反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂及其合成方法、应用与流程

1.本发明涉及胶黏剂技术领域，特别涉及一种反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂及其合成方法，以及该胶黏剂在汽车内饰用胶中的应用。


背景技术：

2.聚氨酯(pu)结构中含有氨基甲酸酯基等官能团，故其具有良好的低温性能、弹韧性、耐油性、耐疲劳性和耐磨性等优点。现有技术中，聚氨酯大量的应用胶黏剂领域，但是，目前市面上大多数的聚氨酯胶黏剂都是溶剂型的，即均采用有机溶剂稀释，甚至用到甲苯、苯等禁用溶剂，尽管其黏结效果优良，但带来的缺点危害是显而易见的，如有机溶剂不易安全储存，污染空气，危害人体健康和浪费资源等，特别是在一些封闭空间中的应用，例如汽车内饰用胶中的应用时，常对使用者的健康产生极大的影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂的合成方法，基于该方法合成得到的胶黏剂具有100％固含量，可迅速水溶，粘度低的优点。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
5.一种反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂的合成方法，包括以下步骤：
6.(1)将乙烯基异氰酸酯和二元醇在80℃的温度下进行加成聚合，制得含有乙烯基的聚氨酯反应型溶剂；
7.(2)将所述含有乙烯基的聚氨酯反应型溶剂与丙烯酸酯单体在引发剂存在的条件下，在100-130℃进行自由基聚合，制备得到聚氨酯-丙烯酸共聚物；
8.(3)将所述聚氨酯-丙烯酸共聚物与乙烯基异氰酸酯在引发剂存在的条件下，在80℃下进行自由基聚合，制得端nco聚氨酯-丙烯酸共聚物；
9.(4)将所述端nco聚氨酯-丙烯酸共聚物和三乙醇胺在60℃进行加成反应，得到反应型阳离子聚氨酯-丙烯酸酯；
10.(5)将所述反应型阳离子聚氨酯-丙烯酸酯和中和剂在60℃反应成盐，得到所述反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂。
11.优选地，步骤(1)中，所述乙烯基异氰酸酯和二元醇的摩尔比为(2.05-2.2)：1；
12.步骤(2)中，所述丙烯酸酯单体的用量占总质量的20-50％；
13.步骤(3)中，所述乙烯基异氰酸酯的用量占总质量的10-20％；
14.步骤(4)中，所述三乙醇胺的用量占总质量的2-6％；
15.步骤(5)中，所述中和剂的用量占总质量的0.5-3％。
16.优选地，所述乙烯基异氰酸酯为3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯。
17.优选地，所述二元醇选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚氧化丙烯二醇1000中的至少一种。
18.优选地，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯和丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种。
19.优选地，所述引发剂选自过氧化叔丁基酯、过氧化异丙苯、过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的至少一种。
20.优选地，所述中和剂为冰醋酸或乳酸。
21.本发明还提供了一种采用上述方法合成得到的反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂。
22.本发明还提供了一种上述反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂在汽车内饰用胶中的应用。
23.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
24.本发明提供的合成方法，通过特殊官能团的异氰酸酯单体，将具有一定水溶性的低分子多元醇改性成含有双键的低粘度聚合物，并进一步利用此反应型低粘度聚合物代替传统的溶剂，作为丙烯酸酯反应的稀释剂，从而合成全固含(100％固含量)的树脂，高固含量为树脂提供了良好的丰满度和光泽度；
25.此外，本发明提供的合成方法中，通过在分子链中引入未反应的nco基团，使得树脂在使用过程中可以与受体表面形成化学键合，从而增加与受体的附着力；
26.本发明提供的合成方法中，通过引入含有阳离子基团的三乙醇胺，一方面可以为树脂提供良好的柔软度和手感，另一方面使得树脂可以迅速用水稀释，从而方便施工。
具体实施方式
27.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
28.实施例1
29.本实施例提供了一种反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂的合成方法，包括以下步骤：
30.(1)将3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯和聚乙二醇400在80℃的温度下进行加成聚合，制得含有乙烯基的聚氨酯反应型溶剂；
31.(2)将所述含有乙烯基的聚氨酯反应型溶剂与丙烯酸酯单体在引发剂存在的条件下，在120℃进行自由基聚合，制备得到聚氨酯-丙烯酸共聚物；
32.其中，丙烯酸酯单体是由丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸异冰片酯混合而成；引发剂具体选用过氧化叔丁基酯；
33.(3)将所述聚氨酯-丙烯酸共聚物与3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯在引发剂存在的条件下，在80℃下进行自由基聚合，制得端nco聚氨酯-丙烯酸共聚物；该步骤中，引发剂具体选用偶氮二异丁腈；
34.(4)将所述端nco聚氨酯-丙烯酸共聚物和三乙醇胺在60℃进行加成反应，得到反应型阳离子聚氨酯-丙烯酸酯；
35.(5)将所述反应型阳离子聚氨酯-丙烯酸酯和中和剂在60℃反应成盐，得到所述反
应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂；
36.该步骤中，所述中和剂具体选用冰醋酸。
37.本实施例中，各原料用量如下：
[0038][0039][0040]
实施例2
[0041]
本实施例提供了一种反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂的合成方法，包括以下步骤：
[0042]
(1)将3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯和聚乙二醇600在80℃的温度下进行加成聚合，制得含有乙烯基的聚氨酯反应型溶剂；
[0043]
(2)将所述含有乙烯基的聚氨酯反应型溶剂与丙烯酸酯单体在引发剂存在的条件下，在120℃进行自由基聚合，制备得到聚氨酯-丙烯酸共聚物；
[0044]
其中，丙烯酸酯单体是由丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸异冰片酯混合而成；引发剂具体选用过氧化二异丙苯；
[0045]
(3)将所述聚氨酯-丙烯酸共聚物与3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯在引发剂存在的条件下，在80℃下进行自由基聚合，制得端nco聚氨酯-丙烯酸共聚物；
[0046]
该步骤中，引发剂具体选用偶氮二异丁腈；
[0047]
(4)将所述端nco聚氨酯-丙烯酸共聚物和三乙醇胺在60℃进行加成反应，得到反应型阳离子聚氨酯-丙烯酸酯；
[0048]
(5)将所述反应型阳离子聚氨酯-丙烯酸酯和中和剂在60℃反应成盐，得到所述反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂；
[0049]
该步骤中，所述中和剂具体选用冰醋酸。
[0050]
本实施例中，各原料用量如下：
[0051]
[0052][0053]
实施例3
[0054]
本实施例提供了一种反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂的合成方法，包括以下步骤：
[0055]
(1)将3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯和聚氧化丙烯二醇1000在80℃的温度下进行加成聚合，制得含有乙烯基的聚氨酯反应型溶剂；
[0056]
(2)将所述含有乙烯基的聚氨酯反应型溶剂与丙烯酸酯单体在引发剂存在的条件下，在120℃进行自由基聚合，制备得到聚氨酯-丙烯酸共聚物；
[0057]
其中，丙烯酸酯单体是由丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸异冰片酯混合而成；引发剂具体选用过氧化叔丁基酯；
[0058]
(3)将所述聚氨酯-丙烯酸共聚物与3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯在引发剂存在的条件下，在80℃下进行自由基聚合，制得端nco聚氨酯-丙烯酸共聚物；
[0059]
该步骤中，引发剂具体选用偶氮二异丁腈；
[0060]
(4)将所述端nco聚氨酯-丙烯酸共聚物和三乙醇胺在60℃进行加成反应，得到反应型阳离子聚氨酯-丙烯酸酯；
[0061]
(5)将所述反应型阳离子聚氨酯-丙烯酸酯和中和剂在60℃反应成盐，得到所述反应型全固含阳离子聚氨酯-丙烯酸酯共聚胶黏剂；
[0062]
该步骤中，所述中和剂具体选用冰醋酸。
[0063]
本实施例中，各原料用量如下：
[0064][0065]
对比例1
[0066]
本对比例提供的技术方案中不含残留nco基团，对应上述实施例1，各步骤所用原料如下：
[0067][0068]
对上述实施例和对比例所制备得到的胶黏剂进行性能测试，测试数据汇总于表1中。
[0069]
表1：
[0070][0071]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。