[发明专利]单组分湿固化聚氨酯胶粘剂

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种单组份湿固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法， 这种胶粘剂利用主体成份中强极性基团NCO基与空气中或被粘物表 面的微量水份或活泼氢反应交联产生粘接强度。特别适用于室温下某 些金属如铝、铁、镀锌板或非金属如ABS、PVC、PC、PVC橡塑件 及硬木制品等的静电植绒或粘接。

背景技术

聚氨酯胶粘剂具有良好的粘接性、品种多样性、突出的耐油、耐 低温和耐冲击性能使其在近几十年来得到了很快的发展。单组份湿固 化聚氨酯胶粘剂由于其单液包装，使用方便，不会造成双组份配胶的 麻烦和用不完而固结浪费的弊病，因此很受用户青睐。但是，单组份 湿固化聚氨酯胶粘剂以往固化速度较慢，初粘力较差，粘接强度或植 绒制品往往存在粘接性或耐磨牢度不足的缺点，在某些粘接或静电植 绒场合难以适用。因此以往在要求较高的场合大多采用双组份聚氨酯 胶粘剂或使用单组份“封闭型”聚氨酯植绒胶。“封闭型”单组份聚氨酯 胶粘剂使用时需要加热，以达到封闭剂的解封闭温度，使其释放出 -NCO基然后再与组份中的活泼氢反应交联固化。由于使用温度较 高，若要求在室温下粘接或植绒固化则不能采用。

另外近些年来，也有在单组份湿固化聚氨酯胶粘剂中引入潜固剂 如噁唑烷类、封闭了的多元胺类等化合物组成潜固型单组份湿固化聚 氨酯胶粘剂。这种胶遇水或潮气时，潜固剂会先与水份反应生成含活 性氢基团的化合物，这种化合物与异氰酸基(-NCO)的反应活性比 水高，能提高初粘性，同时避免胶层产生气泡，但目前尚存在成本较 高的问题。

发明内容

目前市场急需开发粘接性能优良、使用方便、贮存稳定且固化速 度较快的单组份湿固化聚氨酯胶粘剂。

本发明的目的是为适应市场的需要，改进现有单组份聚氨酯胶粘 剂应用于粘接或植绒领域技术的某些不足，提高粘接强度或植绒毛的 耐磨牢度，并使韧性、手感与粘接性达到一定的平衡，同时使胶液具 有较快的固化速度和较长的适用时间。

本发明以混合多异氰酸酯与一种或二种以上聚酯多元醇或聚醚 多元醇或他们的混合物反应或经扩链生成的端异氰酸基的聚氰酯预 聚体与复合催化剂、稳定剂、抗氧剂、偶联剂及稀释剂来制成。其中 用于端异氰酸基的聚氨酯预聚体合成的多异氰酸酯选择碳化二亚胺 改性的二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)或4，4’-二苯基甲烷二 异氰酸酯与多苯基多次甲基多异氰酸酯(PAPI)的混合物，这种混 合的多异氰酸酯可含有较少低活性的2，4-MDI异构体，因此反应或 固化速度相对较快，也可采用含较多低活性的2，4-MDI来合成端异氰 酸基的聚氨酯预聚体。根据粘接材料对韧性的要求，上述MDI用量 与PAPI的重量比在5～50∶95～50的范围内调节，其中以重量比 10～30∶90～70较好，平均官能度为2.45～2.65。聚酯多元醇是由己 二酸、癸二酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐或对苯二甲酸中的一种或 二种以上的二元酸与乙二醇、丁二醇、丙二醇、新戊二醇、一缩二乙 二醇、1，6己二醇或1，4二甲基环己基二醇等中的一种或者二种以 上二元醇缩聚反应制备，其数均分子量为400～2500；聚醚多元醇是 由聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯-乙烯二醇、聚四氢呋喃二醇或共聚 醚二醇等中的一种或二种以上的混合物，其数均分子量为400～4000； 也可聚酯聚醚混合使用。为保证适当的交联密度和所需的性能往往采 用不同分子量的多元醇混合来合成，多异氰酸酯与多元醇的NCO/OH 摩尔比一般为3∶1～5∶1，端异氰酸基的聚氨酯预聚体中的-NCO为 预聚体总量的9-13重量％之间为好。

复合催化剂是由主催化剂和助催化剂组成，主催化剂是从双吗啉 二乙基醚、双(2，6二甲基吗啉乙基)醚、1，2，4三甲基哌嗪、异 辛酸铋、异辛酸锌、异辛酸锡或二月桂酸二丁基锡中选择一种或二种， 与助催化剂1，3二甲基-2-咪唑啉酮组成复合催化剂，主催化剂与 助催化剂的重量比为1～10∶1，复合催化剂用量为端异氰酸基的聚氨 酯预聚体总量的0.025～0.25重量％。

稳定剂是从H₃PO₄、油酸、硝基苯甲酸、邻氯苯甲酸或丙二酸二 乙酯中选择一种或二种。其用量为端异氰酸基的聚氨酯预聚体总量的 0.001～0.5重量％。