一种双组分聚氨酯胶粘剂及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚氨酯胶粘剂领域，涉及木工行业包覆用胶，特别涉及一种双组分聚 氨酯胶粘剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团（一NHCOO-）或异氰酸酯基 (一NCO)的胶粘剂，故聚氨酯胶粘剂表现出高度的活性与极性，与含有活泼氢的基材，如泡 沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料，以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁 的材料都有优良的化学粘接力。
[0003]目前木工包覆用胶主要有单组分的聚氨酯胶粘剂和双组分的聚氨酯胶粘剂，用于 粘接PVC膜与塑钢、PVC膜与密度板、PVC膜与木塑等基材。单组分聚氨酯胶粘剂以HDI、 IPDI为原材料，制备得到的胶粘剂具有无需配胶，操作方法简单，粘接强度高等优点，但存 在后期耐热性差（超过50°C就会发生反弹），气味大（需要添加环己酮等对PVC膜具有腐蚀 性作用的溶剂来提高粘接强度）等不足。双组分聚氨酯胶粘剂以纯MDI为原材料、添加酚 醛树脂（提高初期粘接强度）、粗MDI为固化剂制备得到，具有初期粘接性能和最终粘接性 能好，后期耐热性能好（80°C条件下不反弹）等优势，但存在制备得到的胶水具有颜色（酚 醛树脂的颜色），后期使用过程中会出现变色，影响木工产品后期的光泽度等不足。而且，单 组分聚氨酯胶粘剂使用的原材料HDI、IPDI价格昂贵，双组分聚氨酯胶粘剂使用增粘树脂， 后期制备得到的产品固含量高为32% -35%，成本较高。
[0004]目前市场急需一种粘接性能好、后期耐热性好、无色、气味较低的聚氨酯胶粘剂来 弥补现有木工用胶的不足。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的之一是克服现有技术的不足，提供一种双组分聚氨酯胶 粘剂，该双组分聚氨酯胶粘剂粘接性能好，初期粘接强度和最终粘接强度均强，耐热性能 好，80°C条件下不反弹，无色，气味低，并且由组分A与组分B复配，成本低。
[0006] 本发明的目的之二在于提供一种双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，该方法适用于 工业化生产。
[0007] 为实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
[0008] 双组分聚氨酯胶粘剂，由组分A与含端异氰酸酯基的聚氨酯组分B复配，所述组分 A是由聚酯多元醇与二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI)及配合助剂合成的聚氨酯。
[0009]二苯基甲烧二异氛酸醋（MethylenediphenylDiisocyanate)简称MDI，分为纯 MDI和粗MDI。纯MDI常温下为白色固体，加热时有刺激臭味，沸点196°C，主要用于聚氨酯 硬泡沫塑料、合成纤维、合成橡胶、合成革、粘合剂等。根据其成分，纯二苯基甲烷二异氰酸 酯也属含氮基的有机化合物。
[0010] 进一步，所述的双组分聚氨酯胶粘剂，所述组分B的重量为组分A重量的5-10%。
[0011] 进一步，所述的双组分聚氨酯胶粘剂，所述聚酯多元醇为官能度为2或3、分子量 为500-6000聚酯多元醇。
[0012] 进一步，所述的双组分聚氨酯胶粘剂，所述聚酯多元醇选自聚己二酸己二醇酯二 醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇和聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇 中的一种或多种。
[0013] 进一步，所述的双组分聚氨酯胶粘剂，所述组分A粘度为3500-7500mPa.s/25°C， 组分B粘度为 3500-7500mPa.s/25°C。
[0014] 进一步，所述的双组分聚氨酯胶粘剂，所述含端异氰酸酯基的聚氨酯组分B由聚 酯多元醇和/或聚醚多元醇、异氰酸酯、环氧树脂及配合助剂合成。
[0015] 进一步，所述的双组分聚氨酯胶粘剂，所述聚醚多元醇为官能度为2或3、分子量 为500-6000的聚醚多元醇；所述聚酯多元醇为官能度为2或3、分子量为500-6000聚酯多 元醇。
[0016] 更进一步，所述的双组分聚氨酯胶粘剂，所述异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰 酸酯（PAPI)、2, 4-甲苯二异氰酸酯（TDI)、2, 4' -二苯基甲烷二异氰酸酯（2, 4' -MDI)、六亚 甲基二异氰酸酯（HDI)、二亚甲基苯二异氰酸酯（XDI)、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性MDI(液 化MDI)、3_异氰酸酯基亚甲基-3, 5, 5-三甲基环己基异氰酸酯（异氟尔酮二异氰酸酯， 1^)1)和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯（腫01)中的一种或几种。
[0017] 作为优选的，所述异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI)与2,4_甲苯二 异氰酸酯（TDI)的混合物，或多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI)与六亚甲基二异氰酸酯 (HDI)的混合物，或多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI)与3-异氰酸酯基亚甲基-3, 5, 5-三 甲基环己基异氰酸酯（iroi)的混合物；或多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI)与2, 4'-二 苯基甲烷二异氰酸酯（2, 4'-MDI)的混合物。
[0018] 进一步，所述环氧树脂选自环氧值为0. 11-0. 56环氧树脂中的一种或多种。
[0019] 优选的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，例如包含E-44 (环氧值：0. 41-0. 47)、 E_51(环氧值：0. 48-0. 54)、E-14(环氧值：0. 11-0. 18)和E-55(环氧值：0. 54-0. 56)中的 一种或几种。
[0020] 进一步，所述的双组分聚氨酯胶粘剂，组分A和组分B分别独立包装。
[0021] 进一步，所述的双组分聚氨酯胶粘剂，所述配合助剂为扩链剂、催化剂、稀释剂、除 水剂和偶联剂中的一种或多种。所述扩链剂、催化剂、稀释剂、除水剂和偶联剂为胶粘剂领 域常用的试剂，如所述的扩链剂为乙二醇、1，4- 丁二醇、己二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇、 三羟甲基丙烷、甘油和三羟甲基乙烷和聚醚三醇等中的一种或多种；催化剂为二月桂酸二 丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二（十二烷基硫）二丁基锡中、双吗啉基二乙基醚、 N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、三乙烯二胺和N-甲基咪唑中的一种或多种；稀释剂为二甲苯、 二氯甲烷、环己烷、正己烷、醋酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸异丙酯、碳酸二甲酯和醋酸丁酯中 的一种或多种；除水剂为原甲酸三乙酯、对甲基苯磺酰异氰酸酯等的一种或多种；偶联剂 为硅烷偶联剂，例如包含y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560)、y(甲基丙烯酰 氧）_丙基三甲氧基硅烷（KH-570)、3, 3, 4-三（二辛基磷酰氧基）钛酸异丙酯和3, 3, 10-三 (二辛基磷酰氧基）钛酸乙二酯中的一种或多种。
[0022] 在本发明中，所述组分A的一个具体方案为：
[0023] 所述组分A按重量份计由以下组分合成：
[0024] 聚酯多元醇50-70份；
[0025] 二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI) 10-15份；
[0026] 扩链剂 1. 5-2. 5 份；
[0027]催化剂0? 01-0. 1份；
[0028] 稀释剂 280-400 份；
[0029] 在本发明中，所述组分B的一个具体方案为：
[0030] 所述组分B按重量份计由以下组分合成：
[0031] 聚酯多元醇和/或聚醚多元醇30-70份；
[0032] 异氰酸酯15-40份；
[0033] 环氧树脂5-10份；
[0034] 扩链剂2-10份；
[0035]催化剂0? 01-0. 1份；
[0036]稀释剂100-250份；
[0037] 除水剂0? 5-5份；
[0038] 偶联剂1-10份。
[0039] 本发明进一步还提供了所述的双组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括如下的步 骤：
[0040] (1)组分A的制备
[0041] 将聚酯多元醇投入反应釜中，升温至110-130 °C，真空脱水l_3h，冷却至 70-80°C，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在80°C±5°C条件下预聚l_2h，降温至60-70°C，加 入扩链剂，在70°C±5°C条件下反应1-1. 5h，再加入有机锡类催化剂，继续反应2h-3h，冷却 至30-40°C，加入稀释剂调整粘度在3500-7500mPa.s/25°C即得；
[0042] (2)组分B的制备
[0043] 将聚酯多元醇和/或聚醚多元醇投入反应釜中，升温至110_130°C，真空脱水 1- 3h，冷却至70-80°C，加入异氰酸酯和环氧树脂，在80°C±5°C条件下预聚l_2h，降温至 60-70°C，加入扩链剂，在70°C±5°C条件下反应1-1. 5h，再加入有机锡类催化剂，继续反应 2- 3h，冷却至30-40°C，加入稀释剂调整粘度在100-400mPa.s/25°C，最后加入除水剂、偶联 剂、催化剂搅拌均匀即可。
[0044] 本发明的有益效果：
[0045] (1)本发明的双组份胶粘剂具有粘接性能好（初期粘接性能和最终粘接性能），耐 热性能好（80°C条件下不反弹）；（2)本发明的双组份胶粘剂不添加任何的增粘树脂，无色 透明，后期不存在变色和影响制品光泽度的风险；（3)本发明的双组份胶粘剂使用的是纯 MDI、传统型的聚酯和聚醚多元醇，原材料价格便宜，具有成本低的优势；(4)本发明的双组 份胶粘剂气味低，后期不影响制品的气味。
【具体实施方式】
[0046] 以下将对本发明的优选实施例进行详细描述。优选实施例中未注明具体条件的实 验方法，通常按照常规条件。以下实施例中所用的试剂均来自商业购买。
[0047] 下述实施例中所用的部分试剂：
[0048] 多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI);
[0049] 六亚甲基二异氰酸酯（HDI);
[0050] 碳化二亚胺-脲酮亚胺改性MDI(液化MDI);
[0051] 3-异氰酸酯基亚甲基-3, 5, 5-三甲基环己基异氰酸酯（iroi);
[0052] 二苯基甲烷二异氰酸酯MDI;
[0053]聚醚多元醇GE-210、GE-330N;
[0054]聚己二酸-1，4-1，4- 丁二醇酯PBA1000、2000、3000;
[0055] 1，4- 丁二醇（BDO);
[0056]乙二醇（EG);
[0057] 环氧树脂E-44、E-51、E-55;
[0058] 硅烷偶联剂KH-550、KH-560、KH-792 ;
[0059] 第一部分组分A的制备
[0060] 实施例1组分A的制备
[0061] 组分A按重量份由以下成分制备而成：
[0062] 聚酯多元醇：PBA(2000分子量））：750g;
[0063] 二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI) :145g;
[0064]扩链剂：BDO:18g;
[0065] 催化剂：辛酸亚锡0?5g;
[0066] 稀释剂：乙酯1300g，碳酸二甲酯1300g，二氯甲烷450g，二甲苯602g;
[0067] 将聚酯多元醇投入反应釜中，升温至110_130°C，真空脱水l_3h，冷却至70_80°C， 加入二苯基甲烷二异氰酸酯，在80°C±5 °C条件下预聚l_2h，降温至60-70 °C，加入扩链 剂，在70°C±5°C条件下反应1-1. 5h，再加入有机锡类催化剂，继续反应2h-3h，冷却至 30-40°C，加入稀释剂调整粘度在3500-4500mPa.s/25°C即得。
[0068] 实施例2组分A的制备
[0069] 组分A按重量份由以下成分制备而成：
[0070] 聚酯多元醇：PBA(3000分子量））：750g;
[0071] 二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI) :135g;
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