耐水高强度高粘结性双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐水高强度高粘结性双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法，所述胶黏剂包括质量配比为1～2∶1的主剂和辅剂，所述主剂包括丙烯酸单体、乳化剂、碳酸氢钠、去离子水、引发剂、氨水和纳米二氧化硅；所述辅剂包括水溶性多异氰酸酯、扩链剂和固化剂；所述制备方法包括如下步骤：（1）原料准备；（2）制备主剂；（3）制备辅剂；（4）制备耐水高强度高粘结性聚氨酯胶黏剂。本发明的制备方法，操作简便，容易实现，其通过合成纳米二氧化硅补强的聚丙烯酸酯乳液，提高了胶黏结的剪切强度、耐水性和粘结性能，所制备的双组份水性聚氨酯胶黏剂具有优异的力学综合性能、良好的耐水性、热稳定性和粘结强度，其综合性能优异，应用前景广阔。
【专利说明】耐水高强度高粘结性双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及胶黏剂领域，特别是涉及一种耐水高强度高粘结性双组份聚氨酯胶黏 剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯胶黏剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团或异氰酸酯基的胶黏剂，因具 有优异的粘结性能以及良好的柔韧性、耐冲击性、耐溶剂性、耐磨性、曲挠性和耐低温性能 等而广泛应用于复合薄膜、制鞋、皮革、织物、汽车、木材、土木建筑等工业部门及民用领域。
[0003] 目前聚氨酯胶黏剂有溶剂型聚氨酯胶黏剂和水性聚氨酯胶黏剂两种，前者一般以 丙酮、丁酮、甲苯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺等挥发性有机溶剂作为溶剂，具有毒性、易燃、易 爆和易挥发等缺点，污染环境，并且严重危害人体健康；水性聚氨酯胶黏剂以水代替有机溶 剂作为分散介质，体系中不含或含有微量的有机溶剂，具有无毒、不燃、气味小、节能环保、 操作方便等优点，但是此种胶黏剂的耐水性较差、干燥速度慢、热稳定性和粘结强度差，而 且，其剪切强度较低，影响其使用性能。
【发明内容】
[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种耐水高强度高粘结性双组份聚氨酯胶黏 剂及其制备方法，能够解决现有聚氨酯胶黏剂存在的上述缺点。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种耐水高强度高粘 结性双组份聚氨酯胶黏剂，包括主剂和辅剂，所述主剂包括以下重量份组分：丙烯酸单体 50?60份、乳化剂10?15份、碳酸氢钠5?10份、去离子水100?150份、引发剂10? 20份、氨水10?20份、纳米二氧化硅20?30份；所述辅剂包括如下重量份组分：水溶性 多异氰酸酯100份、扩链剂5?8份、固化剂10?15份；所述主剂和所述辅剂的质量配比 为1?2:1。
[0006] 在本发明一个较佳实施例中，所述丙烯酸单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯。
[0007] 在本发明一个较佳实施例中，所述丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲 基丙烯酸丁酯的质量比例为2:1:1:1。
[0008] 在本发明一个较佳实施例中，所述引发剂为二月桂酸二丁基锡；所述扩链剂为三 乙胺和1，4-丁二醇的混合物；所述固化剂为三羟甲基丙烷。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种耐水高强度高 粘结性聚氨酯胶黏剂制备方法，包括如下步骤： (1) 原料准备：按配方称取上述各原料备用； (2) 制备主剂：将步骤（1)中称取的乳化剂、碳酸氢钠、去离子水、纳米二氧化硅和丙烯 酸单体加入到反应器中，搅拌溶解，使混合均匀；然后将混合液升温至70?80°C，分批次加 入引发剂并搅拌均匀，待引发剂加入量为80%时，升温至90?95°C，加入剩余引发剂，保温 搅拌反应2?3h，再降至室温，加入氨水调节溶液的pH值为7. 5,混合搅拌均匀，得到所述 主剂； (3) 制备辅剂：将水溶性多异氰酸酯、扩链剂和固化剂按配方量搅拌混合均匀即可； (4) 制备耐水高强度高粘结性聚氨酯胶黏剂：将步骤（2)中制备的主剂和步骤（3)中制 备的辅剂按质量比1?2:1的配比混合均匀，升温至60?80°C，以200?300转/min的转 速搅拌反应1?2h，得到所述耐水高强高粘结性聚氨酯胶黏剂。
[0010] 在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（2)中，所述引发剂分5批次加入，每批次 添加间隔为20?30min，添加搅拌转速为50转/min。 toon] 本发明的有益效果是：本发明一种耐水高强度高粘结性聚氨酯胶黏剂的制备方 法，操作简便，容易实现，其通过合成纳米二氧化硅补强的聚丙烯酸酯乳液，提高了胶黏结 的剪切强度、耐水性和粘结性能，所制备的双组份水性聚氨酯胶黏剂具有优异的力学综合 性能、良好的耐水性、热稳定性和粘结强度，其综合性能优异，应用前景广阔。
【具体实施方式】
[0012] 下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被 本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0013] 本发明实施例包括： 实施例1 (1) 原料准备：称取丙烯酸单体50份，包括质量比例为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；乳化剂10份；碳酸氢钠5份；去离子水100份； 引发剂二月桂酸二丁基锡10份；氨水10份；纳米二氧化硅20份；水溶性多异氰酸酯100 份；扩链剂5份，包括以1:1质量比例混合的三乙胺和1，4-丁二醇的混合物；固化剂三羟甲 基丙烧10份； (2) 制备主剂：将步骤（1)中称取的乳化剂、碳酸氢钠、去离子水、纳米二氧化硅和丙烯 酸单体加入到反应器中，搅拌溶解，使混合均匀；然后将混合液升温至70°C，分5批次加入 引发剂并以50转/min的转速搅拌均匀，每批次添加间隔为20min，待引发剂加入量为80% 时，升温至90°C，加入剩余引发剂，保温搅拌反应3h，再降至室温，加入氨水调节溶液的pH 值为7. 5,混合搅拌均匀，得到所述主剂； (3) 制备辅剂：将水溶性多异氰酸酯、扩链剂和固化剂按配方量搅拌混合均匀即可； (4) 制备耐水高强度高粘结性聚氨酯胶黏剂：将步骤（2)中制备的主剂和步骤（3)中制 备的辅剂按质量比1:1的配比混合均匀，升温至60°C，以200转/min的转速搅拌反应2h， 得到所述耐水高强高粘结性聚氨酯胶黏剂。
[0014] 实施例2 (1) 原料准备：称取丙烯酸单体60份，包括质量比例为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；乳化剂15份；碳酸氢钠10份；去离子水150份； 引发剂二月桂酸二丁基锡20份；氨水20份；纳米二氧化硅30份；水溶性多异氰酸酯100 份；扩链剂8份，包括以1:1质量比例混合的三乙胺和1，4-丁二醇的混合物；固化剂三羟甲 基丙烷15份； (2) 制备主剂：将步骤（1)中称取的乳化剂、碳酸氢钠、去离子水、纳米二氧化硅和丙烯 酸单体加入到反应器中，搅拌溶解，使混合均匀；然后将混合液升温至80°C，分5批次加入 引发剂并以50转/min的转速搅拌均匀，每批次添加间隔为30min，待引发剂加入量为80% 时，升温至95°C，加入剩余引发剂，保温搅拌反应2h，再降至室温，加入氨水调节溶液的pH 值为7. 5,混合搅拌均匀，得到所述主剂； (3) 制备辅剂：将水溶性多异氰酸酯、扩链剂和固化剂按配方量搅拌混合均匀即可； (4) 制备耐水高强度高粘结性聚氨酯胶黏剂：将步骤（2)中制备的主剂和步骤（3)中制 备的辅剂按质量比2:1的配比混合均匀，升温至60?80°C，以300转/min的转速搅拌反应 lh，得到所述耐水高强高粘结性聚氨酯胶黏剂。
[0015] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领 域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1. 一种耐水高强度高粘结性双组份聚氨酯胶黏剂，其特征在于，包括主剂和辅剂，所述 主剂包括以下重量份组分：丙烯酸单体50?60份、乳化剂10?15份、碳酸氢钠5?10份、 去离子水1〇〇?150份、引发剂10?20份、氨水10?20份、纳米二氧化硅20?30份；所 述辅剂包括如下重量份组分：水溶性多异氰酸酯100份、扩链剂5?8份、固化剂10?15 份；所述主剂和所述辅剂的质量配比为1?2:1。
2. 根据权利要求1所述的耐水高强度高粘结性双组份聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所 述丙烯酸单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯。
3. 根据权利要求2所述的耐水高强度高粘结性双组份聚氨酯胶黏剂，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质量比例为2:1:1: 1。
4. 根据权利要求1所述的耐水高强度高粘结性双组份聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所 述引发剂为二月桂酸二丁基锡；所述扩链剂为三乙胺和1，4-丁二醇的混合物；所述固化剂 为三羟甲基丙烷。
5. -种如权利要求1所述的耐水高强度高粘结性双组份聚氨酯胶黏剂制备方法，其特 征在于，包括如下步骤： (1) 原料准备：按配方称取上述各原料备用； (2) 制备主剂：将步骤（1)中称取的乳化剂、碳酸氢钠、去离子水、纳米二氧化硅和丙烯 酸单体加入到反应器中，搅拌溶解，使混合均匀；然后将混合液升温至70?80°C，分批次加 入引发剂并搅拌均匀，待引发剂加入量为80%时，升温至90?95°C，加入剩余引发剂，保温 搅拌反应2?3h，再降至室温，加入氨水调节溶液的pH值为7. 5,混合搅拌均匀，得到所述 主剂； (3) 制备辅剂：将水溶性多异氰酸酯、扩链剂和固化剂按配方量搅拌混合均匀即可； (4) 制备耐水高强度高粘结性聚氨酯胶黏剂：将步骤（2)中制备的主剂和步骤（3)中制 备的辅剂按质量比1?2:1的配比混合均匀，升温至60?80°C，以200?300转/min的转 速搅拌反应1?2h，得到所述耐水高强高粘结性聚氨酯胶黏剂。
6. 根据权利要求5所述的耐水高强度高粘结性聚氨酯胶黏剂制备方法，其特征在于， 所述步骤（2)中，所述引发剂分5批次加入，每批次添加间隔为20?30min，添加搅拌转速 为 50 转 /min。
【文档编号】C08F220/06GK104152097SQ201410259261
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】施兆武 申请人:太仓市金锚化工有限公司