水性聚氨酯胶黏剂的制备方法及高耐久性聚氨酯胶黏剂与流程-凯发k8娱乐

本发明涉及胶黏剂制备领域，具体涉及水性聚氨酯胶黏剂的制备方法及高耐久性聚氨酯胶黏剂。

背景技术：

1、聚氨酯胶黏剂是分子链中含有氨酯基(-nhcoo-)和/或异氰酸酯酯基(-nco-)类的胶黏剂。聚氨酯胶黏剂由于具有良好的耐低温性，耐磨性，耐腐蚀性以及对各种基材有着良好的粘黏性等特点，使得被广泛应用于汽车、建筑、纺织、复合薄膜等领域。在传统的胶黏剂和涂料领域，溶剂型聚氨酯胶黏剂的使用较为广泛，但溶剂型聚氨酯胶黏剂由于含有挥发性有机化合物，会污染环境，而水性聚氨酯胶黏剂以水为溶剂，具有环境友好、无毒、不易燃等特点，近年来获得快速发展。但水性聚氨酯胶黏剂由于其固含量低，使得干燥成膜速度慢，初黏性低，耐水性不好，耐高温性能差，硬度低且贮存稳定性较差，因此，水性聚氨酯胶黏剂容易在高温环境下老化发黄，失去粘度，耐久性不高。

2、专利文献cn202111549596.7公开了一种水性聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括：氮气保护下，将聚酯多元醇、聚醚多元醇、二异氰酸酯、有机锡催化剂和二羟甲基丙酸加入反应釜中，80-90℃反应1.5-2.5h，制得聚氨酯预聚体；向聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂，以丙酮作溶剂65-75℃回流反应2-3h，然后加入水性硅烷低聚物反应0.8-1.2h，然后加入成盐剂中和，最后加水乳化，减压蒸馏除丙酮，得到水性聚氨酯胶黏剂。该发明通过水性硅烷低聚物对水性聚氨酯进行改性，显著增强了水性聚氨酯胶黏剂的耐水性和粘接强度。然而，该胶黏剂还存在耐高温和初粘性能有待进一步提高的缺陷。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的不足，本发明提供了水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，该方法通过将环氧丙烯酸树脂和聚氨酯预聚体反应，能够防止环氧树脂加入到聚氨酯胶黏剂中导致快速结团固化，且反应发生条件简单，易操作，利于实施；该方法还将尿素加入到聚氨酯预聚体中，尿素不仅能作为封端剂使用，且在后续分解后还能与环氧丙烯酸树脂反应，能够引入亲水基团作为水合剂促使反应更好得进行，从而得到均匀的结构和良好的力学性能，且起到扩链剂的作用，有效提高水性聚氨酯胶黏剂的粘度。本发明还提供了高耐久性聚氨酯胶黏剂，该胶黏剂是由上述水性聚氨酯胶黏剂的制备方法制得，结合了环氧丙烯酸树脂的性能，提升了水性聚氨酯胶黏剂的耐高温性能和耐水性能，从而大大提升了耐久性。

2、对于制备方法，本发明提供以下技术方案：水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，具体制备过程如下：

3、s1，将聚氧化丙烯二醇进行脱水处理，再将二苯甲烷二异氰酸酯加入到反应釜中，通入氮气，搅拌升温至50-55℃后，滴加聚氧化丙烯二醇，滴加过程中控制反应温度为60-65℃，滴加完全后，搅拌10-15min，观察反应釜中聚氧化丙烯二醇完全溶解于二苯甲烷二异氰酸酯后，加入二月桂酸二丁基锡，升温至70-80℃反应5-6h，得端nco聚氨酯预聚体；其中，聚氧化丙烯二醇数均分子量为1000,原料组分按重量份计包括：聚氧化丙烯二醇60-65份，二苯甲烷二异氰酸酯85-90份，二月桂酸二丁基锡0.2-0.4份；

4、s2，将尿素和端nco聚氨酯预聚体加入到反应釜中，通入氮气，升高温度至110-120℃，搅拌混合5-10min，再加入三亚乙基二胺，保温反应3-5h，旋蒸除去未反应的小分子物质，得尿素封端nco聚氨酯预聚体；其中，尿素和端nco聚氨酯预聚体摩尔比为1-1.4：1，同时每摩尔的端nco聚氨酯预聚体加入三亚乙基二胺5-8g；

5、s3，将环氧树脂加入到反应釜中，在90-100℃下减压脱水处理，再加入甲苯，调整温度到75-80℃，搅拌溶解，再通入氮气，加入对羟基苯甲醚，升温到90-100℃，搅拌10-20min，将丙烯酸和三苯基膦混合，得混合液，向反应釜中滴加混合液，控制在1h内滴加完毕，升温至100-110℃，搅拌反应3-4h，旋蒸除去甲苯和小分子物质，得环氧丙烯酸树脂；其中，原料组分按重量份计包括：环氧树脂80-85份，甲苯40-50份，对羟基苯甲醚0.4-0.5份，丙烯酸20-30份，三苯基膦1-3份；

6、s4，将尿素封端nco聚氨酯预聚体加入到反应釜中，减压升温至100-110℃进行脱水干燥，通入氮气，升温至130-140℃，保温搅拌1-2h，再冷却至60-70℃后加入环氧丙烯酸树脂，搅拌5-10min，再加入四丁基溴化铵，搅拌反应3-5h，得交联聚氨酯/环氧树脂共聚物；其中，尿素封端nco聚氨酯预聚体和环氧丙烯酸树脂的摩尔比为1:1.3-1.5，同时每摩尔的尿素封端nco聚氨酯预聚体加入四丁基溴化铵14-17g；

7、s5，将交联聚氨酯/环氧树脂共聚物加入到反应釜中，调整反应釜温度至30-40℃，加入三乙胺，搅拌反应1-2h，再加入去离子水，高速搅拌5-10min，得聚氨酯胶黏剂；其中，原料组分按重量份计包括：交联聚氨酯/环氧树脂共聚物84-87份，三乙胺4-7份，去离子水135-140份。

8、与现有技术相比，本发明的水性聚氨酯胶黏剂制备方法取得了如下有益的技术效果：

9、采用聚氧化丙烯二醇和二苯甲烷二异氰酸酯作为原料，在催化剂的作用下合成端nco聚氨酯预聚体，端nco聚氨酯预聚体具有高反应特性，能和很多有机化合物反应从而引进特殊基团改变聚氨酯胶黏剂性能，具体表现为：环氧树脂和丙烯酸进行开环反应生成环氧丙烯酸树脂后和端nco聚氨酯预聚体反应，能够防止环氧树脂加入到聚氨酯胶黏剂中导致快速结团固化，环氧丙烯酸树脂上的羟基和聚氨酯预聚体的异氰酸酯基发生交联反应使得聚氨酯预聚体上引进了环氧丙烯酸树脂基团，环氧丙烯酸树脂具有较好的粘接性能，热稳定性能，化学稳定性能，力学性能以及耐水性能，从而大大提升了聚氨酯胶黏剂的耐久性，且环氧丙烯酸树脂易固化，没有挥发性有机物(voc)的产生，既提升了水性聚氨酯胶黏剂的固化速度，也降低了有机化学试剂对环境的污染。

10、尿素成本低，经济环保，将尿素加入到端nco聚氨酯预聚体中作为封端剂使用，和端nco聚氨酯预聚体发生封端反应，降低了端nco聚氨酯预聚体的反应活性，提升了贮存时间，在后续反应步骤中在高温的条件下尿素封端nco聚氨酯预聚体重新分解为端nco聚氨酯预聚体和尿素，进行下一步反应，避免贮存时期端nco聚氨酯预聚体反应变质；重新分解的尿素中的氨基在三乙胺的碱性条件下和环氧丙烯酸树脂中的羰基发生加成反应，引入氨基亲水基团，作为水合剂，促使环氧丙烯酸树脂能够很好的和聚氨酯预聚体反应，获得良好的结构和力学性能，且尿素还能作为扩链剂和聚氨酯预聚体进一步发生交联反应，提升了水性聚氨酯胶黏剂的粘度，尿素既能作为封端剂使用，又能在后续反应中作为水合剂和扩链剂使用，不需要加入其他化合试剂，节约了生产成本，且尿素绿色环保，进一步提升了水性聚氨酯胶黏剂的环保属性。

11、对于聚氨酯胶黏剂，本发明提供以下技术方案：高耐久性聚氨酯胶黏剂，按照上述要求所述的水性聚氨酯胶黏剂的制备方法制得。

12、与现有技术相比，本发明的高耐久性聚氨酯胶黏剂取得了如下有益的技术效果：结合了环氧丙烯酸树脂的热稳定性能，化学稳定性能以及耐水性能，从而大大提升了聚氨酯胶黏剂的耐久性；加入了尿素，作为水合剂促使环氧丙烯酸树脂和聚氨酯预聚体结合获得良好的力学性能，且进一步提升了聚氨酯胶黏剂的粘结性能。