耐水高強度高粘結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐水高強度高粘結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏劑及其制備方法，所述膠黏劑包括質(zhì)量配比為1～2∶1的主劑和輔劑，所述主劑包括丙烯酸單體、乳化劑、碳酸氫鈉、去離子水、引發(fā)劑、氨水和納米二氧化硅；所述輔劑包括水溶性多異氰酸酯、擴鏈劑和固化劑；所述制備方法包括如下步驟：（1）原料準備；（2）制備主劑；（3）制備輔劑；（4）制備耐水高強度高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑。本發(fā)明的制備方法，操作簡便，容易實現(xiàn)，其通過合成納米二氧化硅補強的聚丙烯酸酯乳液，提高了膠黏結(jié)的剪切強度、耐水性和粘結(jié)性能，所制備的雙組份水性聚氨酯膠黏劑具有優(yōu)異的力學綜合性能、良好的耐水性、熱穩(wěn)定性和粘結(jié)強度，其綜合性能優(yōu)異，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】耐水高強度高粘結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及膠黏劑領(lǐng)域，特別是涉及一種耐水高強度高粘結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏 劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯膠黏劑是指在分子鏈中含有氨基甲酸酯基團或異氰酸酯基的膠黏劑，因具 有優(yōu)異的粘結(jié)性能以及良好的柔韌性、耐沖擊性、耐溶劑性、耐磨性、曲撓性和耐低溫性能 等而廣泛應(yīng)用于復合薄膜、制鞋、皮革、織物、汽車、木材、土木建筑等工業(yè)部門及民用領(lǐng)域。
[0003] 目前聚氨酯膠黏劑有溶劑型聚氨酯膠黏劑和水性聚氨酯膠黏劑兩種，前者一般以 丙酮、丁酮、甲苯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺等揮發(fā)性有機溶劑作為溶劑，具有毒性、易燃、易 爆和易揮發(fā)等缺點，污染環(huán)境，并且嚴重危害人體健康；水性聚氨酯膠黏劑以水代替有機溶 劑作為分散介質(zhì)，體系中不含或含有微量的有機溶劑，具有無毒、不燃、氣味小、節(jié)能環(huán)保、 操作方便等優(yōu)點，但是此種膠黏劑的耐水性較差、干燥速度慢、熱穩(wěn)定性和粘結(jié)強度差，而 且，其剪切強度較低，影響其使用性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種耐水高強度高粘結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏 劑及其制備方法，能夠解決現(xiàn)有聚氨酯膠黏劑存在的上述缺點。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：提供一種耐水高強度高粘 結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏劑，包括主劑和輔劑，所述主劑包括以下重量份組分：丙烯酸單體 50?60份、乳化劑10?15份、碳酸氫鈉5?10份、去離子水100?150份、引發(fā)劑10? 20份、氨水10?20份、納米二氧化硅20?30份；所述輔劑包括如下重量份組分：水溶性 多異氰酸酯100份、擴鏈劑5?8份、固化劑10?15份；所述主劑和所述輔劑的質(zhì)量配比 為1?2:1。
[0006] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述丙烯酸單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯。
[0007] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲 基丙烯酸丁酯的質(zhì)量比例為2:1:1:1。
[0008] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述引發(fā)劑為二月桂酸二丁基錫；所述擴鏈劑為三 乙胺和1，4-丁二醇的混合物；所述固化劑為三羥甲基丙烷。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是：提供一種耐水高強度高 粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑制備方法，包括如下步驟： (1) 原料準備：按配方稱取上述各原料備用； (2) 制備主劑：將步驟（1)中稱取的乳化劑、碳酸氫鈉、去離子水、納米二氧化硅和丙烯 酸單體加入到反應(yīng)器中，攪拌溶解，使混合均勻；然后將混合液升溫至70?80°C，分批次加 入引發(fā)劑并攪拌均勻，待引發(fā)劑加入量為80%時，升溫至90?95°C，加入剩余引發(fā)劑，保溫 攪拌反應(yīng)2?3h，再降至室溫，加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值為7. 5,混合攪拌均勻，得到所述 主劑； (3) 制備輔劑：將水溶性多異氰酸酯、擴鏈劑和固化劑按配方量攪拌混合均勻即可； (4) 制備耐水高強度高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑：將步驟（2)中制備的主劑和步驟（3)中制 備的輔劑按質(zhì)量比1?2:1的配比混合均勻，升溫至60?80°C，以200?300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn) 速攪拌反應(yīng)1?2h，得到所述耐水高強高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑。
[0010] 在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述步驟（2)中，所述引發(fā)劑分5批次加入，每批次 添加間隔為20?30min，添加攪拌轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/min。 toon] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種耐水高強度高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑的制備方 法，操作簡便，容易實現(xiàn)，其通過合成納米二氧化硅補強的聚丙烯酸酯乳液，提高了膠黏結(jié) 的剪切強度、耐水性和粘結(jié)性能，所制備的雙組份水性聚氨酯膠黏劑具有優(yōu)異的力學綜合 性能、良好的耐水性、熱穩(wěn)定性和粘結(jié)強度，其綜合性能優(yōu)異，應(yīng)用前景廣闊。

【具體實施方式】
[0012] 下面對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被 本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0013] 本發(fā)明實施例包括： 實施例1 (1) 原料準備：稱取丙烯酸單體50份，包括質(zhì)量比例為2:1:1:1的丙烯酸、甲基丙烯酸 甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯；乳化劑10份；碳酸氫鈉5份；去離子水100份； 引發(fā)劑二月桂酸二丁基錫10份；氨水10份；納米二氧化硅20份；水溶性多異氰酸酯100 份；擴鏈劑5份，包括以1:1質(zhì)量比例混合的三乙胺和1，4-丁二醇的混合物；固化劑三羥甲 基丙燒10份； (2) 制備主劑：將步驟（1)中稱取的乳化劑、碳酸氫鈉、去離子水、納米二氧化硅和丙烯 酸單體加入到反應(yīng)器中，攪拌溶解，使混合均勻；然后將混合液升溫至70°C，分5批次加入 引發(fā)劑并以50轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻，每批次添加間隔為20min，待引發(fā)劑加入量為80% 時，升溫至90°C，加入剩余引發(fā)劑，保溫攪拌反應(yīng)3h，再降至室溫，加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH 值為7. 5,混合攪拌均勻，得到所述主劑； (3) 制備輔劑：將水溶性多異氰酸酯、擴鏈劑和固化劑按配方量攪拌混合均勻即可； (4) 制備耐水高強度高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑：將步驟（2)中制備的主劑和步驟（3)中制 備的輔劑按質(zhì)量比1:1的配比混合均勻，升溫至60°C，以200轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)2h， 得到所述耐水高強高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑。
[0014] 實施例2 (1) 原料準備：稱取丙烯酸單體60份，包括質(zhì)量比例為2:1:1:1的丙烯酸、甲基丙烯酸 甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯；乳化劑15份；碳酸氫鈉10份；去離子水150份； 引發(fā)劑二月桂酸二丁基錫20份；氨水20份；納米二氧化硅30份；水溶性多異氰酸酯100 份；擴鏈劑8份，包括以1:1質(zhì)量比例混合的三乙胺和1，4-丁二醇的混合物；固化劑三羥甲 基丙烷15份； (2) 制備主劑：將步驟（1)中稱取的乳化劑、碳酸氫鈉、去離子水、納米二氧化硅和丙烯 酸單體加入到反應(yīng)器中，攪拌溶解，使混合均勻；然后將混合液升溫至80°C，分5批次加入 引發(fā)劑并以50轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻，每批次添加間隔為30min，待引發(fā)劑加入量為80% 時，升溫至95°C，加入剩余引發(fā)劑，保溫攪拌反應(yīng)2h，再降至室溫，加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH 值為7. 5,混合攪拌均勻，得到所述主劑； (3) 制備輔劑：將水溶性多異氰酸酯、擴鏈劑和固化劑按配方量攪拌混合均勻即可； (4) 制備耐水高強度高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑：將步驟（2)中制備的主劑和步驟（3)中制 備的輔劑按質(zhì)量比2:1的配比混合均勻，升溫至60?80°C，以300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng) lh，得到所述耐水高強高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑。
[0015] 以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種耐水高強度高粘結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏劑，其特征在于，包括主劑和輔劑，所述 主劑包括以下重量份組分：丙烯酸單體50?60份、乳化劑10?15份、碳酸氫鈉5?10份、 去離子水1〇〇?150份、引發(fā)劑10?20份、氨水10?20份、納米二氧化硅20?30份；所 述輔劑包括如下重量份組分：水溶性多異氰酸酯100份、擴鏈劑5?8份、固化劑10?15 份；所述主劑和所述輔劑的質(zhì)量配比為1?2:1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐水高強度高粘結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所 述丙烯酸單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐水高強度高粘結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所 述丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯的質(zhì)量比例為2:1:1: 1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐水高強度高粘結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏劑，其特征在于，所 述引發(fā)劑為二月桂酸二丁基錫；所述擴鏈劑為三乙胺和1，4-丁二醇的混合物；所述固化劑 為三羥甲基丙烷。
5. -種如權(quán)利要求1所述的耐水高強度高粘結(jié)性雙組份聚氨酯膠黏劑制備方法，其特 征在于，包括如下步驟： (1) 原料準備：按配方稱取上述各原料備用； (2) 制備主劑：將步驟（1)中稱取的乳化劑、碳酸氫鈉、去離子水、納米二氧化硅和丙烯 酸單體加入到反應(yīng)器中，攪拌溶解，使混合均勻；然后將混合液升溫至70?80°C，分批次加 入引發(fā)劑并攪拌均勻，待引發(fā)劑加入量為80%時，升溫至90?95°C，加入剩余引發(fā)劑，保溫 攪拌反應(yīng)2?3h，再降至室溫，加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值為7. 5,混合攪拌均勻，得到所述 主劑； (3) 制備輔劑：將水溶性多異氰酸酯、擴鏈劑和固化劑按配方量攪拌混合均勻即可； (4) 制備耐水高強度高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑：將步驟（2)中制備的主劑和步驟（3)中制 備的輔劑按質(zhì)量比1?2:1的配比混合均勻，升溫至60?80°C，以200?300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn) 速攪拌反應(yīng)1?2h，得到所述耐水高強高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐水高強度高粘結(jié)性聚氨酯膠黏劑制備方法，其特征在于， 所述步驟（2)中，所述引發(fā)劑分5批次加入，每批次添加間隔為20?30min，添加攪拌轉(zhuǎn)速 為 50 轉(zhuǎn) /min。
【文檔編號】C08F220/06GK104152097SQ201410259261
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】施兆武 申請人:太倉市金錨化工有限公司