本发明涉及化工领域，具体地说，涉及一种水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法。
背景技术：
国内水性聚氨酯粘合剂的应用和研究尚处于起步阶段。黎明化工研究院开发了外交联型阳离子水分散液胶粘剂j一961，可用于abs/尼龙、pvc/pe泡沫、帆布/金属、玻璃钢/ps泡沫等粘接。晨光研究院、安徽大学、山西化工研究所都相继开展了这方面的研究工作，从产品结构来看，主要是乳液型，水溶性次之，原料多是聚醚型多元醇和tdi，制备方法一般是自乳化、羧酸型、阴离子体系。但水性粘合剂应用水平不高，生产厂家不多，且品种单一，尚无大量商品上市。
我国高档车用聚氨酯胶粘剂目前基本靠进口，国内几家自主开发的技术规模小，设备、工艺比国外落后，产品性能也比国外的差，目前尚无力与国外大公司的进口产品竞争。因此，开发高性能车用水性聚氨酯胶粘剂并实施产业化，可以提高我国车用胶粘剂产业的竞争力。
因此现阶段，研究重点在于，实现高档车用聚氨酯胶粘剂的国产化，提高其粘接强度和固化速度。并且，国产的聚氨酯胶黏剂大多需要常温加热才能发挥更好的初粘效果，这在于工业应用中是非常不方便的。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法，该水性聚氨酯具有粘接强度高和固化速度快的优点，改善了传统聚氨酯胶黏剂必须高温才能发挥初粘效果的缺陷。
本发明提供的技术方案为：一种水性聚氨酯胶黏剂，通过以下重量百分比组分制备得到：
二元醇20-30％；
二异氰酸酯30-50％以及余量的水；
其中，所述的的二元醇为环己烷二元醇、1，6-己二醇、d葡糖醇中的一种或多种的混合；
所述的二异氰酸酯为1，3-顺式双(异氰酸根合甲基)环己烷、1，3-反式双(异氰酸根合甲基)环己烷、1，4-顺式双(异氰酸根合甲基)环己烷、1，4-反式双(异氰酸根合甲基)环己烷中的至少一种顺式异氰酸酯和至少一种反式异氰酸酯组成。
在上述的水性聚氨酯胶黏剂中，通过以下重量百分比组分制备得到：
二元醇23-28％；
二异氰酸酯35-45％以及余量的水。
在上述的水性聚氨酯胶黏剂中，所述的二异氰酸酯中，顺式异氰酸酯和反式异氰酸酯的重量比比例为1：1-1：2。
在上述的水性聚氨酯胶黏剂中，通过以下重量百分比组分制备得到：
二元醇23-25％；
二异氰酸酯37-43％；
异构醇聚氧乙烯醚3-5％；
以及余量的水；
所述的异构醇聚氧乙烯醚的摩尔质量在430-500g/mol之间；eo重复单元个数为5-7之间。
同时本发明还公开了一种如上述的水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，所述的方法具体为：
步骤1：将二元醇、异构醇聚氧乙烯醚和水混合后，通过滴加的方式加入二异氰酸酯，滴加时间为2-3h，反应温度为40-45℃；
步骤2：加入适量的亲水扩链剂，继续恒温反应1-2h；
步骤3：加入ph调节剂和水调节体系ph值和固含量；
步骤4：加入适量乙二胺进行扩链反应，恒温反应时间0.5-1h。
在上述的水性聚氨酯胶黏剂的制备方法中，所述的步骤2中，亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、n-甲基吡咯烷酮；其用量为二异氰酸酯重量的3-4％。
在上述的水性聚氨酯胶黏剂的制备方法中，所述的ph调节剂为三乙醇胺。
在上述的水性聚氨酯胶黏剂的制备方法中，所述的步骤4中二乙胺的用量为二异氰酸酯重量的1-1.5％。
有益效果：
本发明采用的连续复合合成方法，引入内乳化机理，摸索出连续加料法的合成工艺，制备出了一系列高固含量的水性聚氨酯乳液。并探讨该实验工艺跟乳液粒径、分子链结构、涂膜性能、水性聚氨酯用途之间的关系。并按乳液型粘合剂实际使用要求，制备出粘接强度高、固化速度快的聚氨酯水分散体。这在水性聚氨酯制备工艺中具有显著的创新性。
最为本发明的进一步优选，本发明采用亲水性的异构醇醚作为功能性单体，其能够在提高产品亲水性的同时，提高产品的初粘力。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例一
一种水性聚氨酯胶黏剂，其制备方法为：
步骤1：将二元醇(环己烷二元醇)和水混合后，通过滴加的方式加入二异氰酸酯(1，3-顺式双(异氰酸根合甲基)环己烷：1，4-反式双(异氰酸根合甲基)环己烷＝1：1)，滴加时间为2.5h，反应温度为40-45℃；
步骤2：加入适量的亲水扩链剂(n-甲基吡咯烷酮)，继续恒温反应2h；
步骤3：加入ph调节剂(三乙醇胺)和水调节体系ph值至中性和固含量至48％；
步骤4：加入适量乙二胺进行扩链反应，恒温反应时间0.5-1h。
上述反应步骤中，各物料用量为：
二元醇：20重量份；
二异氰酸酯40重量份；
亲水扩链剂1.5重量份；
二乙胺0.4重量份；
水配比至所有物料的总量为100重量份。
实施例2
一种水性聚氨酯胶黏剂，其制备方法为：
步骤1：将二元醇(1，6-己二醇)和水混合后，通过滴加的方式加入二异氰酸酯(1，3-顺式双(异氰酸根合甲基)环己烷：1，4-反式双(异氰酸根合甲基)环己烷＝1：2)，滴加时间为2h，反应温度为40-45℃；
步骤2：加入适量的亲水扩链剂(n-甲基吡咯烷酮)，继续恒温反应1h；
步骤3：加入ph调节剂(三乙醇胺)和水调节体系ph值至中性和固含量至48％；
步骤4：加入适量乙二胺进行扩链反应，恒温反应时间1h。
上述反应步骤中，各物料用量为：
二元醇：25重量份；
二异氰酸酯50重量份；
亲水扩链剂2重量份；
二乙胺0.7重量份；
水配比至所有物料的总量为100重量份。
实施例3
一种水性聚氨酯胶黏剂，其制备方法为：
步骤1：将二元醇(d葡糖醇)和水混合后，通过滴加的方式加入二异氰酸酯(1，4-顺式双(异氰酸根合甲基)环己烷：1，3-反式双(异氰酸根合甲基)环己烷＝1：1.5)，滴加时间为3h，反应温度为40-45℃；
步骤2：加入适量的亲水扩链剂(n-甲基吡咯烷酮)，继续恒温反应2h；
步骤3：加入ph调节剂(三乙醇胺)和水调节体系ph值至中性和固含量至48％；
步骤4：加入适量乙二胺进行扩链反应，恒温反应时间1h。
上述反应步骤中，各物料用量为：
二元醇：30重量份；
二异氰酸酯30重量份；
亲水扩链剂1重量份；
二乙胺0.4重量份；
水配比至所有物料的总量为100重量份。
实施例4
一种水性聚氨酯胶黏剂，其制备方法为：
步骤1：将二元醇(d葡糖醇)、lutensolto-5(巴斯夫)和水混合后，通过滴加的方式加入二异氰酸酯(1，4-顺式双(异氰酸根合甲基)环己烷：1，3-反式双(异氰酸根合甲基)环己烷＝1：1.5)，滴加时间为3h，反应温度为40-45℃；
步骤2：加入适量的亲水扩链剂(n-甲基吡咯烷酮)，继续恒温反应2h；
步骤3：加入ph调节剂(三乙醇胺)和水调节体系ph值至中性和固含量至48％；
步骤4：加入适量乙二胺进行扩链反应，恒温反应时间1h。
上述反应步骤中，各物料用量为：
二元醇：25重量份；
二异氰酸酯40重量份；
lutensolto-5(巴斯夫)5重量份；
亲水扩链剂1.4重量份；
二乙胺0.4重量份；
水配比至所有物料的总量为100重量份。
实施例5
一种水性聚氨酯胶黏剂，其制备方法为：
步骤1：将二元醇(环己烷二元醇)、lutensolto-7(巴斯夫)和水混合后，通过滴加的方式加入二异氰酸酯(1，3-顺式双(异氰酸根合甲基)环己烷：1，4-反式双(异氰酸根合甲基)环己烷＝1：1)，滴加时间为3h，反应温度为40-45℃；
步骤2：加入适量的亲水扩链剂(n-甲基吡咯烷酮)，继续恒温反应2h；
步骤3：加入ph调节剂(三乙醇胺)和水调节体系ph值至中性和固含量至48％；
步骤4：加入适量乙二胺进行扩链反应，恒温反应时间1h。
上述反应步骤中，各物料用量为：
二元醇：24重量份；
二异氰酸酯38重量份；
lutensolto-7(巴斯夫)3重量份；
亲水扩链剂1.3重量份；
二乙胺0.42重量份；
水配比至所有物料的总量为100重量份。
对比例1
一种水性聚氨酯胶黏剂，其制备方法为：
步骤1：将二元醇(环己烷二元醇)和水混合后，通过滴加的方式加入六亚甲基二异氰酸酯，滴加时间为2.5h，反应温度为40-45℃；
步骤2：加入适量的亲水扩链剂(n-甲基吡咯烷酮)，继续恒温反应2h；
步骤3：加入ph调节剂(三乙醇胺)和水调节体系ph值至中性和固含量至48％；
步骤4：加入适量乙二胺进行扩链反应，恒温反应时间0.5-1h。
上述反应步骤中，各物料用量为：
二元醇：20重量份；
二异氰酸酯40重量份；
亲水扩链剂1.5重量份；
二乙胺0.4重量份；
水配比至所有物料的总量为100重量份。
应用效果：
应用效果1：(同烘干时间，不同烘干温度)
在环境温度25℃，相对湿度75％的条件下，将胶水直接喷涂在皮革(符合gb/t16799)的粘合面，晾置3min，将皮革粘合面对折，通过在不同的烘干温度条件，加温烘干15min，按gb/t2791-1995标准测试初粘t剥离强度。
通过测试发现，本实施例1-5表现出优异的初粘力效果，有效改善了初粘效果。
应用效果2：(同烘干温度，不同烘干时间)
在环境温度25℃，相对湿度75％的条件下，将胶水直接喷涂在皮革(符合gb/t16799)的粘合面，晾置3min，将皮革粘合面对折，通过在40℃的烘干温度条件，不同温度下加温烘干，按gb/t2791-1995标准测试初粘t剥离强度。
通过测试发现，本实施例1-5表现出初粘力能够在短时间内发挥最大效果，有效改善了初粘时间。
应用效果3：(室温，不同粘合后放置时间)
在环境温度23℃，相对湿度75％的条件下，将胶水直接喷涂在皮革(符合gb/t16799)的粘合面，晾置3min，将皮革粘合面对折，无需加温烘干，在室温状态下根据粘合后放置时间推移按gb/t2791-1995标准测试初粘t剥离强度。
通过测试发现，本实施例1-5表现出初粘力能够在在常温下表现优异的初粘效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。