本发明属于精细高分子材料
技术领域：
，尤其涉及一种高固含量聚氨酯改性eva复合乳液及其制备方法。
背景技术：
：聚氨酯乳液和eva乳液都是广泛应用于木材、密度板、刨花板与pet、pvc薄膜粘接的粘合剂，目前以复配为主。而市售的水性聚氨酯改性eva粘合剂固含量在40-53%之间，干燥速度慢，粘接力低，在替代溶剂型胶黏剂时还是不足，实验证明水性粘合剂固含量达到60%以上可以与溶剂型相匹敌，因此对于要求快速工作以及优异的初粘力，高固含聚氨酯改性eva复合乳液的需求更为明显。此外，随着人类对环境保护和安全要求的不断提升以及对粘接持久性要求，对高固含量的聚氨酯改性eva复合乳液的研究与开发已成为重要研究方向。技术实现要素：为了解决上述现有技术中的不足，本发明的目的之一在于提供一种高固含量聚氨酯改性eva复合乳液，该eva复合乳液固含量可达到60%以上，干燥速度快，粘接力高，能够替代溶剂型胶黏剂使用，不污染环境。本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种高固含量聚氨酯改性eva复合乳液，按照重量份数计，主要由如下原料制成：多异氰酸酯30-50份，聚醚多元醇5-15份，环己基二醇5-10份，聚酯多元醇100-140份，有机铋催化剂0.05-0.1份，第一扩链剂2-5份，第二扩链剂2-4份，三乙胺2-5份，水110-130份，eva乳液120-140份。作为优选，所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯和四甲基苯二甲基二异氰酸酯中的一种或几种按任意比的组合。作为优选，所述聚醚多元醇为磺酸盐型聚醚多元醇或羧酸盐型聚醚多元醇。作为优选，所述聚醚多元醇为数均分子量为400-1000的聚醚二元醇。作为优选，所述聚酯多元醇为分子量为2000-3000的聚酯二元醇。作为优选，所述聚酯二元醇为聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇中的一种或几种以任意比例混合。作为优选，所述有机铋催化剂为borchikat315、borchikat320、borchikat24、borchikat0243中的一种或几种按任意比的组合。作为优选，所述第一扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。作为优选，所述第二扩链剂为乙二胺基乙磺酸钠、1,3一苯二胺-4,6一二磺酸、二胺基丁磺酸、二胺基苯磺酸盐中的任意一种。作为优选，所述eva乳液的浓度为60%-72%。作为优选，所述eva乳液为vinnapas7200、vinnapas465、vinnapas426、vinnapas760、vinnapasep8010中的任意一种。本发明另一目的是提供了一种高固含量聚氨酯改性eva复合乳液的制备方法，该制备方法操作简单，制备出来的eva复合乳液固含量可达到60%以上，干燥速度快，粘接力高，可代替溶剂型胶黏剂使用，对环境污染小。具体技术方案为：一种高固含量聚氨酯改性eva复合乳液的制备方法，包括如下步骤：1）将聚酯多元醇、聚醚多元醇和环己基二醇加入到反应器中，加热至90℃-150℃，当反应器中的物质全部溶化后，将反应器放在真空度小于1.1kpa的环境下脱水0.5h-2h，然后将反应器内温度降至70℃-80℃后加入多异氰酸酯和有机铋催化剂，然后在75℃-85℃下反应1.5h-4h，得到预聚物。2）将步骤1）得到的预聚物降温至50℃-55℃，向降温后的预聚物中加入第一扩链剂，反应15min-35min，得到中间物质a，将中间物质a降温至室温，向降至室温的中间物质a中加入第二扩链剂和三乙胺，反应15min-30min得到中间物质b，向中间物质b中加入水，乳化分散15min-40min，得初品聚氨酯乳液。3）向步骤2）得到的初品聚氨酯乳液中加入eva乳液，搅拌均匀即得高固含量聚氨酯改性eva复合乳液。采用一定量的聚酯多元醇、聚醚多元醇、多异氰酸酯、环己基二醇、羧酸盐扩链剂、磺酸盐扩链剂和eva乳液，并通过本发明的方法采用大分子量的亲水聚醚扩链剂得到聚氨酯预聚物，再进行小分子混合扩链处理，同时复配eva乳液，最终制备的高固含量聚氨酯改性eva复合乳液在具有高固含量的同时，能够保持很低的粘度，这使得胶液的触变性极大改善，并可以使产品的生产控制更为简便，更好地保证了产品性能的稳定性，更重要的是该复合乳液耐热性优异，粘结强度高，力学性能优越；该复合乳液可用于pvc、pu、eva、tpr、pet、木材等的粘接，尤其适合pet、pvc内饰的真空吸塑贴合。与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明提供的高固含量聚氨酯改性eva复合乳液，通过优化聚酯多元醇与亲水聚醚多元醇的配比得到高固含量的聚氨酯乳液，同时改性高固含量的eva乳液，能够保持很低的粘度，这使得胶液的触变性极大改善，该复合乳液耐热性优异，粘结强度高，力学性能优越，可用于pvc、pu、eva、tpr、pet、木材等的粘接，尤其适合pet、pvc内饰的真空吸塑贴合，能够匹敌溶剂型胶黏剂的同时，对环境污染小，更为环保；2、本发明提供的高固含量聚氨酯改性eva复合乳液的制备方法，操作简单，按照该方法制备的高固含量聚氨酯改性eva复合乳液耐热性优异，粘结强度高，力学性能优越。具体实施方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1在带有搅拌器、温度计、冷却器和氮气密封管的反应器中，加入100g聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、5g环己基二醇、5g聚醚多元醇于90℃下溶化，在压力0.94kpa下真空脱水0.5h，取样测水分小于0.1%时降温，当温度降至70℃时，加入30.0g异佛尔酮二异氰酸酯和0.05gborchikat24，搅拌均匀，升温到75℃恒温反应1.5h，取样通过液相色谱检测-nco含量(即异氰酸酯封端的含量)超过理论值的95%，结束反应，得到预聚物。将预聚物降温到50℃时，加入2g二羟甲基丙酸，反应15min，降温至室温加2g乙二胺基乙磺酸钠和2g三乙胺，反应15min后加110g水进行乳化分散15min，乳化分散后继续搅拌0.5h，添加120gvinnapas7200乳液，得到高固含量聚氨酯改性eva复合乳液，记为wpue-1。wpue-1的固含量为62.7%，在25℃下粘度580mpa.s。实施例2在带有搅拌器、温度计、冷却器和氮气密封管的反应器中，加入140g聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、10g环己基二醇、15g聚醚多元醇于150℃下溶化，在压力0.93kpa下真空脱水2h，取样测水分小于0.1%时降温，当温度降至80℃时，加入50.0g异佛尔酮二异氰酸酯和0.1gborchikat24，搅拌均匀，升温到85℃恒温反应4h，取样通过液相色谱检测-nco含量(即异氰酸酯封端的含量)超过理论值的95%，结束反应，得到预聚物。将预聚物降温到55℃时，加入5g二羟甲基丙酸，反应35min，降温至室温加4g乙二胺基乙磺酸钠和5g三乙胺，反应40min后加130g水进行乳化分散40min，乳化分散后继续搅拌0.5h，添加140gvinnapas7200乳液，得到高固含量聚氨酯改性eva复合乳液，记为wpue-2。wpue-2的固含量为61.8%，在25℃下粘度570mpa.s。实施例3在带有搅拌器、温度计、冷却器和氮气密封管的反应器中，加入120g聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、7.5g环己基二醇、10g聚醚多元醇于120℃下溶化，在压力0.95kpa下真空脱水1.3h，取样测水分小于0.1%时降温，当温度降至75℃时，加入40g异佛尔酮二异氰酸酯和0.08gborchikat24，搅拌均匀，升温到80℃恒温反应2.3h，取样通过液相色谱检测-nco含量(即异氰酸酯封端的含量)超过理论值的95%，结束反应，得到预聚物。将预聚物降温到52.5℃时，加入3.5g二羟甲基丙酸，反应25min，降温至室温加3g乙二胺基乙磺酸钠和3.5g三乙胺，反应23min后加120g水进行乳化分散28min，乳化分散后继续搅拌0.5h，添加130gvinnapas7200乳液，得到高固含量聚氨酯改性eva复合乳液，记为wpue-3。wpue-3的固含量为63.3%，在25℃下粘度540mpa.s。实施例4在带有搅拌器、温度计、冷却器和氮气密封管的反应器中，加入100g聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、5g环己基二醇、5g聚醚多元醇于90℃下溶化，在压力0.94kpa下真空脱水0.5h，取样测水分小于0.1%时降温，当温度降至70℃时，加入10.0g1,6-己二异氰酸酯、20.0g异佛尔酮二异氰酸酯和0.05gborchikat24，搅拌均匀，升温到75℃恒温反应1.5h，取样通过液相色谱检测-nco含量(即异氰酸酯封端的含量)超过理论值的95%，结束反应，得到预聚物。将预聚物降温到50℃时，加入2g二羟甲基丙酸，反应15min，降温至室温加2g乙二胺基乙磺酸钠和2g三乙胺，反应15min后加110g水进行乳化分散15min，乳化分散后继续搅拌0.5h，添加120gvinnapas7200乳液，得到高固含量聚氨酯改性eva复合乳液，记为wpue-4。wpue-4的固含量为61.8%，在25℃下粘度580mpa.s。实施例5在带有搅拌器、温度计、冷却器和氮气密封管的反应器中，加入100g聚己二酸己二醇酯二醇、5g环己基二醇、5g聚醚多元醇于90℃下溶化，在压力0.94kpa下真空脱水0.5h，取样测水分小于0.1%时降温，当温度降至70℃时，加入30.0g异佛尔酮二异氰酸酯和0.05gborchikat24，搅拌均匀，升温到75℃恒温反应1.5h，取样通过液相色谱检测-nco含量(即异氰酸酯封端的含量)超过理论值的95%，结束反应，得到预聚物。将预聚物降温到50℃时，加入2g二羟甲基丙酸，反应15min，降温至室温加2g乙二胺基乙磺酸钠和2g三乙胺，反应15min后加110g水进行乳化分散15min，乳化分散后继续搅拌0.5h，添加120gvinnapas7200乳液，得到高固含量聚氨酯改性eva复合乳液，记为wpue-5。wpue-5的固含量为61.4%，在25℃下粘度590mpa.s。实施例6在带有搅拌器、温度计、冷却器和氮气密封管的反应器中，加入100g聚己二酸乙二醇酯二醇、5g环己基二醇、5g聚醚多元醇于90℃下溶化，在压力0.94kpa下真空脱水0.5h，取样测水分小于0.1%时降温，当温度降至70℃时，加入30.0g异佛尔酮二异氰酸酯和0.05gborchikat24，搅拌均匀，升温到75℃恒温反应1.5h，取样通过液相色谱检测-nco含量(即异氰酸酯封端的含量)超过理论值的95%，结束反应，得到预聚物。将预聚物降温到50℃时，加入2g二羟甲基丙酸，反应15min，降温至室温加2g乙二胺基乙磺酸钠和2g三乙胺，反应15min后加110g水进行乳化分散15min，乳化分散后继续搅拌0.5h，添加120gvinnapas7200乳液，得到高固含量聚氨酯改性eva复合乳液，记为wpue-6。wpue-6的固含量为62.5%，在25℃下粘度580mpa.s。实施例7在带有搅拌器、温度计、冷却器和氮气密封管的反应器中，加入100g聚己二酸乙二醇酯二醇、5g环己基二醇、5g聚醚多元醇于90℃下溶化，在压力0.94kpa下真空脱水0.5h，取样测水分小于0.1%时降温，当温度降至70℃时，加入10.0g1,6-己二异氰酸酯、20.0g异佛尔酮二异氰酸酯和0.05gborchikat24，搅拌均匀，升温到75℃恒温反应1.5h，取样通过液相色谱检测-nco含量(即异氰酸酯封端的含量)超过理论值的95%，结束反应，得到预聚物。将预聚物降温到50℃时，加入2g二羟甲基丙酸，反应15min，降温至室温加2g乙二胺基乙磺酸钠和2g三乙胺，反应15min后加110g水进行乳化分散15min，乳化分散后继续搅拌0.5h，添加120gvinnapas7200乳液，得到高固含量聚氨酯改性eva复合乳液，记为wpue-7。wpue-7的固含量为61.7%，在25℃下粘度570mpa.s。实施例8在带有搅拌器、温度计、冷却器和氮气密封管的反应器中，加入100g聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇于90℃下溶化，在压力0.94kpa下真空脱水0.5h，取样测水分小于0.1%时降温，当温度降至70℃时，加入30.0g异佛尔酮二异氰酸酯和0.05gdbtdl，搅拌均匀，升温到75℃恒温反应1.5h，取样通过液相色谱检测-nco含量(即异氰酸酯封端的含量)超过理论值的95%，结束反应，得到预聚物。将预聚物降温到50℃时，加入4g二羟甲基丙酸，反应15min，降温至室温加2g三乙胺，反应15min后加180g水进行乳化分散15min，乳化分散后继续搅拌0.5h，得到聚氨酯乳液,记为对照例。对照例的固含量为42.4%，在25℃下粘度880mpa.s。实施例9分别取100g高固含量聚氨酯改性eva复合乳液wpue-1，wpue-2，wpue-3，wpue-4，wpue-5，wpue-6，wpue-7以及对照例使用手工涂胶，取25x200mm的pvc试样，用丙酮擦去表面污物后，将配制的粘胶剂分别涂布于两个被粘面上，均匀涂刷二次。涂布后置于50℃下活化10min，活化后将粘接面互相贴合，然后施加1mpa的均匀压力，时间为15秒，放置一定时间后进行t型剥离试验，试样夹持器的分离速度为100mm/min。实验放入恒温干燥箱24h以是否开胶判断耐热性。实施结果如表一所示。本申请的复合乳液该复合乳液耐热性优异，粘结强度高，力学性能优越。表一：序号复合基材结构t型初始剥离强度（n/25mm）t型最终剥离强度（n/25mm）耐热性（℃）wpue-1pvc/pvc6312082wpue-2pvc/pvc5811579wpue-3pvc/pvc6512584wpue-4pvc/pvc5711678wpue-5pvc/pvc5511074wpue-6pvc/pvc6211780wpue-7pvc/pvc5511476对照例pvc/pvc4510267虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。当前第1页1 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