[发明专利]用于合成革粘接料的无溶剂型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水性聚氨酯粘接剂技术领域，特别涉及一种用于合成革粘接料的无溶剂型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯制品之一高性能聚氨酯胶粘剂(包括密封剂)因其适中的价格和卓越的低温柔韧性、高断裂伸长率、高剥离强度、耐磨性以及对广泛基材的粘接适应性等特点而著称，已成为各国工业界和消费者普遍关注的工业。而溶剂型聚氨酯胶粘剂含有大量对人体有害的有机溶剂，在使用过程中对环境造成污染。因此，有利于环保及人们身体健康的水性聚氨酯胶粘剂市场前景广阔。水性聚氨酯胶粘剂通过分子设计并结合新的合成和交联改性技术，可以有效控制胶粘剂的组成和结构，从而使其具有很高的粘接强度、耐水、耐溶剂、使用安全、无毒、不燃、无环境污染等。水性聚氨酯胶粘剂已成为发展最快的胶粘剂品种之一。

中国专利申请号200510113972.2提出的一种不含“三苯”溶剂的聚氨酯胶粘剂的制备方法，采用聚酯多元醇高效制备聚氨酯胶粘剂，应用于制鞋粘合剂；此方法虽然避免使用苯、甲苯、二甲苯这些有毒有害物质，然而在聚氨酯胶粘剂制备中需要加入丙酮、二甲基甲酰胺等有机溶剂溶解，这些溶剂极性高、挥发性强，同样会给环境和人们健康带来危害。中国专利申请号200910256521.2提出的一种有机硅/丙烯酸酯双改性水性聚氨酯的制备方法，在聚氨酯链段上引入丙烯酸酯和硅烷，使得聚氨酯具有优良的耐水性及力学性能，但是在制备过程中，有机硅烷需要用丙酮溶解，再减压蒸除；乳液聚合过程需要外加乳化剂和引发剂，而乳化剂一般很难完全除去，这些试剂残留终会影响产品的质量。因此提高聚氨酯胶粘剂的综合性能，减少有机溶剂的使用，以及降低成本，使其更好地应用于胶粘剂领域成为水性聚氨酯胶粘剂发展的重点方向之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于合成革粘接料的无溶剂型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂及其制备方法，该树脂能够用于合成革的胶粘层，经加热固化后，其涂层具有高的附着力、优良的耐水耐溶剂性能等特点。

其技术方案是：一种用于合成革粘接料的无溶剂型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂，其特征在于：以总体反应物的质量为基准，在聚氨酯分子侧链上含有硅氧烷基团，含量为2～7％；同时含有极性基团氰基，含量为0.5～1％；在聚氨酯分子主链末端含有可交联的双键基团，含量为0～0.5％；聚醚和/或聚酯和/或聚丁二烯链段，含量为25～46％，聚丙烯酸酯链段，含量为35～70％。

一种用于合成革粘接料的无溶剂型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂的制备方法，其特征在于：以水性聚氨酯-丙烯酸酯中非水性组分的重量为基准，将5～10％的蓖麻油基聚硅氧烷多元醇和25～46％的大分子多元醇在100～120℃脱水0.5～1.5 小时，加入10～25％的异氰酸酯，在80～100℃反应2～4小时；加入2～7％的亲水单体和0～3％的小分子扩链剂和0.5～3％含氰基功能性单体，在60～90℃反应1～4小时，得到端基为NCO基团的聚氨酯预聚物；反应过程中视粘度大小加入35～70％的丙烯酸酯单体稀释；然后加入0～1％含双键的封端剂，在60～80℃反应0.5～1.5小时；经正丁胺法测定NCO基团反应完全后，将反应产物转入高速剪切分散机，在800～4000转/分钟高速剪切和0～20℃条件下加入3～6％的三乙胺反应1～3分钟，加入150～250％的水，1～5分钟后得到含有丙烯酸酯单体的聚氨酯乳液；将含有丙烯酸酯单体的聚氨酯乳液置于辐射瓶中，利用⁶⁰Co-γ射线，在辐射剂量为90～120Gy/min下照射4～6小时，得到无溶剂型水性聚氨酯-丙烯酸酯树脂。

所述蓖麻油基聚硅氧烷多元醇结构如下：

其中R的结构式为 n为1～30的整数。

所述大分子多元醇为聚己内酯多元醇(PJ)、聚碳酸酯多元醇(PCD)、聚四氢呋喃醚多元醇(PTMG)、聚环氧乙烷多元醇(PEG)、聚环氧丙烷多元醇(PPG)、端羟基聚丁二烯(HTTP)中的一种或几种。

所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1，6-己二异氰酸酯(HDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、萘-1，5-二异氰酸酯(NDI)、多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的一种或几种。

所述亲水单体为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基戊酸、二羟甲基辛酸中的一种或几种。