一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及聚氨酯膠黏劑技術領域，具體涉及一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]聚氨酯膠黏劑(PU)由于綜合性能優良而被廣泛地應用于民用、體育、航天、軍事等領域，成為不可缺少的重要材料之一。聚氨酯膠黏劑是指在分子鍵中含有異氰酸酯基(-NC O)及氨基甲酸酯基(-NH - COO _)，具有很高的極性和活潑性的一類膠黏劑。它極易與材料中的活潑氫反應，通過調節原料和配方，可以制備出滿足不同材料之間的粘接要求的產品，其作為粘接和彈性密封材料應用非常廣泛，與泡沫、木材、塑料、皮革、織物、陶瓷、金屬、橡膠、玻璃等材料都具有良好的粘接力，因此在泡沫塑料、彈性體、膠黏劑、涂料等多個領域得到了廣泛的應用。此外，聚氨酯膠黏劑還具有韌性可調節、粘接工藝簡便、極佳的機械性能和優良的耐低溫性能等特性，成為國內外發展最快的膠黏劑之一，產品種類日益繁多，應用范圍日益廣泛，在國民經濟中的地位日益突出。聚氨酯膠黏劑的多樣性以及其優異的粘接特性為許多粘接難題都準備了解決的方法，且特別適用于其他類型膠黏劑不能粘接或粘接有困難的地方。正是由于聚氨酯膠黏劑這種優良的粘接性能和對多種基材的粘接適應性，使其應用領域不斷擴大，在國內外近年來成為發展最快的膠黏劑，其優點是:
1.適用范圍廣，粘接強度高，由于聚氨酯膠黏劑的分子鏈中-NC O具有很高的活性和很強的極性，可以和多種含活潑氫的官能團反應，形成界面化學鍵結合，對多種材料具有極強的黏附性能，是一種應用廣泛且性能優良的膠黏劑。不僅可以粘結多孔性的材料，如泡沫塑料、陶瓷、木材、織物等，而且可以膠接多種金屬、無機材料、塑料、橡膠和皮革等。因而在汽車、木材、鞋業、包裝、建筑、油墨、書籍、鐵路建設、航天器材的粘接、文物保護與修復、軍工產業、文具用品、醫療衛生等方面均有廣泛的應用。2.黏合工藝簡單，使用方便，聚氨酯膠黏劑可加熱固化，也可室溫固化，且固化時一般沒有副反應產生，不易使粘合層產生缺陷。因此粘合工藝簡便，使用方便、簡單快捷。3.可配制不同硬度的膠黏劑，通過調節聚氨酯樹脂的配方，可控制分子鏈中軟段與硬段的比例以及結構，制備得到從柔軟到堅硬的一系列不同硬度的膠黏劑，從而滿足不同材料的粘接。4.突出的耐低溫性能，在極低的溫度下，一般的高分子材料都轉化為玻璃態而變脆，但聚氨酯膠黏劑即使在-2 5 (TC也具有較高的剝離強度。
[0003]現有技術中，木材所使用最多的單組分聚氨酯膠粘劑是水性聚氨酯膠粘劑和熱熔型聚氨酯膠粘劑。水性聚氨酯膠粘劑耐水性較差，固化時間較長；熱熔型聚氨酯膠粘劑使用時需要加熱，且有粘板現象。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是，針對現有的單組分聚氨酯膠粘劑一系列問題，以聚醚多元醇、多異氰酸酯、多元醇、萜烯樹脂為主要原料，提供一種適用于合成木材的單組分濕固化聚氨酯膠粘劑的制備方法，其制備方法的成本低、易操作，制備出的膠黏劑無甲醛釋放，耐水性、耐老化性好，對粘接基材含水率要求低，對被粘材料適應性強，在室溫條件下即可固化且不需要使用其它交聯劑，施工方便，能夠廣泛的用于木材的膠合及二次加工。
[0005]實現本發明采用的技術方案是:一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征是，包括以下步驟:
1)在反應釜中加入聚醚多元醇和多異氰酸酯充分攪拌，反應溫度為80-90°C，反應2-4小時；
2)反應結束后，降溫至40-60°C，緩慢加入多元醇，加入時間為1.5-2小時，加入時溫度控制在55-65°C，加完多元醇后升溫至70-90°C反應2_4小時；
3)降溫至60°C加入萜烯樹脂和溶劑，在80°C反應2小時；
4)加入共聚樹脂和溶劑，在70-90°C反應1-3小時，降溫至常溫過濾制得成品。
[0006]所述步驟I中聚醚多元醇為聚醚二醇、聚醚三醇中的至少一種，所述多異氰酸酯為TD1、IPD1、MD1、HDI中的至少一種。
[0007]所述步驟2中多元醇為乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、季戊四醇、1，4-丁二醇中的至少一種。
[0008]所述步驟3中所述萜烯樹脂為軟化點在85-110°C的萜烯樹脂。所述溶劑為醋酸乙酯、醋酸溶纖劑、醋酸丁酯中的至少一種。
[0009]所述步驟4中所述共聚樹脂為石油與松香的共聚樹脂。
[0010]所述聚醚多元醇分子量為500— 6500。
[0011]所述聚醚多元醇、多異氰酸酯、多元醇、萜烯樹脂、溶劑的質量比為1:0.6-1.5:0.1_0.5:0.1-0.2:0.05_0.5。
[0012]本發明一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法的有益效果是:在雙組分聚氨酯膠粘劑混合和計量過程中耗時少、成本低、易操作，制備出的膠黏劑無甲醛釋放，耐水性、耐老化性好，對粘接基材含水率要求低，對被粘材料適應性強，在室溫條件下即可固化且不需要使用其它交聯劑，施工方便，能夠廣泛的用于木材的膠合及二次加工。
【具體實施方式】
[0013]實施例1:
實施例1的一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其步驟如下:
1)在反應釜中加入分子量為6500的聚醚二醇和TDI充分攪拌，反應溫度為80°C，反應
2.5小時；
2)反應結束后，降溫至45°C，緩慢加入一縮二乙二醇，加入時間為2.0小時，加入時溫度控制在58°C，加完多元醇后升溫至85°C反應2.5小時；
3)降溫至60°C加入軟化點為90°C萜烯樹脂和醋酸溶纖劑，在80°C反應2小時；
4)加入石油與松香的共聚樹脂和醋酸溶纖劑，在80°C反應2小時，降溫至常溫過濾制得成品。
[0014]聚醚二醇、TD1、一縮二乙二醇、萜烯樹脂、醋酸溶纖劑的質量比為1: 0.6:0.2:0.15:0.25。
[0015]實施例2: 實施例2的一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其步驟如下:
1)在反應釜中加入分子量為3500的聚醚三醇和MDI充分攪拌，反應溫度為82°C，反應2小時；
2)反應結束后，降溫至60°C，緩慢加入乙二醇，加入時間為1.8小時，加入時溫度控制在55°C，加完多元醇后升溫至70°C反應4小時；
3)降溫至60°C加入軟化點為110°C萜烯樹脂和醋酸溶纖劑，在80°C反應2小時；
4)加入石油與松香的共聚樹脂和醋酸溶纖劑，在70°C反應3小時，降溫至常溫過濾制得成品。
[0016]聚醚三醇、MD1、乙二醇、萜烯樹脂、醋酸溶纖劑的質量比為1:1.0:0.1:0.18:0.4。
[0017]實施例3:
實施例3的一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其步驟如下:
1)在反應釜中加入分子量為5000的聚醚三醇和MDI充分攪拌，反應溫度為85°C，反應
3.5小時；
2)反應結束后，降溫至55°C，緩慢加入丙二醇，加入時間為1.9小時，加入時溫度控制在62°C，加完多元醇后升溫至75°C反應3小時；
3)降溫至60°C加入軟化點為100°C萜烯樹脂和醋酸丁酯，在80°C反應2小時；
4)加入石油與松香的共聚樹脂和醋酸丁酯，在85°C反應1.5小時，降溫至常溫過濾制得成品。
[0018]聚醚三醇、MD1、丙二醇、萜烯樹脂、醋酸丁酯的質量比為1:0.8:0.4:0.12:0.5。
[0019]實施例4:
實施例4的一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其步驟如下:
1)在反應釜中加入分子量為2000的聚醚二醇和HDI充分攪拌，反應溫度為88°C，反應4小時；
2)反應結束后，降溫至50°C，緩慢加入1，4_丁二醇中，加入時間為1.5小時，加入時溫度控制在65°C，加完多元醇后升溫至80°C反應3.5小時；
3)降溫至60°C加入軟化點為105°C萜烯樹脂和醋酸乙酯，在80°C反應2小時；
4)加入石油與松香的共聚樹脂和醋酸乙酯，在75°C反應2.5小時，降溫至常溫過濾制得成品。
[0020]聚醚二醇、HD1、1，4_ 丁二醇、萜烯樹脂、醋酸乙酯的質量比為1:1.2:0.5:0.2:0.15。
[0021]實施例5:
實施例5的一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其步驟如下:
1)在反應釜中加入分子量為500的聚醚二醇和TPDI充分攪拌，反應溫度為90°C，反應3小時；
2)反應結束后，降溫至40°C，緩慢加入季戊四醇，加入時間為1.7小時，加入時溫度控制在60 C ,加完多兀醇后升溫至90 C反應2小時；
3)降溫至60°C加入軟化點為85°C萜烯樹脂和醋酸乙酯，在80°C反應2小時；
4)加入石油與松香的共聚樹脂和醋酸乙酯，在90°C反應I小時，降溫至常溫過濾制得成品。
[0022]聚醚二醇、Tro1、季戊四醇、萜烯樹脂、醋酸乙酯的質量比為1:1.5:0.3:0.1:0.05。
[0023]本發明的實施例為有限具體實例，并非窮舉，本領域技術人員不經過創造性勞動的簡單復制和改進，仍屬于本發明權利要求所保護的范圍。
【主權項】
1.一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征是，包括以下步驟: 1)在反應釜中加入聚醚多元醇和多異氰酸酯充分攪拌，反應溫度為80-90°C，反應2-4小時； 2)反應結束后，降溫至40-60°C，緩慢加入多元醇，加入時間為1.5-2小時，加入時溫度控制在55-65°C，加完多元醇后升溫至70-90°C反應2_4小時； 3)降溫至60°C加入萜烯樹脂和溶劑，在80°C反應2小時； 4)加入共聚樹脂和溶劑，在70-90°C反應1-3小時，降溫至常溫過濾制得成品。2.根據權利要求1所述的單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征是，所述步驟I)中聚醚多元醇為聚醚二醇、聚醚三醇中的至少一種，所述多異氰酸酯為TD1、IPDI,MD1、HDI中的至少一種。3.根據權利要求1所述的單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征是，所述步驟2)中多元醇為乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、季戊四醇、I，4- 丁二醇中的至少一種。4.根據權利要求1所述的單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征是，所述步驟3)中所述萜烯樹脂為軟化點在85-110°C的萜烯樹脂。5.所述溶劑為醋酸乙酯、醋酸溶纖劑、醋酸丁酯中的至少一種。6.根據權利要求1所述的單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征是，，所述步驟4)中所述共聚樹脂為石油與松香的共聚樹脂。7.根據權利要求1所述的單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征是，所述聚釀多兀醇分子量為500—6500。8.根據權利要求1所述的單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征是，所述聚醚多元醇、多異氰酸醋、多元醇、釀稀樹脂、溶劑的質量比為1:0.6-1.5:0.1-0.5:0.1-0.2:0.05-0.5o
【專利摘要】一種單組份濕固化聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特點是,包括：在反應釜中加入聚醚多元醇和多異氰酸酯充分攪拌，反應溫度為80-90℃，反應2-4小時；反應結束后，降溫至40-60℃，緩慢加入多元醇，加入時間為1.5-2小時，加入時溫度控制在55-65℃,加完多元醇后升溫至70-90℃反應2-4小時；降溫至60℃加入萜烯樹脂和溶劑，在80℃反應2小時；加入共聚樹脂和溶劑，在70-90℃反應1-3小時，降溫至常溫過濾制得成品。在雙組分聚氨酯膠粘劑混合和計量過程中耗時少、成本低、易操作，制備出的膠黏劑無甲醛釋放，耐水性、耐老化性好，對粘接基材含水率要求低，對被粘材料適應性強，在室溫條件下即可固化。
【IPC分類】C08G18/64, C08G18/32, C08G18/10, C08G18/66, C09J175/04, C08G18/48
【公開號】CN104893643
【申請號】CN201510301288
【發明人】時君友
【申請人】北華大學
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月5日