一種雙組分聚氨酯膠粘劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于聚氨酯膠粘劑領(lǐng)域，涉及木工行業(yè)包覆用膠，特別涉及一種雙組分聚 氨酯膠粘劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氨酯膠粘劑是指在分子鏈中含有氨基甲酸酯基團(tuán)（一NHCOO-）或異氰酸酯基 (一NCO)的膠粘劑，故聚氨酯膠粘劑表現(xiàn)出高度的活性與極性，與含有活潑氫的基材，如泡 沫、塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料，以及金屬、玻璃、橡膠、塑料等表面光潔 的材料都有優(yōu)良的化學(xué)粘接力。
[0003]目前木工包覆用膠主要有單組分的聚氨酯膠粘劑和雙組分的聚氨酯膠粘劑，用于 粘接PVC膜與塑鋼、PVC膜與密度板、PVC膜與木塑等基材。單組分聚氨酯膠粘劑以HDI、 IPDI為原材料，制備得到的膠粘劑具有無(wú)需配膠，操作方法簡(jiǎn)單，粘接強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但存 在后期耐熱性差（超過50°C就會(huì)發(fā)生反彈），氣味大（需要添加環(huán)己酮等對(duì)PVC膜具有腐蝕 性作用的溶劑來提高粘接強(qiáng)度）等不足。雙組分聚氨酯膠粘劑以純MDI為原材料、添加酚 醛樹脂（提高初期粘接強(qiáng)度）、粗MDI為固化劑制備得到，具有初期粘接性能和最終粘接性 能好，后期耐熱性能好（80°C條件下不反彈）等優(yōu)勢(shì)，但存在制備得到的膠水具有顏色（酚 醛樹脂的顏色），后期使用過程中會(huì)出現(xiàn)變色，影響木工產(chǎn)品后期的光澤度等不足。而且，單 組分聚氨酯膠粘劑使用的原材料HDI、IPDI價(jià)格昂貴，雙組分聚氨酯膠粘劑使用增粘樹脂， 后期制備得到的產(chǎn)品固含量高為32% -35%，成本較高。
[0004]目前市場(chǎng)急需一種粘接性能好、后期耐熱性好、無(wú)色、氣味較低的聚氨酯膠粘劑來 彌補(bǔ)現(xiàn)有木工用膠的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙組分聚氨酯膠 粘劑，該雙組分聚氨酯膠粘劑粘接性能好，初期粘接強(qiáng)度和最終粘接強(qiáng)度均強(qiáng)，耐熱性能 好，80°C條件下不反彈，無(wú)色，氣味低，并且由組分A與組分B復(fù)配，成本低。
[0006] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種雙組分聚氨酯膠粘劑的制備方法，該方法適用于 工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0008] 雙組分聚氨酯膠粘劑，由組分A與含端異氰酸酯基的聚氨酯組分B復(fù)配，所述組分 A是由聚酯多元醇與二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)及配合助劑合成的聚氨酯。
[0009]二苯基甲燒二異氛酸醋（MethylenediphenylDiisocyanate)簡(jiǎn)稱MDI，分為純 MDI和粗MDI。純MDI常溫下為白色固體，加熱時(shí)有刺激臭味，沸點(diǎn)196°C，主要用于聚氨酯 硬泡沫塑料、合成纖維、合成橡膠、合成革、粘合劑等。根據(jù)其成分，純二苯基甲烷二異氰酸 酯也屬含氮基的有機(jī)化合物。
[0010] 進(jìn)一步，所述的雙組分聚氨酯膠粘劑，所述組分B的重量為組分A重量的5-10%。
[0011] 進(jìn)一步，所述的雙組分聚氨酯膠粘劑，所述聚酯多元醇為官能度為2或3、分子量 為500-6000聚酯多元醇。
[0012] 進(jìn)一步，所述的雙組分聚氨酯膠粘劑，所述聚酯多元醇選自聚己二酸己二醇酯二 醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇和聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇 中的一種或多種。
[0013] 進(jìn)一步，所述的雙組分聚氨酯膠粘劑，所述組分A粘度為3500-7500mPa.s/25°C， 組分B粘度為 3500-7500mPa.s/25°C。
[0014] 進(jìn)一步，所述的雙組分聚氨酯膠粘劑，所述含端異氰酸酯基的聚氨酯組分B由聚 酯多元醇和/或聚醚多元醇、異氰酸酯、環(huán)氧樹脂及配合助劑合成。
[0015] 進(jìn)一步，所述的雙組分聚氨酯膠粘劑，所述聚醚多元醇為官能度為2或3、分子量 為500-6000的聚醚多元醇；所述聚酯多元醇為官能度為2或3、分子量為500-6000聚酯多 元醇。
[0016] 更進(jìn)一步，所述的雙組分聚氨酯膠粘劑，所述異氰酸酯為多苯基多亞甲基多異氰 酸酯（PAPI)、2, 4-甲苯二異氰酸酯（TDI)、2, 4' -二苯基甲烷二異氰酸酯（2, 4' -MDI)、六亞 甲基二異氰酸酯（HDI)、二亞甲基苯二異氰酸酯（XDI)、碳化二亞胺-脲酮亞胺改性MDI(液 化MDI)、3_異氰酸酯基亞甲基-3, 5, 5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯（異氟爾酮二異氰酸酯， 1^)1)和4,4'-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯（腫01)中的一種或幾種。
[0017] 作為優(yōu)選的，所述異氰酸酯為多苯基多亞甲基多異氰酸酯（PAPI)與2,4_甲苯二 異氰酸酯（TDI)的混合物，或多苯基多亞甲基多異氰酸酯（PAPI)與六亞甲基二異氰酸酯 (HDI)的混合物，或多苯基多亞甲基多異氰酸酯（PAPI)與3-異氰酸酯基亞甲基-3, 5, 5-三 甲基環(huán)己基異氰酸酯（iroi)的混合物；或多苯基多亞甲基多異氰酸酯（PAPI)與2, 4'-二 苯基甲烷二異氰酸酯（2, 4'-MDI)的混合物。
[0018] 進(jìn)一步，所述環(huán)氧樹脂選自環(huán)氧值為0. 11-0. 56環(huán)氧樹脂中的一種或多種。
[0019] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，例如包含E-44 (環(huán)氧值：0. 41-0. 47)、 E_51(環(huán)氧值：0. 48-0. 54)、E-14(環(huán)氧值：0. 11-0. 18)和E-55(環(huán)氧值：0. 54-0. 56)中的 一種或幾種。
[0020] 進(jìn)一步，所述的雙組分聚氨酯膠粘劑，組分A和組分B分別獨(dú)立包裝。
[0021] 進(jìn)一步，所述的雙組分聚氨酯膠粘劑，所述配合助劑為擴(kuò)鏈劑、催化劑、稀釋劑、除 水劑和偶聯(lián)劑中的一種或多種。所述擴(kuò)鏈劑、催化劑、稀釋劑、除水劑和偶聯(lián)劑為膠粘劑領(lǐng) 域常用的試劑，如所述的擴(kuò)鏈劑為乙二醇、1，4- 丁二醇、己二醇、新戊二醇、一縮二乙二醇、 三羥甲基丙烷、甘油和三羥甲基乙烷和聚醚三醇等中的一種或多種；催化劑為二月桂酸二 丁基錫、辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫、二（十二烷基硫）二丁基錫中、雙嗎啉基二乙基醚、 N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、三乙烯二胺和N-甲基咪唑中的一種或多種；稀釋劑為二甲苯、 二氯甲烷、環(huán)己烷、正己烷、醋酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸異丙酯、碳酸二甲酯和醋酸丁酯中 的一種或多種；除水劑為原甲酸三乙酯、對(duì)甲基苯磺酰異氰酸酯等的一種或多種；偶聯(lián)劑 為硅烷偶聯(lián)劑，例如包含y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560)、y(甲基丙烯酰 氧）_丙基三甲氧基硅烷（KH-570)、3, 3, 4-三（二辛基磷酰氧基）鈦酸異丙酯和3, 3, 10-三 (二辛基磷酰氧基）鈦酸乙二酯中的一種或多種。
[0022] 在本發(fā)明中，所述組分A的一個(gè)具體方案為：
[0023] 所述組分A按重量份計(jì)由以下組分合成：
[0024] 聚酯多元醇50-70份；
[0025] 二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI) 10-15份；
[0026] 擴(kuò)鏈劑 1. 5-2. 5 份；
[0027]催化劑0? 01-0. 1份；
[0028] 稀釋劑 280-400 份；
[0029] 在本發(fā)明中，所述組分B的一個(gè)具體方案為：
[0030] 所述組分B按重量份計(jì)由以下組分合成：
[0031] 聚酯多元醇和/或聚醚多元醇30-70份；
[0032] 異氰酸酯15-40份；
[0033] 環(huán)氧樹脂5-10份；
[0034] 擴(kuò)鏈劑2-10份；
[0035]催化劑0? 01-0. 1份；
[0036]稀釋劑100-250份；
[0037] 除水劑0? 5-5份；
[0038] 偶聯(lián)劑1-10份。
[0039] 本發(fā)明進(jìn)一步還提供了所述的雙組分聚氨酯膠粘劑的制備方法，包括如下的步 驟：
[0040] (1)組分A的制備
[0041] 將聚酯多元醇投入反應(yīng)釜中，升溫至110-130 °C，真空脫水l_3h，冷卻至 70-80°C，加入二苯基甲烷二異氰酸酯，在80°C±5°C條件下預(yù)聚l_2h，降溫至60-70°C，加 入擴(kuò)鏈劑，在70°C±5°C條件下反應(yīng)1-1. 5h，再加入有機(jī)錫類催化劑，繼續(xù)反應(yīng)2h-3h，冷卻 至30-40°C，加入稀釋劑調(diào)整粘度在3500-7500mPa.s/25°C即得；
[0042] (2)組分B的制備
[0043] 將聚酯多元醇和/或聚醚多元醇投入反應(yīng)釜中，升溫至110_130°C，真空脫水 1- 3h，冷卻至70-80°C，加入異氰酸酯和環(huán)氧樹脂，在80°C±5°C條件下預(yù)聚l_2h，降溫至 60-70°C，加入擴(kuò)鏈劑，在70°C±5°C條件下反應(yīng)1-1. 5h，再加入有機(jī)錫類催化劑，繼續(xù)反應(yīng) 2- 3h，冷卻至30-40°C，加入稀釋劑調(diào)整粘度在100-400mPa.s/25°C，最后加入除水劑、偶聯(lián) 劑、催化劑攪拌均勻即可。
[0044] 本發(fā)明的有益效果：
[0045] (1)本發(fā)明的雙組份膠粘劑具有粘接性能好（初期粘接性能和最終粘接性能），耐 熱性能好（80°C條件下不反彈）；（2)本發(fā)明的雙組份膠粘劑不添加任何的增粘樹脂，無(wú)色 透明，后期不存在變色和影響制品光澤度的風(fēng)險(xiǎn)；（3)本發(fā)明的雙組份膠粘劑使用的是純 MDI、傳統(tǒng)型的聚酯和聚醚多元醇，原材料價(jià)格便宜，具有成本低的優(yōu)勢(shì)；(4)本發(fā)明的雙組 份膠粘劑氣味低，后期不影響制品的氣味。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 以下將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。優(yōu)選實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí) 驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件。以下實(shí)施例中所用的試劑均來自商業(yè)購(gòu)買。
[0047] 下述實(shí)施例中所用的部分試劑：
[0048] 多苯基多亞甲基多異氰酸酯（PAPI);
[0049] 六亞甲基二異氰酸酯（HDI);
[0050] 碳化二亞胺-脲酮亞胺改性MDI(液化MDI);
[0051] 3-異氰酸酯基亞甲基-3, 5, 5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯（iroi);
[0052] 二苯基甲烷二異氰酸酯MDI;
[0053]聚醚多元醇GE-210、GE-330N;
[0054]聚己二酸-1，4-1，4- 丁二醇酯PBA1000、2000、3000;
[0055] 1，4- 丁二醇（BDO);
[0056]乙二醇（EG);
[0057] 環(huán)氧樹脂E-44、E-51、E-55;
[0058] 硅烷偶聯(lián)劑KH-550、KH-560、KH-792 ;
[0059] 第一部分組分A的制備
[0060] 實(shí)施例1組分A的制備
[0061] 組分A按重量份由以下成分制備而成：
[0062] 聚酯多元醇：PBA(2000分子量））：750g;
[0063] 二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI) :145g;
[0064]擴(kuò)鏈劑：BDO:18g;
[0065] 催化劑：辛酸亞錫0?5g;
[0066] 稀釋劑：乙酯1300g，碳酸二甲酯1300g，二氯甲烷450g，二甲苯602g;
[0067] 將聚酯多元醇投入反應(yīng)釜中，升溫至110_130°C，真空脫水l_3h，冷卻至70_80°C， 加入二苯基甲烷二異氰酸酯，在80°C±5 °C條件下預(yù)聚l_2h，降溫至60-70 °C，加入擴(kuò)鏈 劑，在70°C±5°C條件下反應(yīng)1-1. 5h，再加入有機(jī)錫類催化劑，繼續(xù)反應(yīng)2h-3h，冷卻至 30-40°C，加入稀釋劑調(diào)整粘度在3500-4500mPa.s/25°C即得。
[0068] 實(shí)施例2組分A的制備
[0069] 組分A按重量份由以下成分制備而成：
[0070] 聚酯多元醇：PBA(3000分子量））：750g;
[0071] 二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI) :135g;
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