[发明专利]一种双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法与应用，属于胶粘剂技术领域。本发明聚氨酯胶粘剂包括A组分和B组分，所述A组分为聚氨酯预聚体，所述聚氨酯预聚体是由40‑80重量份多元醇、30‑50重量份二异氰酸酯和0.005‑0.01重量份催化剂为原料反应制得；所述B组分由质量比为7‑15:1‑5的扩链剂和交联剂组成；所述交联剂为三羟甲基丙烷、丙三醇中的至少一种。本发明的聚氨酯胶粘剂无溶剂、对环境友好；无需潮气固化，自身能够固化形成紧密的结构，抑制气泡的产生；无填料，即可具有粘接性能高、耐高温的优点。

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其涉及一种双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法与应用。

背景技术

聚氨酯对于很多材料都具有较好的粘接力，使用与很多领域，比如汽车领域、木材领域、鞋用领域、包装领域、建筑领域、油墨领域、橡胶领域等。在橡胶粘接方面多采用多异氰酸酯粘接剂或者橡胶类改性聚氨酯胶粘剂，里面大多含有溶剂，依靠溶剂使得橡胶表面出现溶胀效果，小分子多异氰酸酯渗透入橡胶的表层内部，与橡胶内部存在的活泼氢发生化学反应，形成化学共价键，此外，还可以通过潮气生成分子间作用力更强的脲基和缩二脲。同时胶粘剂通过加热固化时异氰酸酯可能会发生自聚，形成牢固的交联结构，与橡胶分子的交联网络结构形成更强的互穿交联网络结构，使得胶层与橡胶具有优良的粘接效果。不过，由于使用了溶剂和需要潮气固化，都导致橡胶粘接橡胶的接头里存在微小气泡，溶剂的挥发会产生大量的VOC，不符合目前绿色化工生产的主题。同时高温加热可能会降低橡胶制品的性能，这些都会降低聚氨酯胶粘剂的粘接剪切强度，需要添加耐高温填料和/或助剂减少高温对聚氨酯胶粘剂的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种无填料、无溶剂添加、耐高温的双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

第一方面，本发明提供了一种双组份聚氨酯胶粘剂，包括A组分和B组分；

所述A组分为聚氨酯预聚体，所述聚氨酯预聚体是由40-80重量份多元醇、30-50重量份二异氰酸酯和0.005-0.01重量份催化剂为原料反应制得；

所述B组分由质量比为7-15:1-5的扩链剂和交联剂组成；所述交联剂为三羟甲基丙烷、丙三醇中的至少一种。

本发明以高极性的聚氨酯预聚体作为主体，其主要是以多元醇、二异氰酸酯和催化剂为原料反应制得，所述聚氨酯预聚体结构中含有大量的异氰酸酯基，聚氨酯预聚体可以调节聚氨酯胶粘剂的极性和内聚强度，从而调节聚氨酯的粘附性能和耐高温性能。本发明引入了交联剂和扩链剂，交联剂和扩链剂中的羟基与聚氨酯预聚体中的异氰酸酯基发生反应，生成更高交联密度的网络结构，大大增强了胶粘剂的内聚强度和耐高温性能；此外，交联剂与和扩链剂的质量比影响聚氨酯胶粘剂的性能，交联剂和扩链剂的质量比过小，产品的粘度增加，粘接性能和耐高温性能显著下降，若交联剂和扩链剂的质量比过大，虽然会增加产品的耐高温性能，但是会使产品的粘度大幅下降，从而导致产品的粘接强度低。

发明人发现，当交联剂为三羟甲基丙烷和/或丙三醇，所述交联剂有效降低了聚氨酯胶粘剂的粘度，使其更容易施胶；同时有利于提高聚氨酯胶粘剂的耐高温性能，因此本发明优选三羟甲基丙烷和丙三醇的质量比为1-3:3:1。

作为本发明所述聚氨酯胶粘剂的优选实施方式，所述多元醇为聚己内酯二醇、聚碳酸丙烯酯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚酯二元醇、乙二醇改性聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇中的至少一种。

优选地，所述聚酯二元醇为含支链的带苯环的聚酯二元醇，具体为旭川化学(苏州)有限公司的XCP-2000IPS；优选地，所述乙二醇改性聚己二酸己二醇酯二醇为上海汇得科技股份有限公司的HDPOL-2420E。

作为本发明所述聚氨酯胶粘剂的优选实施方式，所述多元醇为聚己二酸己二醇酯二醇和聚酯二元醇；所述聚己二酸己二醇酯二醇和聚酯二元醇的质量比为7-12。