本发明涉及聚氨酯胶黏剂，特别涉及一种高强度、高延伸率单组分聚氨酯胶黏剂及制备方法。
背景技术：
：聚氨酯胶粘剂是由于分子链中含有氨基甲酸酯基团(－nhcoo－)或异氰酸酯基(－nco)的基团，其高度的活性与极性赋予其了优良的机械物理性能、耐化学腐蚀、耐低温性、耐油污、耐磨性、对多种基材的良好粘结性以及其他方面优异的性能特点，因此被广泛用于汽车、火车、高铁、建筑以及航天等领域。目前市面上常用的聚氨酯胶黏剂主要分为单组分聚氨酯胶胶黏剂和双组分聚氨酯胶黏剂。而单组分聚氨酯胶与双组分聚氨酯胶相比无需现场计量和调配，现场操作性更强，使用起来更加方便，逐渐成为聚氨酯市场重点发展的方向。然而传统的单组分聚氨酯胶黏剂往往存在着固化较慢、固化过程中容易产生气泡等问题，严重影响着施工效率以及胶黏剂的质量。而且目前市面上的单组分聚氨酯胶黏剂也普遍存在着拉伸强度和断裂延伸率二者不能同时兼顾的缺点。在保证拉伸强度较大的前提下，断裂伸长率往往不够理想，当满足断裂伸长率的较高要求下，拉伸强度则不够理想。为此开发出一种能够灵活调节固化速率、高拉伸强度和高断裂伸长率兼顾的单组分聚氨酯胶黏剂成为了亟待解决的问题。技术实现要素：鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种高强度断裂伸长率单组分聚氨酯胶黏剂，具体技术方案是，一种高强度高断裂伸长率单组分聚氨酯胶黏剂，包括预聚体、增塑剂、触变剂、潜固化剂、催化剂、抗老化剂、硅烷偶联剂以及相关填料制备的高分子聚合物，其特征在于：首先用聚醚多元醇、异氰酸酯、小分子扩链剂根据一定量比例制备预聚体，然后将预聚体与相关填料、助剂按照特定工艺制备出高强度高断裂伸长率单组分聚氨酯胶黏剂；所述的预聚体配比以预聚体总重量为基准，其中分子量为1000-4000的聚醚二元醇10-50％，分子量为3000-8000的聚醚三元醇10-60％，小分子扩链剂采用1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷的一种或几种混合物：1-5％，异氰酸酯采用二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯的一种或者两种混合物：20-40％；所述的胶黏剂配比以胶黏剂总重量为基准，其中预聚体采用30-60%，增塑剂采用邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯的一种或几种混合物：15-40%，填料采用填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、膨润土的一种或几种混合物：30-60%，触变剂采用炭黑、气相白炭黑的一种或者两种混合物：5-15%，潜固化剂采用噁唑烷类固化剂、亚胺类固化剂一种或两种混合物：1-10%，催化剂采用二月桂酸二丁基锡、二吗啉基二乙基醚、辛酸亚锡的一种或几种混合物：0.1-2%，硅烷偶联剂采用硅烷偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的一种或几种混合物：0.5-2%，抗老化剂采用抗氧剂1010、防老剂ky-405、紫外线吸收剂uv-327的一种或者几种混合物：0.1-1%。生产制备方法如下，步骤一：预聚体的制备（1）以预聚体总重量为基准，分别称取10-50%聚醚二元醇，10-60%聚醚三元醇、1-5%扩链剂，20-40%异氰酸酯，（2）将称量好的聚聚醚二元醇、聚醚三元醇、小分子扩链剂依次加入到反应釜中升温至120℃，真空条件下，持续脱水1-3h，之后降温至50℃，（3）向上述（2）反应釜中加入事先计量好的异氰酸酯，升温至80-90℃，持续反应约3-5h，反应2h后取样测定-nco含量，之后每隔半小时测定体系的-nco含量，当接近理论值时，停止反应，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，制得所述预聚体，出料密封保存；步骤二：胶黏剂的制备（1）以胶黏剂总重量为基准，取已干燥脱水的30-60%填料、触变剂5-15%于反应釜再充分混合均匀，（2）加入步骤一中制备的预聚体20-60%、增塑剂15-40%真空条件下充分搅拌分散，（3）最后加入2-10%潜固化剂、0.5-1%催化剂、0.5-1.5%硅烷偶联剂、0.5-1份抗老化剂真空条件下搅拌分散，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，出料装入铝塑包装管中，即制得高强度高断裂伸长率单组分聚氨酯胶黏剂。本发明的技术效果是：（1）柔韧性好，断裂伸长率高，平均断裂伸长率在600%以上，具有良好的柔韧性。（2）拉伸强度高。平均拉伸强度在8mpa以上，且呈现出优异的力学性能。（3）抗老化性能优异，紫外线照射1500h后拉伸强度保持高于80%。（4）固化时间可灵活调整，固化速率2mm/24h-5mm/24h，固化时间可调范围广，可根据多种施工环境调节固化时间，满足施工要求。（5）使用温域宽，在-25℃-70℃温域内保持有良好的力学性能。（6）使用范围广，可应用于汽车、高铁、建筑、航天等各种领域。具体实施方式下面结合具体较佳实施例对本发明作进一步说明。实施例配方中名称的简称对照：邻苯二甲酸二辛酯（简称dop）、邻苯二甲酸二异癸酯（简称didp）、邻苯二甲酸二异壬酯（简称dinp）、1,4-丁二醇（简称bdo）、三羟甲基丙烷（简称tmp）、邻苯二甲酸二辛酯（简称dop）、邻苯二甲酸二异癸酯（简称didp）、二月桂酸二丁基锡（简称dbdtl）、二吗啉基二乙基醚（简称dmdee）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷（简称kh550）、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷（简称kh560）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（简称kh570）、抗氧剂1010（简称1010）、防老剂ky-405（简称405）、紫外线吸收剂uv-327（简称327）根据相关国家或者行业标准要求的测定方法及测定条件，通过上述制备方式得到的高强度断裂伸长率单组分聚氨酯胶黏剂，其技术指标应达到以下标准：拉伸强度≥8mpa；断裂伸长率≥600%；拉伸剪切强度≥4.0mpa；撕裂强度≥15kn/m；硬度（邵氏a型）：30-70；抗老化性能（1500h）：剥离粘接性≥70%内聚破坏。实施例1一种高强度高断裂伸长率单组分聚氨酯胶黏剂及其制备方法，按下列步骤进行：步骤一：预聚体的制备，以预聚体总重量为基准，（1）称取聚醚二元醇20%，聚醚三元醇59%，bdo1%加入到反应釜中，在-0.01mpa，120℃条件下脱水3h，（2）将步骤（1）体系温度降至50℃后加入20%mdi，升温至85℃，体系持续保持真空状态，反应大约4h，（3）反应2h后取样测定-nco含量，之后每隔半小时测定体系的-nco含量，当接近理论值时，停止反应，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，制得所述预聚体，出料密封保存；步骤二：制备聚氨酯胶黏剂配方如下表，以胶黏剂总重量为基准，预聚体didp重质碳酸钙炭黑噁唑烷气相白炭黑kh560dmdee101030%25%30%5%5%3%0.5%0.5%1%（1）将事先经过干燥脱水处理的重质碳酸钙、炭黑、气象白炭黑依次加入至反应釜中，充分混合分散，（2）将称量好的预聚体、didp加入至（1）的反应釜中真空条件下搅拌均匀、充分混合分散，（3）待（2）完全混合分散之后加入噁唑烷、kh560、dmdee、抗老化剂1010快速搅拌分散之后，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，出料装入铝塑包装管中制得所述胶黏剂。实施例2步骤一：预聚体的制备，以预聚体总重量为基准，（1）称取聚醚二元醇48%，聚醚三元醇20%，小分子扩链剂tmp2份加入到反应釜中，在-0.01mpa，120℃条件下脱水3h，（2）将步骤（1）体系温度降至50℃后加入30份mdi，升温至85℃，体系持续保持真空状态，反应大约3h，（3）反应2h后取样测定-nco含量，之后每隔半小时测定体系的-nco含量，当接近理论值时，停止反应，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，制得所述预聚体，出料密封保存；步骤二：制备聚氨酯胶黏剂配方如下表以胶黏剂总重量为基准，预聚体didp重质碳酸钙炭黑噁唑烷kh560dmdee40520%30%25%20%2%1.5%1%0.5%（1）将事先经过干燥脱水处理的重质碳酸钙、炭黑、依次加入至反应釜中，充分混合分散，（2）将称量好的预聚体、didp加入至（1）的反应釜中真空条件下搅拌均匀、充分混合分散，（3）待（2）完全混合分散之后加入噁唑烷、kh560、dmdee、抗老化剂405快速搅拌分散之后，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，出料装入铝塑包装管中制得所述胶黏剂。实施例3步骤一：预聚体的制备以预聚体总重量为基准，（1）称取聚醚二元醇30%，聚醚三元醇43%，小分子扩链剂bdo2%加入到反应釜中，在-0.01mpa，120℃条件下脱水3h。（2）将步骤（1）体系温度降至50℃后加入25%mdi，升温至85℃，体系持续保持真空状态，反应大约3.5h。（3）反应2h后取样测定-nco含量，之后每隔半小时测定体系的-nco含量，当接近理论值时，停止反应，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，制得所述预聚体，出料密封保存。步骤二：制备聚氨酯胶黏剂配方如下表，以胶黏剂总重量为基准，预聚体dop轻质碳酸钙炭黑亚胺类气相白炭黑kh550dbtdl32750%15%15%10%5%3%0.5%0.5%1%（1）将事先经过干燥脱水处理的重质碳酸钙、炭黑、气相白炭黑依次加入至反应釜中，充分混合分散，（2）将称量好的预聚体、dop加入至（1）的反应釜中真空条件下搅拌均匀、充分混合分散，（3）待（2）完全混合分散之后加入噁唑烷、kh560、dbdtl、抗老化剂327快速搅拌分散之后，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，出料装入铝塑包装管中制得所述胶黏剂。实施例4步骤一：预聚体的制备以预聚体总重量为基准，（1）称取聚醚二元醇50%，聚醚三元醇10%，小分子扩链剂tmp3%加入到反应釜中，在-0.01mpa，120℃条件下脱水3h，（2）将步骤（1）体系温度降至50℃后加入37%mdi，升温至85℃，体系持续保持真空状态，反应大约4.5h，（3）反应2h后取样测定-nco含量，之后每隔半小时测定体系的-nco含量，当接近理论值时，停止反应，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，制得所述预聚体，出料密封保存。步骤二：制备聚氨酯胶黏剂配方如下表，以胶黏剂总重量为基准，预聚体didp滑石粉重质碳酸钙炭黑亚胺类kh560混合催化剂1抗老化剂130%20%15%20%10%3%1%0.5%0.5%其中：混合催化剂1为dbtdl与dmdee按重量比1:1的混合物抗老化剂1为抗氧剂1010与紫外线吸收剂uv-327按照重量比1:1混合。（1）将事先经过干燥脱水处理的重质碳酸钙、炭黑依次加入至反应釜中，充分混合分散，（2）将称量好的预聚体、didp加入至（1）的反应釜中真空条件下搅拌均匀、充分混合分散，（3）待（2）完全混合分散之后加入亚胺类、kh560、混合催化剂1、抗老化剂1快速搅拌分散之后，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，出料装入铝塑包装管中制得所述胶黏剂。实施例5步骤一：预聚体的制备，以预聚体总重量为基准，（1）称取聚醚二元醇10%，聚醚三元醇60%，小分子扩链剂bdo1%加入到反应釜中，在-0.01mpa，120℃条件下脱水3h，（2）将步骤（1）体系温度降至50℃后加入29%tdi，升温至85℃，体系持续保持真空状态，反应大约4h，（3）反应2h后取样测定-nco含量，之后每隔半小时测定体系的-nco含量，当接近理论值时，停止反应，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，制得所述预聚体，出料密封保存；步骤二：制备聚氨酯胶黏剂配方如下表，以胶黏剂总重量为基准预聚体dinp重质碳酸钙炭黑亚胺类kh550dmdee40560%15%15%5%3%1%0.5%0.5%（1）将事先经过干燥脱水处理的重质碳酸钙、炭黑依次加入至反应釜中，充分混合分散。（2）将称量好的预聚体、dinp加入至（1）的反应釜中真空条件下搅拌均匀、充分混合分散，（3）待（2）完全混合分散之后加入亚胺类、kh550、dmdee、抗老化剂快速搅拌分散之后，用干燥的氮气解除反应釜内的真空，出料装入铝塑包装管中制得所述胶黏剂。实施例聚氨酯胶黏剂相关性能指标性能实例1实例2实例3实例4实例5拉伸强度：mpa108.71210.516断裂伸长率:%708610835720627固化速率:mm/24h23353硬度（邵a）5550456065抗老化性（uv照射1500h）剥离粘接性≥70%内聚破坏剥离粘接性≥70%内聚破坏剥离粘接性≥70%内聚破坏剥离粘接性≥70%内聚破坏剥离粘接性≥70%内聚破坏以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12