[发明专利]一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，属于化学合成技术领域。

背景技术

随着人们的安全和环保意识的加强,水性聚氨酯胶黏剂的研究得以迅速发展。水性聚氨酯胶黏剂是指将聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶黏剂,与溶剂型相比具有无溶剂、无污染、成膜性好、粘接力强、和其他聚合物尤其是乳液型聚合物易掺混有利于改性等优点。90年代后已逐渐在汽车内饰物粘接、厨房用品制造、复合薄膜制造、鞋底鞋帮粘接、服装加工等方面得到应用。

国外水性聚氨酯胶粘剂的发展速度明显快于其它胶粘剂产品，且品种多、产量大如拜耳公司U53、U54等系列产品，大日本油墨公司的Hydran Hw及AP系列产品，日本公司的PU乳液CVC36及水性乙烯基PU胶粘剂CU系列产品等，这些胶粘剂一般都具有较好的初粘性、耐水性和耐温性等。近年来环境保护的压力迫使一些传统产品逐渐淡出市场，而高固含量的水性聚氨酯胶黏剂逐渐成为主流产品，水性聚氨酯胶粘剂以其独特的优异性能向着高性能、功能化和进一步扩大应用领域的方向发展。

为了响应环保的要求，现在国内外都在研发性能优异的水性聚氨酯胶黏剂，从而取代溶剂型的胶黏剂。对于亲水性扩链剂，目前，国内常用的亲水性扩链剂是二羟甲基丙酸，之后改用二羟甲基丁酸，专利CN200410101799.X采用二羟甲基丙酸作为亲水性扩链剂，得到的胶黏剂的固含量20%左右。美国专利US-5432228采用乙二胺基乙磺酸钠作为亲水性扩链剂，但是市场上无乙二胺基乙磺酸钠销售，需要进行合成，制备乙二胺基乙磺酸钠所需的原料2-氯乙磺酸钠价格昂贵。现有技术中制备的水性聚氨酯胶黏剂存在如下问题：第一，水性聚氨酯胶黏剂剥离强度普遍很低，第二，胶黏剂固含量低，第三，原材料成本高。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，制备出固含量高，分散稳定性好，剥离强度较高的水性聚氨酯胶黏剂。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法，该方法是以二异氰酸酯、聚乙二醇、聚酯二元醇、羧酸型亲水性扩链剂、小分子扩链剂、磺酸型亲水性扩链剂为反应原料，在催化剂的作用下，加热反应后减压蒸馏得到水性聚氨酯胶黏剂，反应原料组成以摩尔比计，二异氰酸酯︰聚乙二醇︰聚酯二元醇︰羧酸型亲水性扩链剂︰小分子扩链剂︰磺酸型亲水性扩链剂=（25~40）∶3∶7∶Y∶7.5∶（5~Y），Y取值0到5之间、包括0和5的任意数值。

上述的水性聚氨酯胶黏剂中，聚乙二醇、聚酯二元醇分别为聚醚型和聚酯型的多元醇，两者按照不同比例混合使用，得到的胶黏剂的性能比单独使用聚醚型或单独使用聚酯型都要高出很多；优选的，所述聚乙二醇为PEG2k，所述聚酯二元醇为分子量2000的聚酯二元醇，但不限于此。

上述的制备方法中，包括六个步骤：

a．将聚酯二元醇和聚乙二醇加入装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的反应设备中，然后分别加入羧酸型亲水性扩链剂和二异氰酸酯的丙酮溶液，搅拌均匀后，加入催化剂，缓慢升温，在70~80℃，搅拌反应3~4h；

b．加入小分子扩链剂，在60~70℃，搅拌反应1~2h；

c．加入磺酸型亲水性扩链剂，用红外检测，直到异氰酸酯基特征峰消失，得到初聚液；

d．向初聚液中加入中和剂，中和亲水性扩链剂，在30~40℃，搅拌0.5h，得到预聚物；

e．向预聚物中缓慢滴加水，搅拌乳化分散；

f．80℃下减压蒸馏，脱去低沸点溶剂丙酮，即得到水性聚氨酯胶黏剂。

上述的制备方法中，优选的，所述羧酸型亲水扩链剂为2,2-二羟甲基丙酸，2,2-二羟甲基丁酸，二羟基半酯中的一种或几种的组合。

上述的制备方法中，优选的，所述磺酸型亲水扩链剂为乙二胺双-2-羟基丙磺酸钠，1,2-二羟基丙磺酸钠，氨基磺酸钠，1,4-丁二醇-2-磺酸钠及1,4-丁二醇二甲烷磺酸盐中的一种或几种的组合。

上述的制备方法中，优选的，所述聚酯二元醇为聚己二酸-1,4-丁二醇酯、聚己二酸-1,6-丁二醇酯、聚ε-己内酯、聚碳酸酯二元醇、聚四氢呋喃醚中的一种或几种的组合。

上述的制备方法中，优选的，所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺中的一种或几种的组合。