[发明专利]一种单组分聚氨酯胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种单组分聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：在氮气气氛以及搅拌条件下，将所述无水的多元醇混合物加热至60℃～80℃后，加入多异氰酸酯进行反应；降温后，加入扩链剂继续反应，得到聚氨酯预聚体；将所述正硅酸乙酯低聚物分散至硅烷偶联剂中，再加入至得到的所述聚氨酯预聚体中进行反应，得到有机‑无机杂化聚氨酯；将所述有机‑无机杂化聚氨酯与环氧树脂、固化剂以及促进剂均匀混合后，置于真空脱泡机中进行真空脱泡，得到单组分聚氨酯胶黏剂。本发明提供的单组分聚氨酯胶黏剂的制备方法，通过在聚氨酯体系中引入无机相，再采用环氧树脂改性有机‑无机杂化聚氨酯，制备单组份高强度聚氨酯胶黏剂，并进一步提高力学性能。

技术领域

本发明涉及聚氨酯的制备技术领域，具体而言，涉及一种单组分聚氨酯胶黏剂及其制备方法。

背景技术

单组分聚氨酯胶黏剂具有施工方便、冲击强度较高、剥离强度较大、柔韧性较好、耐振动疲劳和低温性能较佳等优点，但是目前的单组分聚氨酯胶黏剂的力学强度较差，限制了单组分聚氨酯胶黏剂作为结构胶的应用。

发明内容

本发明解决的问题是目前的单组分聚氨酯胶黏剂力学强度较差。

为解决上述问题，本发明提供一种单组分聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备正硅酸乙酯低聚物；

S2：对聚醚多元醇以及聚酯多元醇进行减压蒸馏，得到无水的多元醇混合物；

S3：在氮气气氛以及搅拌条件下，将所述无水的多元醇混合物加热至60℃～80℃后，加入多异氰酸酯进行反应；

S4：将步骤S3中反应后的产物降温后，加入扩链剂继续反应，得到聚氨酯预聚体；

S5：将所述正硅酸乙酯低聚物分散至硅烷偶联剂中，再加入至步骤S4得到的所述聚氨酯预聚体中于60℃条件下进行反应，得到有机-无机杂化聚氨酯；

S6：将所述有机-无机杂化聚氨酯与环氧树脂、固化剂以及促进剂于室温下均匀混合后，置于真空脱泡机中进行真空脱泡，得到单组分聚氨酯胶黏剂。

本申请优选步骤S2中的聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇，聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇；并优选步骤S6中真空脱泡机的转速为1200～3000转/分钟，脱泡时间为1～3分钟。

通过正硅酸乙酯低聚物，在聚氨酯体系中引入无机相，得到有机-无机杂化聚氨酯体系，有利于提高聚氨酯的力学强度以及耐热性能；再结合环氧树脂体系中含有的活性极大的环氧基、羟基及醚键、氨基、酯基等极性基团，赋予环氧树脂对金属、陶瓷、玻璃、木材等极性基材以优异的附着力，且其内聚力强，分子结构致密，力学性能高于一般的通用型树脂，采用环氧树脂改性有机-无机杂化聚氨酯，可制备单组份高强度聚氨酯胶黏剂；此外，通过加入硅烷偶联剂，使硅烷偶联剂优先与聚氨酯体系中残余的异氰酸根进行反应，防止异氰酸根在后期固化过程中与水汽反应生成二氧化碳，导致单组分聚氨酯胶黏剂在固化后产生气泡，影响单组分聚氨酯胶黏剂的综合性能。

可选地，步骤S3中，按照重量份数计，所述无水的多元醇混合物的加入量为100～200重量份，所述多异氰酸酯的加入量为20～60重量份；所述反应的时间范围为2～3小时。

可选地，所述多异氰酸酯选自聚合二苯基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的至少一种。

可选地，步骤S4中，按照重量份数计，所述扩链剂的加入量为1～5重量份；所述扩链剂为1，4-丁二醇。并优选加入扩链剂后继续反应5～10分钟。

可选地，步骤S5中，按照重量份数计，所述正硅酸乙酯低聚物的加入量为6～20重量份；所述硅烷偶联剂的加入量为20～60重量份；所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷。优选步骤S5中的反应时间范围为30～60分钟。