一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂及其制备方法与流程

本发明涉及胶黏剂领域，具体涉及一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂及其制备方法。
背景技术：
：胶接(粘合、粘接、胶结、胶粘)是指同质或异质物体表面用胶黏剂连接在一起的技术，具有应力分布连续，重量轻，或密封，多数工艺温度低等特点。胶接特别适用于不同材质、不同厚度、超薄规格和复杂构件的连接。胶接近代发展最快，应用行业极广。胶黏剂的分类方法很多，按应用方法可分为热固型、热熔型、室温固化型、压敏型等；按应用对象分为结构型、非构型或特种胶；接形态可分为水溶型、水乳型、溶剂型以及各种固态型等。合成化学工作者常喜欢将胶黏剂按粘料的化学成分来分类。挥发性有机化合物(voc)在胶黏剂中存在较多，如溶剂型胶黏剂中的有机溶剂，三醛胶(酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛)中的游离甲醛，不饱和聚酯胶黏剂中的苯乙烯，丙烯酸酯乳液胶黏剂中的未反应单体，改性丙烯酸酯快固结构胶黏剂中的甲基丙烯酸甲酯，α-氰基丙烯酸酯胶黏剂中的so2，4115建筑胶中的甲醇、丙烯酸酯乳液中的增稠剂氨水等。这些易挥发性的物质排放到大气中，危害很大，而且有些发生光化作用，产生臭氧，低层空间的臭氧污染大气，影响生物的生长和人类的健康，有些卤代烃溶剂则是破坏大气臭氧层的物质。有些芳香烃溶剂毒性很大，甚至有致癌性。苯的蒸气具有芳香味，却对人又强烈的毒性，吸入和经皮肤吸收都可中毒，使人眩晕、头痛、乏力、严重时因呼吸中枢痉挛而死亡。技术实现要素：(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂及其制备方法。(二)技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂，由以下重量分数的原料制备而成：异佛尔酮二异氰酸酯30-40份、甲苯-2,4-二异氰酸酯10-18份、聚己二酸丁二醇酯5-10份、2,2-双(羟甲基)丙酸20-30份、聚四氢呋喃醚二醇12-16份、三羟甲基丙烷1-1.5份、二月桂酸二丁基锡0.1-0.5份、辛酸亚锡0.1-0.5份、一缩二乙二醇4-8份、双马来酰亚胺2-5份、丙酮10-20份、三乙醇胺1-2份、钠基蒙脱土6-10份、密胺包覆聚磷酸铵15-23份、增塑剂2-3份、触变剂1-3份、去离子水10-15份。进一步地，由以下重量分数的原料制备而成：异佛尔酮二异氰酸酯32份、甲苯-2,4-二异氰酸酯13份、聚己二酸丁二醇酯8份、2,2-双(羟甲基)丙酸25份、聚四氢呋喃醚二醇14份、三羟甲基丙烷1份、二月桂酸二丁基锡0.3份、辛酸亚锡0.1份、一缩二乙二醇6份、双马来酰亚胺4份、丙酮10份、三乙醇胺2份、钠基蒙脱土7份、密胺包覆聚磷酸铵18份、增塑剂3份、触变剂2份、去离子水12份。进一步地，由以下重量分数的原料制备而成：异佛尔酮二异氰酸酯40份、甲苯-2,4-二异氰酸酯16份、聚己二酸丁二醇酯5份、2,2-双(羟甲基)丙酸22份、聚四氢呋喃醚二醇16份、三羟甲基丙烷1.5份、二月桂酸二丁基锡0.4份、辛酸亚锡0.1份、一缩二乙二醇5份、双马来酰亚胺3份、丙酮13份、三乙醇胺1份、钠基蒙脱土8份、密胺包覆聚磷酸铵18份、增塑剂3份、触变剂3份、去离子水12份。进一步地，所述密胺包覆聚磷酸铵的制备方法如下：将密胺树脂加入到去离子水中，升温至40-50℃搅拌溶解后将一定浓度的磷酸滴加进入，滴毕后升温至80-90℃反应1-3h，热抽滤后再将聚磷酸铵加入，搅拌1-5h后自然冷却至室温抽滤，滤饼水洗后真空烘干即为所述密胺包覆聚磷酸铵。进一步地，所述磷酸的质量浓度为80-85％。进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的任意一种或多种组合。进一步地，所述触变剂为有机膨润土和聚酰胺蜡按质量比1：1混合而成。上述水性聚氨酯阻燃胶黏剂的制备方法如下：(1)将密胺包覆聚磷酸铵加入到去离子水、丙酮中，超声震荡分散5-15min；(2)将异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯加入，升温至60-80℃反应2-5h，得到预聚物，将预聚物真空脱气；(3)再将聚己二酸丁二醇酯、2,2-双(羟甲基)丙酸、聚四氢呋喃醚二醇、三羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、一缩二乙二醇、双马来酰亚胺、三乙醇胺、钠基蒙脱土、增塑剂、触变剂加入，反应40-60min后注入到平模中，90-100℃反应10-20min即可。(三)有益效果本发明提供了一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂及其制备方法，具有以下有益效果：本发明的异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯生成的聚氨酯能够自由的缠绕运动，而且苯基的存在也引入了一定的刚性，使得胶黏剂的胶膜同时可以获得较大的拉伸强度和断裂伸长率，2,2-双(羟甲基)丙酸作为扩链剂引入，进一步提高了胶黏剂的交联密度，改善了强度，而且羟甲基的作为也赋予了胶膜较大的韧性，固化后不容易开裂，密胺包覆聚磷酸铵具有复合阻燃剂，相比于卤素阻燃剂阻燃效果更好，燃烧时无污染不会产生有毒有害气体，通过具体测试可知，本发明水性聚氨酯阻燃胶黏剂具有极优异的力学性能，而且阻燃等级高，具有广阔的应用前景和经济效益。附图说明图1为本发明制备方法流程图。具体实施方式实施例1：一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂，由以下重量分数的原料制备而成：异佛尔酮二异氰酸酯32份、甲苯-2,4-二异氰酸酯13份、聚己二酸丁二醇酯8份、2,2-双(羟甲基)丙酸25份、聚四氢呋喃醚二醇14份、三羟甲基丙烷1份、二月桂酸二丁基锡0.3份、辛酸亚锡0.1份、一缩二乙二醇6份、双马来酰亚胺4份、丙酮10份、三乙醇胺2份、钠基蒙脱土7份、密胺包覆聚磷酸铵18份、增塑剂邻苯二甲酸二正辛酯3份、有机膨润土和聚酰胺蜡按质量比1：1混合而成的触变剂2份、去离子水12份。密胺包覆聚磷酸铵的制备方法如下：将密胺树脂加入到去离子水中，升温至45℃搅拌溶解后将质量浓度为80％的磷酸滴加进入，滴毕后升温至90℃反应2h，热抽滤后再将聚磷酸铵加入，搅拌4h后自然冷却至室温抽滤，滤饼水洗后真空烘干即为所述密胺包覆聚磷酸铵。上述水性聚氨酯阻燃胶黏剂的制备方法如下：(1)将密胺包覆聚磷酸铵加入到去离子水、丙酮中，超声震荡分散12min；(2)将异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯加入，升温至70℃反应3h，得到预聚物，将预聚物真空脱气；(3)再将聚己二酸丁二醇酯、2,2-双(羟甲基)丙酸、聚四氢呋喃醚二醇、三羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、一缩二乙二醇、双马来酰亚胺、三乙醇胺、钠基蒙脱土、增塑剂、触变剂加入，反应50min后注入到平模中，95℃反应15min即可。实施例2：一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂，由以下重量分数的原料制备而成：异佛尔酮二异氰酸酯40份、甲苯-2,4-二异氰酸酯16份、聚己二酸丁二醇酯5份、2,2-双(羟甲基)丙酸22份、聚四氢呋喃醚二醇16份、三羟甲基丙烷1.5份、二月桂酸二丁基锡0.4份、辛酸亚锡0.1份、一缩二乙二醇5份、双马来酰亚胺3份、丙酮13份、三乙醇胺1份、钠基蒙脱土8份、密胺包覆聚磷酸铵18份、增塑剂邻苯二甲酸二环己酯3份、有机膨润土和聚酰胺蜡按质量比1：1混合而成的触变剂3份、去离子水12份。密胺包覆聚磷酸铵的制备方法如下：将密胺树脂加入到去离子水中，升温至40℃搅拌溶解后将质量浓度为85％的磷酸滴加进入，滴毕后升温至85℃反应1.5h，热抽滤后再将聚磷酸铵加入，搅拌5h后自然冷却至室温抽滤，滤饼水洗后真空烘干即为所述密胺包覆聚磷酸铵。上述水性聚氨酯阻燃胶黏剂的制备方法如下：(1)将密胺包覆聚磷酸铵加入到去离子水、丙酮中，超声震荡分散10min；(2)将异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯加入，升温至70℃反应5h，得到预聚物，将预聚物真空脱气；(3)再将聚己二酸丁二醇酯、2,2-双(羟甲基)丙酸、聚四氢呋喃醚二醇、三羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、一缩二乙二醇、双马来酰亚胺、三乙醇胺、钠基蒙脱土、增塑剂、触变剂加入，反应40min后注入到平模中，95℃反应15min即可。实施例3：一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂，由以下重量分数的原料制备而成：异佛尔酮二异氰酸酯35份、甲苯-2,4-二异氰酸酯16份、聚己二酸丁二醇酯5份、2,2-双(羟甲基)丙酸25份、聚四氢呋喃醚二醇12份、三羟甲基丙烷1份、二月桂酸二丁基锡0.1份、辛酸亚锡0.2份、一缩二乙二醇5份、双马来酰亚胺2份、丙酮20份、三乙醇胺1份、钠基蒙脱土8份、密胺包覆聚磷酸铵18份、增塑剂邻苯二甲酸丁苄酯2份、有机膨润土和聚酰胺蜡按质量比1：1混合而成的触变剂2份、去离子水14份。密胺包覆聚磷酸铵的制备方法如下：将密胺树脂加入到去离子水中，升温至40℃搅拌溶解后将质量浓度为85％的磷酸滴加进入，滴毕后升温至85℃反应2h，热抽滤后再将聚磷酸铵加入，搅拌5h后自然冷却至室温抽滤，滤饼水洗后真空烘干即为所述密胺包覆聚磷酸铵。上述水性聚氨酯阻燃胶黏剂的制备方法如下：(1)将密胺包覆聚磷酸铵加入到去离子水、丙酮中，超声震荡分散15min；(2)将异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯加入，升温至65℃反应5h，得到预聚物，将预聚物真空脱气；(3)再将聚己二酸丁二醇酯、2,2-双(羟甲基)丙酸、聚四氢呋喃醚二醇、三羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、一缩二乙二醇、双马来酰亚胺、三乙醇胺、钠基蒙脱土、增塑剂、触变剂加入，反应50min后注入到平模中，90℃反应10min即可。实施例4：一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂，由以下重量分数的原料制备而成：异佛尔酮二异氰酸酯30份、甲苯-2,4-二异氰酸酯10份、聚己二酸丁二醇酯5份、2,2-双(羟甲基)丙酸20份、聚四氢呋喃醚二醇12份、三羟甲基丙烷1份、二月桂酸二丁基锡0.1份、辛酸亚锡0.1份、一缩二乙二醇4份、双马来酰亚胺2份、丙酮10份、三乙醇胺1份、钠基蒙脱土6份、密胺包覆聚磷酸铵15份、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯2份、有机膨润土和聚酰胺蜡按质量比1：1混合而成的触变剂1份、去离子水10份。密胺包覆聚磷酸铵的制备方法如下：将密胺树脂加入到去离子水中，升温至40℃搅拌溶解后将质量浓度为80％的磷酸滴加进入，滴毕后升温至80℃反应1h，热抽滤后再将聚磷酸铵加入，搅拌1h后自然冷却至室温抽滤，滤饼水洗后真空烘干即为所述密胺包覆聚磷酸铵。上述水性聚氨酯阻燃胶黏剂的制备方法如下：(1)将密胺包覆聚磷酸铵加入到去离子水、丙酮中，超声震荡分散5min；(2)将异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯加入，升温至60℃反应2h，得到预聚物，将预聚物真空脱气；(3)再将聚己二酸丁二醇酯、2,2-双(羟甲基)丙酸、聚四氢呋喃醚二醇、三羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、一缩二乙二醇、双马来酰亚胺、三乙醇胺、钠基蒙脱土、增塑剂、触变剂加入，反应40min后注入到平模中，90℃反应10min即可。实施例5：一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂，由以下重量分数的原料制备而成：异佛尔酮二异氰酸酯40份、甲苯-2,4-二异氰酸酯18份、聚己二酸丁二醇酯10份、2,2-双(羟甲基)丙酸30份、聚四氢呋喃醚二醇16份、三羟甲基丙烷1.5份、二月桂酸二丁基锡0.5份、辛酸亚锡0.5份、一缩二乙二醇8份、双马来酰亚胺5份、丙酮20份、三乙醇胺2份、钠基蒙脱土10份、密胺包覆聚磷酸铵23份、增塑剂邻苯二甲酸二乙酯3份、有机膨润土和聚酰胺蜡按质量比1：1混合而成的触变剂3份、去离子水15份。密胺包覆聚磷酸铵的制备方法如下：将密胺树脂加入到去离子水中，升温至50℃搅拌溶解后将质量浓度为85％的磷酸滴加进入，滴毕后升温至90℃反应3h，热抽滤后再将聚磷酸铵加入，搅拌5h后自然冷却至室温抽滤，滤饼水洗后真空烘干即为所述密胺包覆聚磷酸铵。上述水性聚氨酯阻燃胶黏剂的制备方法如下：(1)将密胺包覆聚磷酸铵加入到去离子水、丙酮中，超声震荡分散15min；(2)将异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯加入，升温至80℃反应5h，得到预聚物，将预聚物真空脱气；(3)再将聚己二酸丁二醇酯、2,2-双(羟甲基)丙酸、聚四氢呋喃醚二醇、三羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、一缩二乙二醇、双马来酰亚胺、三乙醇胺、钠基蒙脱土、增塑剂、触变剂加入，反应60min后注入到平模中，100℃反应20min即可。实施例6：一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂，由以下重量分数的原料制备而成：异佛尔酮二异氰酸酯30份、甲苯-2,4-二异氰酸酯18份、聚己二酸丁二醇酯5份、2,2-双(羟甲基)丙酸30份、聚四氢呋喃醚二醇12份、三羟甲基丙烷1.5份、二月桂酸二丁基锡0.1份、辛酸亚锡0.5份、一缩二乙二醇4份、双马来酰亚胺5份、丙酮10份、三乙醇胺2份、钠基蒙脱土6份、密胺包覆聚磷酸铵23份、增塑剂邻苯二甲酸二异壬酯2份、有机膨润土和聚酰胺蜡按质量比1：1混合而成的触变剂3份、去离子水10份。密胺包覆聚磷酸铵的制备方法如下：将密胺树脂加入到去离子水中，升温至50℃搅拌溶解后将质量浓度为80％的磷酸滴加进入，滴毕后升温至90℃反应1h，热抽滤后再将聚磷酸铵加入，搅拌5h后自然冷却至室温抽滤，滤饼水洗后真空烘干即为所述密胺包覆聚磷酸铵。上述水性聚氨酯阻燃胶黏剂的制备方法如下：(1)将密胺包覆聚磷酸铵加入到去离子水、丙酮中，超声震荡分散5min；(2)将异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯加入，升温至80℃反应2h，得到预聚物，将预聚物真空脱气；(3)再将聚己二酸丁二醇酯、2,2-双(羟甲基)丙酸、聚四氢呋喃醚二醇、三羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、一缩二乙二醇、双马来酰亚胺、三乙醇胺、钠基蒙脱土、增塑剂、触变剂加入，反应60min后注入到平模中，90℃反应20min即可。实施例7：一种水性聚氨酯阻燃胶黏剂，由以下重量分数的原料制备而成：异佛尔酮二异氰酸酯40份、甲苯-2,4-二异氰酸酯10份、聚己二酸丁二醇酯10份、2,2-双(羟甲基)丙酸20份、聚四氢呋喃醚二醇12份、三羟甲基丙烷1.5份、二月桂酸二丁基锡0.1份、辛酸亚锡0.5份、一缩二乙二醇4份、双马来酰亚胺5份、丙酮10份、三乙醇胺2份、钠基蒙脱土6份、密胺包覆聚磷酸铵23份、增塑剂邻苯二甲酸二甲酯2份、有机膨润土和聚酰胺蜡按质量比1：1混合而成的触变剂3份、去离子水10份。密胺包覆聚磷酸铵的制备方法如下：将密胺树脂加入到去离子水中，升温至50℃搅拌溶解后将质量浓度为80％的磷酸滴加进入，滴毕后升温至90℃反应1h，热抽滤后再将聚磷酸铵加入，搅拌5h后自然冷却至室温抽滤，滤饼水洗后真空烘干即为所述密胺包覆聚磷酸铵。上述水性聚氨酯阻燃胶黏剂的制备方法如下：(1)将密胺包覆聚磷酸铵加入到去离子水、丙酮中，超声震荡分散15min；(2)将异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯加入，升温至80℃反应4h，得到预聚物，将预聚物真空脱气；(3)再将聚己二酸丁二醇酯、2,2-双(羟甲基)丙酸、聚四氢呋喃醚二醇、三羟甲基丙烷、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、一缩二乙二醇、双马来酰亚胺、三乙醇胺、钠基蒙脱土、增塑剂、触变剂加入，反应50min后注入到平模中，100℃反应15min即可。性能测试：下表1为本发明实施例1-3水性聚氨酯阻燃胶黏剂的性能测试结果：表1：实施例1实施例2实施例3拉伸强度/mpa32.533.128.6断裂伸长率/％688682653溶胀率/％106103117阻燃等级v-0v-0v-0由上表1可知，本发明水性聚氨酯阻燃胶黏剂具有极优异的力学性能，而且阻燃等级高。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12