专利名称：一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及纺织品制造业用的化工产品技术领域，具体涉及一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
背景技术：
市面上纺织品类烫印商品种类繁多，也不乏劣质商品，不耐水洗、图案等附着力不够，耐化学品差，经多次洗涤或较强力的脱洗后，印花容易脱色、脱落等；同时纺织品类商品存在普遍易燃等问题。随着人们生活水平的提高及环保意识的增加，水性聚氨酯胶黏剂相比油性聚氨酯，因其不含有机溶剂，无污染，安全无毒，环保，得到广泛应用。但目前的水性聚氨酯胶黏剂普遍存在耐水性、贴合强度差，耐化学品及耐温性能差等问题，现有的水性PU胶普遍存在耐水、耐碱、耐温性不好，将其贴合衣物等放在洗衣粉、洗衣机中洗涤容易起泡、脱落，一些贴合强度好的胶大多数为油性的，不环保；封闭性固化剂很多用在油性胶中，因其与水不形容或不稳定而无法加入水性中；水性胶普遍是外添加固化剂，制成双组分的，使用操作复杂、难清洗、易浪费。
目前NIKE等很多品牌用的胶黏剂都用油性胶，不环保，影响生产人员的健康。单组分水性聚氨酯是在端羟基聚氨酯预聚体中直接加入封闭剂，中和乳化而制成的，贮存稳定性差，固化速度慢，耐温性也不够等。而随着人们生活质量的提高，需要更加高质美观的商品，水性贴合胶的市场前景广，其在未来鞋业、衣物、家具等方面的应用是十分广泛的。且研究人员对水性聚氨酯胶黏剂在面料贴合用的阻燃功效方面的关注相对比较少。本发明的目的就在于解决现有技术的上述问题。
发明内容
针对上述现有技术不足，本发明的目的在于提供一种环保型阻燃耐水聚氨酯胶粘齐U，同时本发明还提供其制备方法。本发明实现上述目的所采用的技术方案是—种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其由以下重量比的组分制成轻基聚氣酷树脂88% 92% ；NCO封闭型二异氰酸酯-TMP :5. 5% 10% ;十二烷基磺酸钠1. 5% 2. 5% ;磷酸脂类阻燃剂TPP :0. 5% 1.5%。所述的羟基聚氨酯树脂是由以下重量比的组分制成聚酯多元醇(Mn= 1000 2000) :79% 82% ;聚己内酯多元醇(Mn= 1000 2000) :12. 5% 16% ;脂肪族二异氰酸酯3 % 6 %。所述的聚酯多元醇(Mn = 1000 2000)由二元羧酸与二元醇缩聚制成；其中所述的二元羧酸为己二酸、丁二酸、壬二酸中的一种或几种；所述的二元醇为1，4_ 丁二醇、1，6-己二醇、乙二醇中的一种或几种。所述的脂肪族二异氰酸酯为1，6_己二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP是由以下重量比组分制成三羟甲基丙烷TMP :8% 10% ;脂肪族二异氰酸酯50 % 55 % ;丙酮30% 40%;酮肟类封闭剂15% 22% ; 其中所述的脂肪族二异氰酸酯为1，6_己二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)中的一种或两种；酮肟类封闭剂为丁酮肟或丙酮肟中的一种或两种。一种所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂的制备方法，其包括以下步骤(I)称重按重量比称取下列物质轻基聚氣酷树脂88% 92% ；NCO封闭型二异氰酸酯-TMP :5. 5% 10% ;十二烷基磺酸钠1. 5% 2. 5% ;磷酸脂类阻燃剂TPP :0. 5% 1. 5% ;(2)按重量比量取所述的羟基聚氨酯树脂加成物水分散溶液A ;同时按重量比量取所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP分别加成物水分散溶液B ；(3)按步骤(I)的比重将物水分散溶液A与所述的物水分散溶液B加入到十二烷基磺酸钠与所述的磷酸脂类阻燃剂TPP中去离子水混合，并高速剪切制成阻燃耐水聚氨酯胶黏剂。步骤(I)中所述的羟基聚氨酯树脂制备方法步骤包括(11)按以下重量比称重聚酯多元醇(Mn= 1000 2000) :79% 82% ;聚己内酯多元醇(Mn= 1000 2000) :12. 5% 16% ;脂肪族二异氰酸酯3 % 6 % ;(12)真空搅拌加热将所述步骤(11)中的重量比加入到反应罐中，在真空条件下，加热至110°c并保持恒温脱水lh，然后将温度降低至70°C时，再加入步骤(11)总重量的8% 9. 5%的1，6_己二异氰酸酯(HDI)与步骤(11)总重量的9. 5% 12. 5%异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，并滴加入步骤(11)总重量的0.08% 0. 15%的二月桂酸二丁基锡催化剂；(13)搅拌中和在步骤(12)中反应开始后，根据粘度变化加入步骤(11)中总重量的45 % 50 %的丙酮，反应4小时左右，将温度保持70±2°C搅拌反应至异氰酸酯基(NCO)含量不再变化时；然后将温度降为50°C，加入步骤(11)中总重量的0.9% 1. 2%的三乙胺(TEA)中和成盐；(14)分散乳化在步骤(13)中和成盐后，在高速剪切条件下分散到去离子水中，分散乳化15min，然后加入步骤(11)中总重量的0.9% 1. 2%乙二胺(EDA)扩链60min，然后减压蒸出丙酮得到蓝相白色聚氨酯树脂。
所述步骤(I)中所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP，是由以下重量比的组分制成三羟甲基丙烷TMP :7% 9%I，6-己二异氰酸酯 HD1:40% 48%丙酮28% 33%丁酮肟15 % 22 %。其中还包括如下步骤将按重量比将三羟甲基丙烷TMP、1，6_己二异氰酸酯HDI和量取丙酮比重的40%放入反应罐中，保持70°C温度反应4小时，然后按比重加入丁酮肟于110°C温度反应4小时，再将量取丙酮比重的60%丙酮稀释制得封闭异氰酸酯溶液。其中还包括如下步骤将封闭异氰酸酯溶液加入去离子水中高速剪切分散，蒸出丙酮溶剂，制备得到NCO封闭型异氰酸酯-TMP。本发明的有益效果是1、本发明提供的产品及方法，采用NCO封闭型二异氰酸酯-TMP加成物水分散液，利用其自身解封闭的NCO基团与端羟基预聚体的反应实现固化，形成较强化学键使胶黏剂的粘结力强，耐水性好，耐洗不脱落，耐晒性、耐温性好、耐化学品等特点，大大提高产品的档次。2、本发明的产品及方法，采用单组分胶黏剂形式，使用简单，操作方便，可用于自动生产，减少浪费，本发明的水性胶是单组分的，且在衣物等商品的使用中，能在120 160°C自身发生化学交联反 应，使耐水性耐温性也提高，同时胶粘剂的强度提高，附着力强，极大地改善了现有同类水性胶的不足，极大地改进了对鞋材、面料等的贴合性能。3、本发明的产品可用于贴合各种印花布、帆布、棉布、尼龙布，各种箱包手袋、玩具、制衣、家纺、台布防水布料等，本发明还具有阻燃功效，以不含卤素的磷酸脂类为阻燃齐U，环保，无毒，无环境污染，无voc排放，有利于环境保护和使用生产人员健康。
具体实施例方式实施例1，本发明实施例提供的一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其由以下重量比的组分制成羟基聚氨酯树脂88% 92% ;NCO封闭型二异氰酸酯-TMP :5. 5% 10% ;十二烷基磺酸钠1. 5% 2. 5% ;磷酸脂类阻燃剂TPP :0. 5% 1. 5%。所述的羟基聚氨酯树脂是由以下重量比的组分制成聚酯多元醇(Mn= 1000 2000) :79% 82% ;聚己内酯多元醇(Mn= 1000 2000) :12. 5% 16% ;脂肪族二异氰酸酯3 % 6 %。所述的聚酯多元醇(Mn = 1000 2000)由二元羧酸与二元醇缩聚制成；其中所述的二元羧酸为己二酸、丁二酸、壬二酸中的一种或几种；所述的二元醇为1，4_ 丁二醇、1，6-己二醇、乙二醇中的一种或几种。所述的脂肪族二异氰酸酯为1，6_己二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP是由以下重量比组分制成三羟甲基丙烷TMP :8% 10% ;脂肪族二异氰酸酯50 % 55 % ;丙酮30% 40%;酮月亏类封闭剂15% 22% ；其中所述的脂肪族二异氰酸酯为1，6-己二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)中的一种或两种；酮肟类封闭剂为丁酮肟或丙酮肟中的一种或两种。一种所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂的制备方法，其包括以下步骤(I)称重按重量比称取下列物质轻基聚氣酷树脂88% 92% ；NCO封闭型二异氰酸酯-TMP :5. 5% 10% ;十二烷基磺酸钠1. 5% 2. 5% ;
磷酸脂类阻燃剂TPP :0. 5% 1. 5% ;(2)按重量比量取所述的羟基聚氨酯树脂加成物水分散溶液A ;同时按重量比量取所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP分别加成物水分散溶液B ；(3)按步骤(I)的比重将物水分散溶液A与所述的物水分散溶液B加入到十二烷基磺酸钠与所述的磷酸脂类阻燃剂TPP中去离子水混合，并高速剪切制成阻燃耐水聚氨酯胶黏剂。步骤(I)中所述的羟基聚氨酯树脂制备方法步骤包括(11)按以下重量比称重聚酯多元醇(Mn= 1000 2000) :79% 82% ;聚己内酯多元醇(Mn= 1000 2000) :12. 5% 16% ;脂肪族二异氰酸酯3 % 6 % ;(12)真空搅拌加热将所述步骤(11)中的重量比加入到反应罐中，在真空条件下，加热至110°c并保持恒温脱水lh，然后将温度降低至70°C时，再加入步骤(11)总重量的8% 9. 5%的1，6_己二异氰酸酯(HDI)与步骤(11)总重量的9. 5% 12. 5%异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，并滴加入步骤(11)总重量的0.08% 0. 15%的二月桂酸二丁基锡催化剂；(13)搅拌中和在步骤(12)中反应开始后，根据粘度变化加入步骤(11)中总重量的45 % 50 %的丙酮，反应4小时左右，将温度保持70±2°C搅拌反应至异氰酸酯基(NCO)含量不再变化时；然后将温度降为50°C，加入步骤(11)中总重量的0.9% 1. 2%的三乙胺(TEA)中和成盐；(14)分散乳化在步骤(13)中和成盐后，在高速剪切条件下分散到去离子水中，分散乳化15min，然后加入步骤(11)中总重量的0.9% 1. 2%乙二胺(EDA)扩链60min，然后减压蒸出丙酮得到蓝相白色聚氨酯树脂。所述步骤(I)中所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP，是由以下重量比的组分制成三羟甲基丙烷TMP :7% 9%
1，6-己二异氰酸酯 HD1:40% 48%丙酮28% 33%丁酮肟15% 22%。其中还包括如下步骤将按重量比将三羟甲基丙烷TMP、1，6_己二异氰酸酯HDI和量取丙酮比重的40%放入反应罐中，保持70°C温度反应4小时，然后按比重加入丁酮肟于110°C温度反应4小时，再将量取丙酮比重的60%丙酮稀释制得封闭异氰酸酯溶液。其中还包括如下步骤将封闭异氰酸酯溶液加入去离子水中高速剪切分散，蒸出丙酮溶剂，制备得到NCO封闭型异氰酸酯-TMP。实施例2 :本实施例提供的一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂及制备方法，其与实施例1基本相同，不同之处在于，其由如下重量比的组分制成一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其由以下重量比的组分制成轻基聚氣酷树脂88*% ；NCO封闭型二异氰酸酯-TMP 10% ；十二烷基磺酸钠1. 5% ；磷酸脂类阻燃剂TPP :0. 5%。所述的羟基聚氨酯树脂是由以下重量比的组分制成聚酯多元醇(Mn= 1000 2000) 79% ；聚己内酯多元醇(Mn = 1000 2000) 16% ；脂肪族二异氰酸酯5%。所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP是由以下重量比组分制成三羟甲基丙烷TMP :7% ;脂肪族二异氰酸酯48% ;丙酮28%;酮肟类封闭剂17%。实施例3 :本实施例提供的一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂及制备方法，其与实施例1、2基本相同，不同之处在于，其由如下重量比的组分制成一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其由以下重量比的组分制成轻基聚氣酷树脂90*% ；NCO封闭型二异氰酸酯-TMP 7% ；十_■烧基横酸纳2*% ；磷酸脂类阻燃剂TPP:1 %。所述的羟基聚氨酯树脂是由以下重量比的组分制成聚酯多元醇(Mn= 1000 2000) 82% ；聚己内酯多元醇(Mn= 1000 2000) 12. 5% ；脂肪族二异氰酸酯5. 5%。所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP是由以下重量比组分制成三羟甲基丙烷TMP :9% ;脂肪族二异氰酸酯40% ;丙酮33%;
酮肟类封闭剂18%。实施例4 :本实施例提供的一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂及制备方法，其与实施例1、2、3基本相同，不同之处在于，其由如下重量比的组分制成一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其由以下重量比的组分制成轻基聚氣酷树脂89*% ；NCO封闭型二异氰酸酯-TMP 8% ；十二烷基磺酸钠2. 5% ；磷酸脂类阻燃剂TPP :0. 5%。所述的羟基聚氨酯树脂是由以下重量比的组分制成聚酯多元醇(Mn= 1000 2000) 80% ；
聚己内酯多元醇(Mn = 1000 2000) 14% ；脂肪族二异氰酸酯6 %。所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP是由以下重量比组分制成三羟甲基丙烷TMP :9% ;脂肪族二异氰酸酯41% ;丙酮28%;酮肟类封闭剂22%。实施例5 :本实施例提供的一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂及制备方法，其与实施例1、2、3、4基本相同，不同之处在于，其由如下重量比的组分制成一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其由以下重量比的组分制成羟基聚氨酯树脂91%;NCO封闭型二异氰酸酯-TMP 5. 5% ；十二烷基磺酸钠2% ;磷酸脂类阻燃剂TPP :1. 5%。所述的羟基聚氨酯树脂是由以下重量比的组分制成聚酯多元醇(Mn= 1000 2000) 82% ；聚己内酯多元醇(Mn = 1000 2000) 15% ；脂肪族二异氰酸酯3 %。所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP是由以下重量比组分制成三羟甲基丙烷TMP :8% ;脂肪族二异氰酸酯44% ；丙酮33%；酮肟类封闭剂15%。实施例6 :本实施例提供的一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂及制备方法，其与实施例
1、2、3、4、5基本相同，不同之处在于，其由如下重量比的组分制成一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其由以下重量比的组分制成羟基聚氨酯树脂92%;NCO封闭型二异氰酸酯-TMP 6% ；十二烷基磺酸钠1. 5% ；
磷酸脂类阻燃剂TPP :0. 5%。所述的羟基聚氨酯树脂是由以下重量比的组分制成聚酯多元醇(Mn= 1000 2OOO) 81% ；聚己内酯多元醇(Mn = 1000 2OOO) 13% ；脂肪族二异氰酸酯6 %。所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP是由以下重量比组分制成三羟甲基丙烷TMP :8% ;脂肪族二异氰酸酯45% ；丙酮30%；酮肟类封闭剂17%。1、本发明提供的产品及方法，采用NCO封闭型二异氰酸酯-TMP加成物水分散液，利用其自身解封闭的NCO基团与端羟基预聚体的反应实现固化，形成较强化学键使胶黏剂的粘结力强，耐水性好，耐洗不脱落，耐晒性、耐温性好、耐化学品等特点，大大提高产品的档次。2、本发明的产品及方法，采用单组分胶黏剂形式，使用简单，操作方便，可用于自动生产，减少浪费，本发明的水性胶是单组分的，且在衣物等商品的使用中，能在120 160°C自身发生化学交联反应，使耐水性耐温性也提高，同时胶粘剂的强度提高，附着力强，极大地改善了现有同类 水性胶的不足，极大地改进了对鞋材、面料等的贴合性能。3、本发明的产品可用于贴合各种印花布、帆布、棉布、尼龙布，各种箱包手袋、玩具、制衣、家纺、台布防水布料等，本发明还具有阻燃功效，以不含卤素的磷酸脂类为阻燃齐U，环保，无毒，无环境污染，无VOC排放，有利于环境保护和使用生产人员健康。本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似的结构，而得到的其他的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂及制备方法，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其特征在于，其由以下重量比的组分制成 轻基聚氣酷树脂88*% 92% ； NCO封闭型二异氰酸酯-TMP :5. 5% 10% ; 十二烷基磺酸钠1. 5% 2. 5% ; 磷酸脂类阻燃剂TPP :0. 5% 1. 5%。
2.根据权利要求1所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述的羟基聚氨酯树脂是由以下重量比的组分制成 聚酯多元醇(Mn = 1000 2000) :79% 82% ； 聚己内酯多元醇(Mn = 1000 2000) :12. 5% 16% ； 脂肪族~■异氰ife酷
3.根据权利要求2所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述的聚酯多元醇(Mn=1000 2000)由二元羧酸与二元醇缩聚制成；其中所述的二元羧酸为己二酸、丁二酸、壬二酸中的一种或几种；所述的二元醇为1，4-丁二醇、I，6-己二醇、乙二醇中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述的脂肪族二异氰酸酯为i，6-己二异氰酸酯(HDi)或异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)。
5.根据权利要求1所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP是由以下重量比组分制成 三羟甲基丙烷TMP :8% 10% ; 脂肪族二异氰酸酯50% 55% ; 丙酮30% 40% ； 酮肟类封闭剂15% 22% ; 其中所述的脂肪族二异氰酸酯为1，6_己二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的一种或两种；酮肟类封闭剂为丁酮肟或丙酮肟中的一种或两种。
6.一种根据权利要求1至5之一所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤 (1)称重按重量比称取下列物质 轻基聚氣酷树脂88*% 92% ； NCO封闭型二异氰酸酯-TMP :5. 5% 10% ; 十二烷基磺酸钠1. 5% 2. 5% ; 磷酸脂类阻燃剂TPP :0. 5% 1. 5% ; (2)按重量比量取所述的羟基聚氨酯树脂加成物水分散溶液A;同时按重量比量取所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP分别加成物水分散溶液B ； (3)按步骤(I)的比重将物水分散溶液A与所述的物水分散溶液B加入到十二烷基磺酸钠与所述的磷酸脂类阻燃剂TPP中去离子水混合，并高速剪切制成阻燃耐水聚氨酯胶黏剂。
7.根据权利要求6所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，步骤(I)中所述的羟基聚氨酯树脂制备方法步骤包括 (11)按以下重量比称重 聚酯多元醇(Mn = 1000 2000) :79% 82% ；聚己内酯多元醇(Mn = 1000 2000) :12. 5% 16% ； 脂肪族二异氰ife酷3*% 6% ； (12)真空搅拌加热将所述步骤(11)中的重量比加入到反应罐中，在真空条件下，加热至110°C并保持恒温脱水lh，然后将温度降低至70°C时，再加入步骤(11)总重量的8% 9.5%的1，6-己二异氰酸酯(HDI)与步骤(11)总重量的9. 5% 12. 5%异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，并滴加入步骤(11)总重量的0.08% 0. 15%的二月桂酸二丁基锡催化剂； (13)搅拌中和在步骤(12)中反应开始后，根据粘度变化加入步骤(11)中总重量的45% 50%的丙酮，反应4小时左右，将温度保持70 ±2°C搅拌反应至异氰酸酯基(NCO)含量不再变化时；然后将温度降为50°C，加入步骤(11)中总重量的0. 9% 1. 2%的三乙胺(TEA)中和成盐； (14)分散乳化在步骤(13)中和成盐后，在高速剪切条件下分散到去离子水中，分散乳化15min，然后加入步骤(11)中总重量的0.9% 1. 2%乙二胺(EDA)扩链60min，然后减压蒸出丙酮得到蓝相白色聚氨酯树脂。
8.根据权利要求6所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，步骤(I)中所述的NCO封闭型二异氰酸酯-TMP，是由以下重量比的组分制成 三羟甲基丙烷TMP :7% 9% I，6-己二异氰酸酯HDI 40 % 48 % 丙酮28% 33% 丁酮肟15%~ 22%。
9.根据权利要求8所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(8)中还包括如下步骤将按重量比将三羟甲基丙烷TMP、1，6-己二异氰酸酯HDI和量取丙酮比重的40%放入反应罐中，保持70°C温度反应4小时，然后按比重加入丁酮肟于110°C温度反应4小时，再将量取丙酮比重的60%丙酮稀释制得封闭异氰酸酯溶液。
10.根据权利要求9所述的阻燃耐水聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤(9)中还包括如下步骤将封闭异氰酸酯溶液加入去离子水中高速剪切分散，蒸出丙酮溶剂，制备得到NCO封闭型异氰酸酯-TMP。
全文摘要
本发明公开了一种阻燃耐水聚氨酯胶粘剂，其特征在于，其由以下重量比组分制成羟基聚氨酯树脂88％～92％；NCO封闭型二异氰酸酯-TMP5.5％～10％；十二烷基磺酸钠1.5％～2.5％；磷酸脂类阻燃剂TPP0.5％～1.5％。本发明还公开了该阻燃耐水聚氨酯胶粘剂的制备方法。本发明采用NCO封闭型二异氰酸酯-TMP加成物水分散液，利用其自身解封闭的NCO基团与端羟基预聚体的反应实现固化，形成较强化学键使胶黏剂的粘结力强，耐水性好，耐洗不脱落，耐晒性、耐温性好、耐化学品等特点，大大提高制品的档次，同时使用简单，操作方便，还具有阻燃功效，环保，无毒，无环境污染，无VOC排放，有利于环境保护和使用生产人员的健康。
文档编号C09J175/04GK103059796SQ20121056828
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者张君侠, 林款兴, 冯蓉 申请人:东莞市升宝新材料科技有限公司