[发明专利]一种水性聚氨酯胶粘剂

说明书

本发明公开了一种水性聚氨酯胶粘剂，制备原料以重量份数计，包括：聚环氧丙烷醚二醇（PPG2000）1~10份、聚己二酸丁二醇酯（PBA）1~10份、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）5~10份、2,2‑二羟甲基丙酸（DMPA）2~10份、2,2‑二甲基三亚甲基环碳酸酯（PDTC）2~10份、4‑氨基苯磺酸钠（SABS）5~10份、三乙胺（TEA）1~5份、KH570硅烷偶联剂5~10份、纳米氢氧化铝1~10份、无水乙醇20~30份以及蒸馏水为20~57份。本发明还公开了聚氨酯胶粘剂的制备方法。采用本发明所制备的胶粘剂，应用于纺织领域中，可赋予纺织品优异的阻燃性和力学性能，而且耐溶剂性好、绿色环保、粘结强度高，对绒毛、布料具有良好的粘结力。另外，具有较好的稳定性，储存期长，常温密封储存可超过1年以上。

技术领域

本发明属于纺织工程胶粘剂制备领域，尤其涉及一种聚氨酯胶粘剂。

背景技术

聚氨酯（PU）胶粘剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）或异氰酸酯基（-NCO）的胶粘剂，可分为多异氰酸酯和聚氨酯两大类。由于聚氨酯胶粘剂含有这两个基团显示出较高的活性与极性，所以其应用于许多种基材，如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料，以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料，对它们具有优良的粘结力。但是目前聚氨酯胶粘剂还是以溶剂型为主。由于有机溶剂存在易燃、易爆、易挥发、气味大等缺点，容易造成环境污染问题，甚至威胁到人身健康安全。所以环保型水性聚氨酯（WPU）胶粘剂是聚氨酯胶粘剂发展的重要方向，以取代溶剂型胶粘剂。但是大多数水性聚氨酯为线形热塑性聚氨酯，具有较低的相对分子量，因而耐水性、耐溶剂性、拉伸强度等性能较差。水性聚氨酯的改性是目前非常切实可行的方式，可显著改善粘结剂的性能。例如在聚氨酯分子链中引入亲水性基团如羧基、磺酸基团、聚氧乙烯链段、羟甲基等，这些亲水基团都是通过扩链反应引入到聚氨酯分子链中去，但是如果将亲水基团引入到分子链的硬段部分，所得乳胶膜的力学性能和抗剪切性能提高不明显，因此需要改进工艺将亲水性基团引入到分子链的软段，软段增多可以显著改善力学性能，粘结能力增强。另外，胶粘剂中添加纳米材料，可赋予一定的抗菌性、阻燃性以及导电性等性能。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种力学性能优异并兼具一定阻燃性的水性聚氨酯胶粘剂，设计了一种羧酸磺酸型水性聚氨酯胶粘剂。

本发明为了克服现有技术存在的问题，采用以下技术方案：

一种水性聚氨酯胶粘剂，制备原料以重量份数计，包括：聚环氧丙烷醚二醇（PPG2000）1~10份、聚己二酸丁二醇酯（PBA）1~10份、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）5~10份、2, 2-二羟甲基丙酸（DMPA）2~10份、2, 2-二甲基三亚甲基环碳酸酯（PDTC）2~10份、4-氨基苯磺酸钠（SABS）5~10份、三乙胺（TEA）1~5份、KH570硅烷偶联剂5~10份、纳米氢氧化铝1~10份、无水乙醇20~30份以及蒸馏水为20~57份。

水性聚氨酯胶粘剂的制备步骤具体如下：

（1）有机化纳米氢氧化铝的制备。在烧杯中，将KH570硅烷偶联剂加入到无水乙醇中发生醇解，过程中施加机械搅拌加速醇解反应，反应2~3h，然后称取一定量干燥过的纳米氢氧化铝，加入到上述溶液中，利用超声波仪器分散纳米材料20~40 min，获得均匀分散的悬浮液，然后将悬浮液转移到装有回流冷凝管的四口烧瓶中进行加热反应并施加搅拌，反应过程中需要氮气保护，反应一段时间后，将反应所得的悬浮液用高速离心机进行分离，离心后获得了纳米氢氧化铝沉淀，再用剩余的无水乙醇对上述沉淀反复洗涤，去除未反应的KH570硅烷偶联剂，最后将洗涤后的沉淀置于真空干燥箱中烘干，经过研磨得到有机化纳米氢氧化铝白色粉末。

（2）Al（OH）₃/WPU复合胶粘剂的制备