[发明专利]一种单组份湿固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单组份湿固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法。

背景技术

近年来，聚氨酯胶粘剂在胶接不同类型材料方面的应用得到了快速的发展，品种多，性能优异是其显著的特征。单组份湿固化聚氨酯胶粘剂以其包装简单，使用方便的优势，赢得了用户青睐。但是，市场上现有的单组份湿固化聚氨酯胶粘剂在某些木材的拼接、金属板材与PCV膜的粘接与复合、塑铝板的粘接与复合等方面还存在着固化速度较慢，初粘力差，粘接强度较低的缺陷，极需要开发一种新型的单组分湿固化聚氨酯胶粘剂，以解决现有品种不足的需要。

近几年市场上也出现了一些单组份湿固化聚氨酯胶粘剂新品种，在适用范围和产品质量方面都有了一些改进。中国发明专利CN 101629061 B公开了一种“单组分湿固化聚氨酯胶粘剂”，其主体成分端异氰酸基的聚氨酯预聚体是碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯与多苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物与聚酯或聚醚二元醇与扩链剂小分子二元醇反应而成，它主要解决了植绒领域和某些材料的粘接问题。中国发明专利CN 102086370 B公开了“一种集成薄木用单组份湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法”，其主体成分端异氰酸基的聚氨酯预聚体同样是多苯基多亚甲基多异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯与聚酯二元醇反应，再与扩链剂小分子二元醇反应而成，通过加入催化剂和增粘树脂等方法，提高了集成薄木的固化速度和黏接强度。

上述两个单组份湿固化聚氨酯胶粘剂的主体树脂都是PAPI和（或改性）MDI与二元醇（聚酯二元醇、聚醚二元醇、小分子二元醇）反应生成的端-NCO预聚物。一般市售的PAPI含有约50%的单体MDI，MDI是两官能度，与二元醇预聚后的生成物也是两官能度，也就是说这种端-NCO预聚物中约有50%的主链分子是两官能度，这使得体系中分子的平均官能度较低，固化物的交联点较少，虽然采用了增加催化剂、增粘树脂等方法，提高了一定的固化速度、初粘力和粘接强度，但仍难以满足某些产品希望达到的更高性能要求。

中国发明专利CN 103013425 B公开了“实木地板用胶黏剂及其制备方法”，其主体成分端异氰酸基预聚体由多种二官能度异氰酸酯和PAPI混合后与聚醚二醇和聚氧化丙烯三醇的混合物反应制得。虽然，聚氧化丙烯三醇与二异氰酸酯反应能生成三官能度异氰酸酯，但聚氧化丙烯三醇的分子量高达1000～7300，活性反应点比较少，单位体积内生成的三官能-NCO数量有限，再加上聚氧化丙烯三醇是一种高醚键长链柔性分子，对提高强度的贡献非常有限。该发明通过加入增塑剂、纳米填料等方法，提高了实木地板用胶黏剂的弹性和粘接力，解决了实木地板地面采暖以及稳定性不好噪音大的问题。

上述单组份湿固化聚氨酯胶粘剂新品种，虽然在某些特定领域的应用方面有所改进，但在普遍性的多种材料粘接方面仍需进一步开发新品种。

如何从胶粘剂的端异氰酸基预聚物主链分子结构改进方面来进一步提高产品的性能，将是本发明单组份湿固化聚氨酯胶粘剂研究的内容。

发明内容

本发明的目的在于改进现有单组份湿固化聚氨酯胶粘剂存在的不足，提供一种主链结构含有较多氨酯基，分子链较长，平均官能度≥3的高官能度端-NCO预聚物。

通过以下技术方案实现本发明：

在本发明的实施例中，一种单组份湿固化聚氨酯胶粘剂，其特征在于：所述胶粘剂以有机溶剂为溶剂，是由聚醚二元醇和/或聚酯二元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯以及分子量小于200的三元伯醇反应制成；

其中，所述单组份湿固化聚氨酯胶粘剂按以下固体重量份的各组分制备：

端-OH预聚物                            100～130；

多亚甲基多苯基异氰酸酯                  120；

分子量小于200的三元伯醇                 7～10；

其中，所述端-OH预聚物由聚醚二元醇和/或聚酯二元醇与二苯基甲烷二异氰酸酯反应生成，并且，反应的OH/NCO摩尔比为1.15～1.3。

在这些实施例中，所述单组份湿固化聚氨酯胶粘剂是一种高官能度端-NCO预聚物，其平均官能度≥3。

在本发明的一些实施例中，所述单组份湿固化聚氨酯胶粘剂采用的聚醚二元醇和/或聚酯二元醇包括，但不限于聚醚二元醇、聚酯二元醇或它们的混合物。