tuán)的親水?dāng)U鏈劑選自二羥甲基乙酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基戊酸、二羥甲基丁二酸、二羧基半酯、二氨基苯甲酸、馬來酸酐。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于步驟五中，所述中和劑選自三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、氫氧化鈉、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-28% 的氨水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改性環(huán)氧樹脂改性醇溶性聚氨酯膠黏劑的制備方法。醇溶性聚氨酯膠黏劑耐熱性不理想，不耐100℃以上的蒸煮包裝復(fù)合。本發(fā)明將環(huán)氧樹脂和γ-氨丙基三乙氧基硅烷反應(yīng)得到改性環(huán)氧樹脂；再將低聚物多元醇、異氰酸酯和有機(jī)錫催化劑預(yù)聚反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體；加入小分子羥基單體和提供羧基基團(tuán)的親水?dāng)U鏈劑擴(kuò)鏈，用改性環(huán)氧樹脂改性聚氨酯預(yù)聚體，加入中和劑完成成鹽反應(yīng)，加入無水乙醇得改性環(huán)氧樹脂改性的醇溶性聚氨酯膠黏劑。本發(fā)明有效增大了涂膜硬度，改善了力學(xué)及耐水耐熱穩(wěn)定性，提高了膠膜的粘結(jié)強(qiáng)度。
文檔編號C08G59/14GK103059798SQ20131001676
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者沈一丁, 王小榮, 賴小娟, 王磊 申請人:陜西科技大學(xué)