[发明专利]一种溶剂型聚氨酯结构胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯材料技术领域，具体涉及封闭型异氰酸酯及溶剂型聚氨酯结构胶粘剂及其制备方法。

背景技术

据《聚氨酯胶黏剂--制备、配方与应用》(化学工业出版社，2009年版)一书中介绍，溶剂型聚氨酯胶粘剂主要分为单组分溶剂型胶粘剂和双组分溶剂型胶粘剂。单组分溶剂型胶粘剂为在合成的聚氨酯预聚体里添加固化剂、助剂、填料等形成的单一组分的一类胶粘剂，分为固化型、热熔型、封闭型、放射线固化型等几种，具有加工使用方便、贮存时间长等优点。如，单组分湿固化型聚氨酯胶粘剂在单组分胶粘剂中应用较多，单组分湿固化聚氨酯胶粘剂为异氰酸酯基团为端基的聚氨酯预聚体，利用空气或使用材料中所含的水进行交联，达到粘合的目的，但存在着固化慢、胶层中有气泡、强度低的缺点。

双组分聚氨酯胶粘剂具有性能可调，粘结范围广的优点。相比单组分胶粘剂，双组分胶粘剂粘结性能较好。溶剂型双组分聚氨酯胶粘剂由甲、乙两个组分组成，两个组分单独包装，使用前按一定比例配制。甲组分一般称为主剂，多为羟基组分；乙组分一般称为固化剂，多为含游离异氰酸酯基团的组分。也有的主剂为端基异氰酸酯基团的聚氨酯预聚体，固化剂为低分子量多元醇或多元胺，甲组分和乙组分按一定比例混合生成聚氨酯树脂。由于反应性胶粘剂的两个组分混合后发生交联反应，产生固化产物，具有性能可调节、粘合强度大、粘接范围广等优点，已经成为聚氨酯胶粘剂中最重要的一个大类，在胶粘剂中用途广，用量大。但溶剂型双组分聚氨酯胶粘剂需严格分装，使用前混合和计量工序耗费工时，操作时间受限制。目前，单组分、双组分溶剂型聚氨酯胶粘剂都含有活性终端基团(异氰酸酯基团)，贮存、运输需要高密闭体系或氮气保护，使得成本显著增加，而且体系中的游离异氰酸酯具有很大毒性。

如何结合双组分胶粘剂的高性能和单组分胶粘剂的施工方便，目前可见到报道的(如湘潭大学2008年硕士学位论文《水性聚氨酯肟类封闭剂的合成与应用》、中国《中国胶粘剂》2009年10月18卷10期15-18页《低温塑化型PVC溶胶用封端聚氨酯的研制》)热固化单组分胶粘剂体系具有很好的粘结性能和施工工艺，热固化单组分胶粘剂体系中一般含有两种组分，这种胶粘剂通过主组分和固化剂活性基团之一或二者用物理或者化学方法予以封闭或者钝化，因而常温下不发生固化反应，但在加热至适当温度时会发生活性基团的解封闭反应，或发生物理状态变化消除钝化状态，继而发生固化反应。主要有封闭固化剂和聚氨酯预聚物体系，但封闭固化剂和聚氨酯预聚物体系中封闭固化剂解封会释放出有毒的解封剂。

目前，结构胶粘剂多用于工程结构件的粘接，是一类能在额定时间内承受许多应力环境作用而不被破坏的胶粘剂，具有耐化学品和其他介质、耐老化等特性。目前结构胶粘剂多以双组分溶剂型为主。

发明内容

本发明的目的是提出一种溶剂型聚氨酯结构胶粘剂及其制备方法，以提供反应速率高、对人体无害、加工使用方便、粘结性能优异的溶剂型聚氨酯结构胶粘剂，克服现有技术的上述不足。

本发明的溶剂型聚氨酯结构胶粘剂，含有两种组分，其中一种组分是羟基封端的聚氨酯预聚体或封闭型聚氨酯预聚体，简称为甲组分，另一种组分是三羟基化合物或封闭型异氰酸酯固化剂，简称为乙组分；其特征在于：其中甲组分和乙组分按质量份比为2-20:1，并与质量百分比为0-30％的填料、0-3％的偶联剂、0-1％的抗氧化剂、0-20％的中和剂、0-1％的紫外吸收剂和0-3％的流平剂混合而成的溶剂型聚氨酯结构胶粘剂；

当所述甲组分为羟基封端的聚氨酯预聚体时，与之相配合的乙组分为封闭型异氰酸酯固化剂；

当所述甲组分为封闭型聚氨酯预聚体时，则与之相配合的乙组分可选用三羟基化合物或封闭型异氰酸酯固化剂；

所述填料选自碳酸钙、氢氧化钠、滑石粉或纳米二氧化硅，或其中两种及两种以上的混合物；

所述偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)；

所述抗氧化剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、二苯胺、对苯二胺或二氢喹啉；

所述紫外吸收剂选自2,4-二羟基二苯甲酮或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；

所述流平剂优选采用德国毕克公司产品聚醚改性聚二甲基硅氧烷(BYK-333)或聚醚改性聚二甲基硅氧烷(BYK-306)。