高性能铝板粘合剂及其制备方法与流程

本发明属于聚氨酯粘合剂，具体涉及高性能铝板粘合剂及其制备方法。

背景技术：

1、蜂窝铝板是一种新型环保复合型材料，由“面板＋蜂窝芯＋底板”组成，即双层铝合金板和双层粘合层，中间采用铝制蜂窝心，因其防火防潮、隔音隔热较好、便于清洁，广泛应用于建筑室内外环境中。

2、蜂窝铝板复合材料的性能通过铝结构粘合剂实现，蜂窝铝板间蜂窝材料与板材间的粘接强度的高低，直接影响蜂窝铝板的使用安全性及使用寿命。目前国内蜂窝铝粘合剂多以无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂为主，通过两组分间的快速反应粘接蜂窝铝材料。行业内双组分粘合剂以蓖麻油体系为主导，具有耐水解、耐老化等诸多优点，但蓖麻油分子量小，所制备的粘合剂具有硬脆的特点，同时因蓖麻油分子量小官能高反应活性快，粘合剂可操作时间短。以蓖麻油为基础，引入聚醚多元醇，一方面粘接强度低，另一方面反应活性低，要熟化一定时间后才能达到最大强度。在蓖麻油体系基础上，引入聚酯多元醇，粘接强度有改善，但加入填料后触变性大、流动性差，在下游使用中受到限制。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高性能铝板粘合剂，从分子链结构设计出发，采用官能度≥2的改性聚醚酯多元醇作为主要成分，从而有效地克服了传统聚酯多元醇中存在的强极性酯键触变性大和聚醚多元醇粘接强度低的技术难题，该粘合剂不仅可以替代蓖麻油在铝板粘合剂领域的应用，而且表现出了卓越的性能和显著的价格优势，在铝板粘合剂领域具有广阔的应用前景。

2、本发明的另一个目的在于提供一种高性能铝板粘合剂的制备方法，科学合理，简单易行。

3、本发明所采取的技术方案如下：

4、所述的高性能铝板粘合剂，由a组分与b组分按质量比（3~4）:1反应制备而成；

5、其中，所述的a组分由以下重量份数的原料组成：

6、改性聚醚酯多元醇：40~50份；

7、无机填料：50~60份；

8、防沉降剂：0.5~0.8份；

9、除水剂：1~2份；

10、所述的b组分为多异氰酸酯；

11、所述的改性聚醚酯多元醇是以芳香族二元酸、小分子醇为原料先进行酯化反应，然后再与植物油脂、聚醚多元醇进行酯交换反应制备得到，其结构式如下：

12、；

13、式中，左侧为聚醚段，中间为聚酯段，右侧为植物油烷烃段；r1、r2为h、-ch2ch3或含有-oh的结构，r3为2~6个-ch2-结构，r4、r5为烷基或含-oh的结构，1≤n≤3；聚醚段中波浪线结构为聚氧化丙烯链-(ch3chch2o)n-，聚酯段中波浪线结构表示不同结构的小分子醇，植物油烷烃段中波浪线结构为十八碳烯酸；

14、所述的小分子醇的官能度≥3。

15、所述的芳香族二元酸为邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸或邻苯二甲酸酐中的一种；所述的小分子醇为甘油、三羟甲基丙烷或双(三羟甲基)丙烷中的一种以上。

16、所述的植物油脂为大豆油、棕榈油、玉米油或棉籽油中的一种；所述的聚醚多元醇为以胺类化合物为起始剂的含氮聚醚多元醇，优选为inovol r403、inovol r404或inovolr405中的一种，购自山东一诺威新材料有限公司。

17、所述的芳香族二元酸与小分子醇的摩尔比为1:（1.5~2.1）；所述的植物油脂的质量为改性聚醚酯多元醇总量的27.7~38.1wt.%；所述的聚醚多元醇的质量为改性聚醚酯多元醇总量的6.9~14.4wt.%。

18、所述的改性聚醚酯多元醇的制备方法为：在氮气保护下，以芳香族二元酸、小分子醇为原料先进行酯化反应，温度为220~230℃，时间为6~8h；然后再与植物油脂、聚醚多元醇进行酯交换反应，真空度为-0.09~-0.095mpa，温度为230~235℃，时间为4~6h。

19、所述的改性聚醚酯多元醇的羟值为160~200mgkoh/g，酸值≤1mgkoh/g，25℃粘度为400~800cps。

20、所述的无机填料为重钙粉或滑石粉中的一种。

21、所述的防沉降剂为气相白炭黑或膨润土中的一种。

22、所述的除水剂为3a分子筛、4a分子筛或5a分子筛中的一种。

23、所述的高性能铝板粘合剂的制备方法，步骤如下：

24、将改性聚醚酯多元醇、无机填料、防沉降剂和除水剂混合搅拌，然后在105~110℃温度、真空-0.1mpa下脱除水分和气泡，降温放料即得a组分；将a组分与b组分混合均匀，即得高性能铝板粘合剂。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

26、（1）本发明所述的改性聚醚酯多元醇，通过分步酯化、酯交换反应制得嵌段结构，克服了聚酯多元醇分子结构中强极性酯键的触变性大、聚醚多元醇粘接强度低的技术缺陷，性能优异且价格低廉，在铝板粘合剂领域具有广阔的应用前景；

27、（2）本发明所述的高性能铝板粘合剂，从分子链结构设计出发，一方面，采用芳香族二元酸和3官及以上小分子醇制备得到官能度≥2的聚酯链段，赋予了聚醚酯多元醇较高的强度及反应活性；另一方面，分子链中还引入了植物油脂的长链烯烃结构，降低了分子链极性，解决了在聚酯多元醇中填加无机填料时触变性大的问题，所制得的a组分粘度低、流动性好，方便下游操作使用；

28、（3）本发明所述的高性能铝板粘合剂，在分子链中引入了以胺类化合物为起始剂的含氮聚醚多元醇，进一步提高了a组分的流动性，同时氨基基团的引入赋予了聚醚酯多元醇分子自催化的功能，提高了粘合剂后期的固化速度，大大提高了生产效率；

29、（4）本发明所述的高性能铝板粘合剂的制备方法，不需要使用任何溶剂，安全环保，简单易行，适合工业化生产。

技术特征：

1.一种高性能铝板粘合剂，其特征在于，由a组分与b组分按质量比（3~4）:1反应制备而成；

2.根据权利要求1所述的高性能铝板粘合剂，其特征在于，所述的芳香族二元酸为邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸或邻苯二甲酸酐中的一种；所述的小分子醇为甘油、三羟甲基丙烷或双(三羟甲基)丙烷中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的高性能铝板粘合剂，其特征在于，所述的植物油脂为大豆油、棕榈油、玉米油或棉籽油中的一种；所述的聚醚多元醇为以胺类化合物为起始剂的含氮聚醚多元醇。

4.根据权利要求1所述的高性能铝板粘合剂，其特征在于，所述的芳香族二元酸与小分子醇的摩尔比为1:（1.5~2.1）；所述的植物油脂的质量为改性聚醚酯多元醇总量的27.7~38.1wt.%；所述的聚醚多元醇的质量为改性聚醚酯多元醇总量的6.9~14.4wt.%。

5.根据权利要求1所述的高性能铝板粘合剂，其特征在于，所述的改性聚醚酯多元醇的制备方法为：在氮气保护下，以芳香族二元酸、小分子醇为原料先进行酯化反应，温度为220~230℃，时间为6~8h；然后再与植物油脂、聚醚多元醇进行酯交换反应，真空度为-0.09~-0.095mpa，温度为230~235℃，时间为4~6h。

6.根据权利要求1所述的高性能铝板粘合剂，其特征在于，所述的改性聚醚酯多元醇的羟值为160~200mgkoh/g，酸值≤1mgkoh/g，25℃粘度为400~800cps。

7.根据权利要求1所述的高性能铝板粘合剂，其特征在于，所述的无机填料为重钙粉或滑石粉中的一种。

8.根据权利要求1所述的高性能铝板粘合剂，其特征在于，所述的防沉降剂为气相白炭黑或膨润土中的一种。

9.根据权利要求1所述的高性能铝板粘合剂，其特征在于，所述的除水剂为3a分子筛、4a分子筛或5a分子筛中的一种。

10.一种权利要求1~9任意一项所述的高性能铝板粘合剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

技术总结
本发明属于聚氨酯粘合剂技术领域，具体涉及高性能铝板粘合剂及其制备方法。由A组分与B组分反应制备而成，其中，所述的A组分由以下原料组成：改性聚醚酯多元醇，无机填料，防沉降剂和除水剂，所述的B组分为多异氰酸酯；所述的改性聚醚酯多元醇是以芳香族二元酸、小分子醇为原料先进行酯化反应，然后再与植物油脂、聚醚多元醇进行酯交换反应制备得到。本发明采用改性聚醚酯多元醇作为主要成分，有效地克服了传统聚酯多元醇中存在的强极性酯键触变性大和聚醚多元醇粘接强度低的技术难题，该粘合剂不仅可以替代蓖麻油在铝板粘合剂领域的应用，而且表现出了卓越的性能和显著的价格优势，在铝板粘合剂领域具有广阔的应用前景。

技术研发人员：杨苹苹,刘广臣,王文博,孙红梅,王伟
受保护的技术使用者：山东一诺威聚氨酯股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1