本发明涉及一种胶粘剂，尤其涉及一种反应型阻燃双组分聚氨酯胶粘剂。
背景技术：
双组分聚氨酯胶粘剂是一种用途非常广泛的粘接材料。由于其分子链中含有氨基甲酸酯基和异氰酸酯基，而这2种基团又具有极性和化学活性强的特点，且分子间能形成氢键，因此对很多材料如皮革、泡沫、玻璃、金属等有良好的化学粘接力。双组分聚氨酯胶粘剂通常具有性能可调、粘合强度大、对被粘接面预处理要求宽松、粘接范围广等优点。
制备聚氨酯胶粘剂的原料一般是多元醇、扩链剂和异氰酸酯等。多元醇是制备聚氨酯胶粘剂的主要原料，因其分子结构的不同其性能也各不相同。选用不同相对分子质量和不同分子结构的多元醇可合成不同使用性能的聚氨酯胶粘剂。目前双组分聚氨酯胶粘剂的研究主要集中在提高其固化速度、初粘性及粘接强度，减少气泡等方面。未经阻燃处理的聚氨酯是可燃物，遇火会燃烧并产生大量有毒雾，因此为使聚氨酯胶粘剂在更广的范围内得到应用，需研制阻燃性能优异的聚氨酯胶粘剂。
技术实现要素：
本发明的目的是为了提高胶粘剂的适用期、稳定性，设计了一种反应型阻燃双组分聚氨酯胶粘剂。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
反应型阻燃双组分聚氨酯胶粘剂的制备原料如下：聚丙二醇1000(ppg1000):羟值99mg(koh)/g；聚丙二醇2000(ppg2000):羟值59mg(koh)/g；聚四氢呋喃二醇1000(ptmg1000):羟值108.5mg(koh)/g；甲苯二异氰酸酯(tdi):纯度大于99.5%；二溴新戊二醇(dbnpg):纯度大于98.5%；1，4-丁二醇(bdo):a.ｒ.；三羟甲基丙烷(tmp):a.ｒ.。
反应型阻燃双组分聚氨酯胶粘剂的分组a制备方法:将ppg1000、tdi、dbnpg按质量比3.3∶3.8∶1.0准确称量，加入到三口烧瓶中。快速搅拌，缓慢升温并控制在80℃，在n2保护下反应，反应至－nco含量接近理论值(用二正丁胺法测试－nco含量)，真空脱气0.5h，即得到聚异氰酸酯预聚体，密封保存待用。
反应型阻燃双组分聚氨酯胶粘剂的分组b制备方法:称取ppg1000倒入烧杯中，并向其中加入dbnpg、扩链剂bdo和交联剂tmp。各组分质量比m(ppg1000)∶m(dbnpg)∶m(bdo)∶m(tmp)=8.3∶2.5∶1.0∶1.0。加热至80℃搅拌，分散均匀后得无色透明液体，即得b组分，密封贮存备用。
聚氨酯胶粘剂的制备:在室温下将a、b组分按质量比8∶5混合，此时体系的异氰酸酯指数ｒ=1.1，阻燃剂的质量百分数为15%。充分搅拌均匀，倒入模具，80℃抽真空到气泡消失或很少为止。将模具放入水培箱中，50℃恒温固化7d。
本发明的有益效果是：
以ptmg1000为原料制备的胶粘剂具有更长的适用期、更好的热稳定性和更低的玻璃化转变温度。
具体实施方式
实施案例1：
反应型阻燃双组分聚氨酯胶粘剂的制备原料如下：聚丙二醇1000(ppg1000):羟值99mg(koh)/g；聚丙二醇2000(ppg2000):羟值59mg(koh)/g；聚四氢呋喃二醇1000(ptmg1000):羟值108.5mg(koh)/g；甲苯二异氰酸酯(tdi):纯度大于99.5%；二溴新戊二醇(dbnpg):纯度大于98.5%；1，4-丁二醇(bdo):a.ｒ.；三羟甲基丙烷(tmp):a.ｒ.。反应型阻燃双组分聚氨酯胶粘剂的分组a制备方法:将ppg1000、tdi、dbnpg按质量比3.3∶3.8∶1.0准确称量，加入到三口烧瓶中。快速搅拌，缓慢升温并控制在80℃，在n2保护下反应，反应至－nco含量接近理论值(用二正丁胺法测试－nco含量)，真空脱气0.5h，即得到聚异氰酸酯预聚体，密封保存待用。反应型阻燃双组分聚氨酯胶粘剂的分组b制备方法:称取ppg1000倒入烧杯中，并向其中加入dbnpg、扩链剂bdo和交联剂tmp。各组分质量比m(ppg1000)∶m(dbnpg)∶m(bdo)∶m(tmp)=8.3∶2.5∶1.0∶1.0。加热至80℃搅拌，分散均匀后得无色透明液体，即得b组分，密封贮存备用。聚氨酯胶粘剂的制备:在室温下将a、b组分按质量比8∶5混合，此时体系的异氰酸酯指数ｒ=1.1，阻燃剂的质量百分数为15%。充分搅拌均匀，倒入模具，80℃抽真空到气泡消失或很少为止。将模具放入水培箱中，50℃恒温固化7d。
实施案例2：
采用brookfieldprogrammabledv-π+viscomete旋转黏度计对双组分聚氨酯胶粘剂黏度进行测定，以确定其适用期，按国标gb/t2794－1995测试。结果及分析：与ppg1000、ppg2000相比，以ptmg1000为原料制备的阻燃双组分聚氨酯胶粘剂的黏度随时间的变化较缓慢。研究发现，当制备出的聚氨酯胶粘剂黏度达到40pa·s时，胶液流动缓慢，不利于浇注成型，所以将达到这个值的时间定为适用期。由ppg1000、ppg2000、ptmg1000制备的聚氨酯胶粘剂的适用期分别为65min、55min、100min。结果显示，由ppg2000合成的胶粘剂的适用期比ppg1000的适用期短。这是由于分子量越大，分子链越长，分子间力越大，流动越困难，从而黏度越大，适用期变短。而由ptmg1000合成的聚氨酯胶粘剂的适用期最长。这可能是由于相比于ppg1000、ppg2000、ptmg1000的分子链更柔顺。
实施案例3：
采用thermonicolet公司的8700系列傅里叶变换红外光谱仪进行测试。结果及分析：预聚体(曲线d)在3200cm－1～3600cm－1之间的－oh振动吸收峰比原料ppg1000(曲线a)中明显减弱，并且在3300cm－1和1700cm－1附近出现了较强的n－h振动吸收峰，1732cm－1是氨基甲酸酯中羰基的吸收峰，说明ppg1000上的羟基已经和异氰酸酯基反应生成氨基甲酸酯基。tdi和聚异氰酸酯预聚体(曲线c和曲线d)上2268cm－1是－nco的特征吸收峰，说明仍有异氰酸酯基团残余；异氰酸酯预聚体(曲线d)1104cm－1处出现的吸收峰是主链中c－o－c的特征吸收峰，668cm－1处出现了c－br伸缩振动峰，说明dbnpg已接入分子链中。3条曲线在2275cm－1和1732cm－1有明显的异氰酸基和羰基的吸收峰，而在3447cm－1的羟基吸收峰消失，且在668cm－1处也存在c－br伸缩振动峰。说明已成功将dbnpgdbnpg引入3种聚醚多元醇所合成的阻燃聚氨酯胶粘剂中。
实施案例4：
采用梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司的tgastaｒsystem进行测试，扫描范围30℃～500℃，升温速率10℃/min，氮气流速40ml/min。结果及分析：由ppg1000、ppg2000、ptmg1000制备的阻燃聚氨酯胶粘剂的氧指数分别为28.4、28.6、29.7，而空白对照组，即不含阻燃剂的3种聚氨酯胶粘剂的氧指数仅分别为19.0、19.0、19.0，可见dbnpg的引入显著提高了聚氨酯胶粘剂的阻燃性能。可以看出，由ppg1000和ppg2000制备的胶粘剂氧指数相差不大，这说明在选用相同聚醚多元醇情况下，相对分子质量对阻燃效果影响不大。相比于ppg1000、ppg2000，以ptmg1000为原料合成的胶粘剂的阻燃效果更好。这可能是由于ppg分子链中含侧甲基，增大了分子间距离，减小了氢键作用，故分子结构更易被破坏，氧指数较低；而ptmg分子堆砌紧密，分子结构不易被破坏，所以氧指数较高。
实施案例5：
采用梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司的tgastaｒsystem进行测试，升温速率10℃/min，升温范围－50℃～150℃，氮气流速40ml/min。结果及分析：3种聚氨酯的热失重均分为2个阶段:首先是硬段发生分解；温度继续升高，随后软段开始分解。2，以ptmg1000为原料合成的聚氨酯的失重5%的温度(t5%)380.0℃和分解速率最大的温度(tmax)434.2℃均高于以ppg1000、ppg2000分别为原料所得的t5%(349.8℃、347.2℃)和tmax(385.3℃、383.1℃)。这说明以ptmg1000为原料制备的聚氨酯胶粘剂具有更好的热稳定性，其原因可能是相比于ppg，ptmg的分子链更加规整，从而具有更高的耐热性。此外，以ppg1000、ppg2000为原料合成的聚氨酯软段的t5%、tmax非常接近，这说明ppg的相对分子质量对聚氨酯的热稳定性影响不大。
实施案例6：
采用日本岛津公司生产的instron26022电子精密万能试验机，按国标gb/t528－2009测试。结果及分析：聚醚多元醇种类及相对分子质量对阻燃双组分聚氨酯胶粘剂力学性能的影响很大。由ppg1000为原料合成的胶粘剂的拉伸强度要远大于ptmg1000为原料的胶粘剂，这可能是由于ptmg1000较ppg1000分子链更柔顺。而由ppg1000合成的胶粘剂的拉伸强度大于ppg2000的拉伸强度，这可能是对于不同相对分子质量的同种聚醚多元醇，当多元醇的分子量增加时，分子结构中的醚键数量也随之增多，所以提高了聚氨酯链的柔顺性，拉伸强度降低。
实施案例7：
采用lfy-606b数显氧指数(loi)测定仪(山东省纺织科学研究院)，按国标gb/t2406－93测试。结果及分析：在升温过程中，3种聚氨酯胶粘剂都经历了2个玻璃化转变。由ptmg1000合成的胶粘剂其软段的玻璃化转变温度为－85.82℃，远低于以原料ppg1000、ppg2000制备的胶粘剂的－41.28℃、－40.31℃，说明聚醚多元醇的种类对该胶粘剂的软段玻璃化转变温度影响很大。其原因可能是作为软段的ptmg1000的链段柔顺性比ppg1000、ppg2000好，所以软段玻璃化转变温度较低。由ppg1000、ppg2000合成的聚氨酯的软段玻璃化转变温度相差不大，说明在聚醚多元醇结构相同时，相对分子质量对软段玻璃化转变温度影响不大。