[发明专利]一种纳米改性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯胶黏剂，具体涉及一种纳米改性的聚氨酯胶黏剂。

背景技术

聚氨酯(PU)是一种性能优越的高分子合成材料，在泡沫塑料、弹性体、胶黏剂和涂料等领域得到了广泛应用。聚氨酯类胶黏剂具有优异的粘结性能以及良好的柔韧性、耐冲击性、耐溶剂性、耐磨性、曲挠性和耐低温性能等而广泛应用于复合薄膜、制鞋、皮革、织物、汽车、木材、土木建筑等工业部门及民用领域。目前聚氨酯胶黏剂多以溶剂型为主，溶剂一般是丙酮、丁酮、甲苯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺等挥发性有机溶剂。这些溶剂有毒、易燃、易爆、易挥发，在生产和使用过程中不仅污染环境，安全系数低，并且严重危害人体健康。

水性聚氨酯胶黏剂(WPU)是指以水代替有机溶剂作为分散介质，体系中不含或含有微量的有机溶剂的聚氨酯胶黏剂。其与溶剂型聚氨酯胶黏剂相比，具有无毒、不燃、气味小、节能环保、操作方便等优点，因此越来越受到人们的重视。但是此种胶黏剂的固含量低、耐水性差、干燥速度慢以及体系不稳定等缺点严重制约了其广泛应用。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种能具有较高的固含量，优良的粘结性能，稳定性好，力学性能优异的聚氨酯胶黏剂。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种纳米改性的聚氨酯胶黏剂，以重量百分比计，所述纳米改性的聚氨酯胶黏剂的配方如下：聚酯多元醇10~40份，聚醚多元醇10~60份，异氰酸酯15~30份，二羟甲基丙酸 3~8份，N-甲基吡咯烷酮0.5~1.5份，三乙胺2~4份，纳米蒙脱土0.3~1份，胺扩链剂0.05~0.15份。 

优选的，所述聚酯多元醇由己二酸和1，4-丁二醇制备而成，分子量为2000，OH官能度为2；所述聚醚多元醇分子量为210~2000，OH官能度为2。

优选的，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；其异氰酸酯指数(NCO/OH摩尔比值)为1.1~1.6。

本发明还提供一种纳米改性的聚氨酯胶黏剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

a、将原料聚酯多元醇、聚醚多元醇加热、真空脱水；

b、在步骤a体系中加入异氰酸酯，在催化剂催化下进行预聚反应；

c、在预聚反应后，加入亲水扩链剂和助溶剂，继续反应制得聚氨酯预聚体；

d、将溶有三乙胺、纳米蒙脱土的去离子水溶液与步骤b制得的聚氨酯预聚体进行中和、高速分散乳化；

e、在步骤d所得体系中加入胺扩链剂，制得纳米蒙脱土改性的水性聚氨酯乳液。

优选的，所述步骤a中的聚酯多元醇与聚醚多元醇的质量比为0.1~0.9；加热温度为105~130^oC，真空度为0.08-0.1Mpa，脱水时间为2~3 h。

优选的，所述步骤b中催化剂用量为预聚体总量的万分之一~万分之五；所述异氰酸酯的异氰酸酯指数为1.1~1.6；所述预聚反应温度为65~85^oC，反应时间为1~3h。

优选的，所述步骤c中的亲水扩链剂是二羟甲基丙酸(DMPA)，其用量为预聚体总量的3~8%；所述助溶剂为N-甲基吡咯烷酮（NMP），其用量为预聚体含量的0.5%~1.5%；反应温度为65~85^oC，反应时间为1~3h

优选的，所述步骤d中的三乙胺用量为预聚体总量的2%~4%；所述纳米蒙脱土的用量为乳液总量的0.1%~0.4%；所述分散速度为2000~6000rpm；乳化分散时间为0.5~2h。

优选的，所述步骤e中的胺扩链剂为二乙胺，其加入量为乳液总量的万分之二~万分之五；加料时间为分散过程开始后的30~45min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明制备的纳米改性的聚氨酯乳液储存稳定性好，固含量较高，粘结强度高。

2、本发明制备的纳米改性的聚氨酯乳液成膜性好，胶膜耐热水，力学性能优越。

3、本发明制备纳米改性的聚氨酯乳液的方法工艺简单，成本较低，气味小，有机挥发物含量较少，无需脱丙酮，制备工艺低碳环保。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附后权利要求书限定的范围。

实施例1, 

称取以下原料：

PBA2000      50g

KGF2000      50g