專利名稱：一種水性聚氨酯膠粘劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性聚氨酯膠粘劑及其制造方法，屬高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國(guó)是制鞋工業(yè)的大國(guó)，占全世界制鞋產(chǎn)量的一半以上，作為勞動(dòng)密集型的制鞋產(chǎn)業(yè)，溶劑型鞋用膠水在國(guó)內(nèi)仍占主導(dǎo)地位。在制鞋產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，女性員工承擔(dān)了主要的角色，在揮發(fā)溶劑的環(huán)境下，不僅造成人員心智疲乏，更為嚴(yán)重的是容易導(dǎo)致嚴(yán)重的職業(yè)病發(fā)生，甚而給女工的下一代帶來嚴(yán)重危害。此外，由于大多數(shù)有機(jī)溶劑具有可燃性，而且大多數(shù)有機(jī)混合物會(huì)造成空氣污染及煙霧的生成，在空氣中含量到達(dá)一定程度時(shí)，容易被引燃或?qū)е卤ǎ凰跃郯滨ツz粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的膠粘劑，其環(huán)保性和安全性優(yōu)異，成為聚氨酯膠粘劑未來發(fā)展的方向之一。目前性能較好的工業(yè)化產(chǎn)品大多是以二羥甲基丙酸(DMPA)為親水性擴(kuò)鏈劑的陰離子乳液，其生產(chǎn)過程中一般都使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)做助溶劑，而NMP沸點(diǎn)高會(huì)殘留于產(chǎn)品中，因此嚴(yán)格來說仍然不是完全無毒環(huán)保的產(chǎn)品；近年國(guó)外報(bào)道，NMP屬有刺激性和毒性物質(zhì)，針對(duì)當(dāng)今市場(chǎng)中幾乎所有的水性聚氨酯均含有NMP，歐盟監(jiān)管該事項(xiàng)的工作組決定，今后凡NMP質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于5%的配方均歸入毒性類。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述已有技術(shù)存在的不足之處，提供一種安全環(huán)保的高固含、無黃變、陽離子型鞋用水性聚氨酯膠粘劑及其制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特殊之處在于包括以下工藝流程1、制備聚氨酯預(yù)聚物將聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物與含叔胺結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇按質(zhì)量比為 1 (0.1-1)的比例、溫度范圍100-160°C下熔融混合，在80°C-100°C下真空干燥1-5小時(shí)， 降溫至60°C -70°C，再加入占上述熔融混合物質(zhì)量百分比1-10%的含叔胺結(jié)構(gòu)小分子多元醇，混合均勻后加入占上述熔融混合物5-30 %的異氰酸酯和占上述熔融混合物質(zhì)量百分比 0. 1-0. 001%的有機(jī)錫，反應(yīng)1-4小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚物，反應(yīng)方程式為H0-R··· R-0H+0CN... NCO — OCN..· R-R..· NCO ；所述聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，其平均分子量為1000-6000之間，其中聚己內(nèi)酯與聚醚的質(zhì)量比為1 (0.5-2)，聚醚為聚乙二醇(PEG)或聚環(huán)氧丙烷醚(PPG) 或聚四氫呋喃醚(PTMG)中的一種或幾種混合；所述聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，平均分子量為2000-5000之間；所述聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，為聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯三嵌段多元醇；
所述含叔胺結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇為叔胺聚醚，其分子式為 HO-R-O-C2H4NR1C2H4-O-R-OH,其中 Ii1 為 CH3 或 C2H5 ；所述含叔胺結(jié)構(gòu)小分子多元醇為N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一種或幾種混合；所述異氰酸酯為己二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、4，4' -二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)中的一種或幾種混合；所述有機(jī)錫為二月桂酸二丁基錫；2、中和反應(yīng)將上述制得的聚氨酯預(yù)聚物降溫至50°C -60°C，加入中和劑進(jìn)行中和反應(yīng)，中和劑的加入量按與聚氨酯預(yù)聚物中的胺基等當(dāng)量計(jì)算，反應(yīng)2-3小時(shí)使其中的叔胺結(jié)構(gòu)中和成鹽；所述中和劑為鹽酸HCl、乙酸CH3C00H、碘甲烷CH3I、硫酸二甲酯(CH3) 2S04中的任意一種或幾種混合；3、制備水性聚氨酯分散體將上述中和后的聚氨酯預(yù)聚物用排量范圍是100-120m3/h的高速剪切泵進(jìn)行高速剪切，將聚氨酯預(yù)聚物均勻分散到去離子水中，聚氨酯預(yù)聚物與去離子水的質(zhì)量比為 1 (0.6-1. 5)，得到水性聚氨酯分散體；4、制備水性聚氨酯在上述制得的水性聚氨酯分散體中加入脂肪族胺化合物進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，水性聚氨酯分散體所含的氰酸根與脂肪族胺化合物的摩爾比為1 (0.6-1.0)，反應(yīng)時(shí)間為0.5-2小時(shí)，反應(yīng)溫度為40°C -60°C，制得水性聚氨酯；所述脂肪族胺化合物是為H2N-(CH2)n-NH2Oi為1-6的整數(shù))、2_甲基_1，5_戊二胺、二亞乙基三胺(DETA)、三亞乙基四胺(TETA)中任意一種或幾種混合；5、制備水性聚氨酯膠黏劑將上述水性聚氨酯與抗氧劑、紫外吸收劑、潤(rùn)濕流平劑、消泡劑、增稠劑按質(zhì)量比為 100 (0. 01 0. 05) (0. 01 0. 03) (0. 01 1. 0) (0. 01 0. 05) (0. 1
1. 5)的比例混合均勻，即制得水性聚氨酯膠粘劑；所述抗氧劑為二苯胺、對(duì)苯二胺、二氫喹啉中的任意一種；所述紫外吸收劑為2，4_二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的任意一種；所述潤(rùn)濕流平劑為BI-333、BYK-306中的任意一種；所述消泡劑為BI-141 ；所述增稠劑為羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素中的任意一種。通過上述水性聚氨酯膠粘劑的制造方法得到的水性聚氨酯膠粘劑。本發(fā)明的一種水性聚氨酯膠粘劑及其制造方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果1、采用聚合多元醇與異氰酸酯預(yù)聚，并用小分子多元醇進(jìn)行預(yù)擴(kuò)鏈制備預(yù)聚體， 經(jīng)中和后進(jìn)行水中高剪切乳化、擴(kuò)鏈增粘的工藝；所得聚氨酯乳液具有較規(guī)整的分子結(jié)構(gòu)和良好的粘結(jié)工藝適應(yīng)性；2、采用含叔胺結(jié)構(gòu)的聚合多元醇為親水性軟鏈段，含叔胺結(jié)構(gòu)小分子多元醇為擴(kuò)鏈劑，與脂肪族或酯環(huán)族二異氰酸酯反應(yīng)，經(jīng)過中和在聚氨酯軟、硬鏈段中同時(shí)引入陽離子親水基團(tuán)，再經(jīng)高速剪切乳化制備陽離子聚氨酯乳液?？梢灾苽涓吖毯?最高可達(dá)60 % ) 乳液，乳液具有優(yōu)異的穩(wěn)定性及無黃變特性；3、采用聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯三嵌段共聚物為聚合多元醇主要組分，制備的聚氨酯乳液具有很高的耐水解性能和內(nèi)聚強(qiáng)度，粘結(jié)強(qiáng)度及耐久性優(yōu)異；4、制備過程不使用任何溶劑及一般產(chǎn)品中普遍含有的N-甲基吡咯烷酮(NMP)助溶劑，可以制備完全無毒環(huán)保的產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，用來對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，包括以下工藝流程1、制備聚氨酯預(yù)聚物將聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯三嵌段多元醇與叔胺聚醚按質(zhì)量比為1 0.1的比例、溫度100°c下熔融混合，在80°C下真空干燥1小時(shí)，降溫至60°C，再加入占上述熔融混合物質(zhì)量百分比的N-甲基二乙醇胺，混合均勻后加入占上述熔融混合物5%的己二異氰酸酯(HDI)和占上述熔融混合物質(zhì)量百分比0. 的二月桂酸二丁基錫，反應(yīng)1小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚物，反應(yīng)方程式為H0-R··· R-0H+0CN... NCO — OCN..· R-R..· NCO ；聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯三嵌段多元醇，其平均分子量為1000-6000之間，其中聚己內(nèi)酯與聚醚的質(zhì)量比為1 0.5;叔胺聚醚，其分子式為HO-R-O-C2H4NR1C2H4-O-R-OH,其中隊(duì)為CH3或C2H5。2、中和反應(yīng)將上述制得的聚氨酯預(yù)聚物降溫至50°C，加入中和劑鹽酸HCl進(jìn)行中和反應(yīng)，中和劑的加入量按與聚氨酯預(yù)聚物中的胺基等當(dāng)量計(jì)算，反應(yīng)2小時(shí)，使其中的叔胺結(jié)構(gòu)中和成鹽；3、制備水性聚氨酯分散體將上述中和后的聚氨酯預(yù)聚物用排量范圍是100m3/h的高速剪切泵進(jìn)行高速剪切，將聚氨酯預(yù)聚物均勻分散到去離子水中，聚氨酯預(yù)聚物與去離子水的質(zhì)量比為 1 0.6，得到水性聚氨酯分散體；4、制備水性聚氨酯在上述制得的水性聚氨酯分散體中加入脂肪族胺化合物(CH2)n-NH2 (η為1_6 的整數(shù))進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，水性聚氨酯分散體所含的氰酸根與脂肪族胺化合物的摩爾比為 1 0.6，反應(yīng)時(shí)間為0.5小時(shí)，反應(yīng)溫度為40°C，制得水性聚氨酯；5、制備水性聚氨酯膠黏劑將上述水性聚氨酯與抗氧劑二苯胺、紫外吸收劑2，4- 二羥基二苯甲酮、潤(rùn)濕流平劑BI-333、消泡劑BI-141、增稠劑羧甲基纖維素鈉按質(zhì)量比為100 0.01 0.01 0.01 0.01 0. 1的比例混合均勻，即制得水性聚氨酯膠粘劑；通過上述水性聚氨酯膠粘劑的制造方法得到的水性聚氨酯膠粘劑。實(shí)施例2一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，包括以下工藝流程1、制備聚氨酯預(yù)聚物將聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物與含叔胺結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇按質(zhì)量比為 1 1的比例、溫度范圍160°C下熔融混合，在100°C下真空干燥5小時(shí)，降溫至70°C，再加入占上述熔融混合物質(zhì)量百分比10%的含叔胺結(jié)構(gòu)小分子多元醇N-乙基二乙醇胺，混合均勻后加入占上述熔融混合物30%的異氰酸酯異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、4，4' -二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)和占上述熔融混合物質(zhì)量百分比0. 1-0. 001%的有機(jī)錫二月桂酸二丁基錫，反應(yīng)4小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚物，反應(yīng)方程式為H0-R··· R-0H+0CN... NCO — OCN..· R-R..· NCO ；聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，其平均分子量為2000-5000之間；其中聚己內(nèi)酯與聚醚的質(zhì)量比為1 (0.5-2)，聚醚為聚乙二醇(PEG)或聚環(huán)氧丙烷醚(PPG)或聚四氫呋喃醚(PTMG)中的一種或幾種混合；聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，其平均分子量為2000-5000之間；聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，為聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯三嵌段多元醇；含叔胺結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇為叔胺聚醚，其分子式為HO-R-O-C2H4NR1C2H4-O-R-OH,其中 R1 為 CH3 或 C2H5。2、中和反應(yīng)將上述制得的聚氨酯預(yù)聚物降溫至60°C，加入中和劑乙酸CH3COOH進(jìn)行中和反應(yīng)， 中和劑的加入量按與聚氨酯預(yù)聚物中的胺基等當(dāng)量計(jì)算，反應(yīng)3小時(shí)，使其中的叔胺結(jié)構(gòu)中和成鹽。3、制備水性聚氨酯分散體將上述中和后的聚氨酯預(yù)聚物用排量范圍是120m3/h的高速剪切泵進(jìn)行高速剪切，將聚氨酯預(yù)聚物均勻分散到去離子水中，聚氨酯預(yù)聚物與去離子水的質(zhì)量比為 1 1.5，得到水性聚氨酯分散體。4、制備水性聚氨酯在上述制得的水性聚氨酯分散體中加入脂肪族胺化合物2-甲基-1，5-戊二胺進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，水性聚氨酯分散體所含的氰酸根與脂肪族胺化合物的摩爾比為1 1.0，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，反應(yīng)溫度為60°C，制得水性聚氨酯。 5、制備水性聚氨酯膠黏劑將上述水性聚氨酯與抗氧劑對(duì)苯二胺、紫外吸收劑2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、潤(rùn)濕流平劑BI-306、消泡劑BI-141、增稠劑羥乙基纖維素按質(zhì)量比為 100 0.05 0.03 1.0 0. 05 1. 5的比例混合均勻，即制得水性聚氨酯膠粘劑。通過上述水性聚氨酯膠粘劑的制造方法得到的水性聚氨酯膠粘劑。實(shí)施例3—種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特殊之處在于包括以下工藝流程
1、制備聚氨酯預(yù)聚物將聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物與含叔胺結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇按質(zhì)量比為 1 0.5的比例、溫度范圍130°C下熔融混合，在90°C下真空干燥3小時(shí)，降溫至65°C，再加入占上述熔融混合物質(zhì)量百分比6%的含叔胺結(jié)構(gòu)小分子多元醇三乙醇胺中，混合均勻后加入占上述熔融混合物17%的異氰酸酯和占上述熔融混合物質(zhì)量百分比0. 05%的有機(jī)錫二月桂酸二丁基錫，反應(yīng)2. 5小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚物，反應(yīng)方程式為H0-R··· R-0H+0CN... NCO — OCN..· R-R..· NCO ；聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，其平均分子量為1000-6000之間，其中聚己內(nèi)酯與聚醚的質(zhì)量比為1 1.2，聚醚為聚乙二醇(PEG)或聚環(huán)氧丙烷醚(PPG)或聚四氫呋喃醚(PTMG)中的一種或幾種混合；聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，其平均分子量為2000-5000之間；聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，為聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯三嵌段多元醇；含叔胺結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇為叔胺聚醚，其分子式為HO-R-O-C2H4NR1C2H4-O-R-OH,其中 R1 為 CH3 或 C2H5 ；異氰酸酯為己二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)與4，4' - 二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)的混合物；2、中和反應(yīng)將上述制得的聚氨酯預(yù)聚物降溫至55°C，加入中和劑碘甲烷CH3I進(jìn)行中和反應(yīng)， 中和劑的加入量按與聚氨酯預(yù)聚物中的胺基等當(dāng)量計(jì)算，反應(yīng)2. 5小時(shí)，使其中的叔胺結(jié)構(gòu)中和成鹽；3、制備水性聚氨酯分散體將上述中和后的聚氨酯預(yù)聚物用排量范圍是110m3/h的高速剪切泵進(jìn)行高速剪切，將聚氨酯預(yù)聚物均勻分散到去離子水中，聚氨酯預(yù)聚物與去離子水的質(zhì)量比為1 1， 得到水性聚氨酯分散體；4、制備水性聚氨酯在上述制得的水性聚氨酯分散體中加入脂肪族胺化合物三亞乙基四胺(TETA)進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，水性聚氨酯分散體所含的氰酸根與脂肪族胺化合物的摩爾比為1 0.8，反應(yīng)時(shí)間為1. 2小時(shí)，反應(yīng)溫度為50°C，制得水性聚氨酯；5、制備水性聚氨酯膠黏劑將上述水性聚氨酯與抗氧劑二氫喹啉、紫外吸收劑即2，4_ 二羥基二苯甲酮、潤(rùn)濕流平劑即BI-333、消泡劑BI-141、增稠劑甲基羥乙基纖維素按質(zhì)量比為 100 0.03 0.02 0.5 0. 03 0. 8的比例混合均勻，制得水性聚氨酯膠粘劑;通過上述水性聚氨酯膠粘劑的制造方法得到的水性聚氨酯膠粘劑。實(shí)施例4一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，包括以下工藝流程1、制備聚氨酯預(yù)聚物將聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物與含叔胺結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇按質(zhì)量比為 1 0.8的比例、溫度范圍150°C下熔融混合，在95°C下真空干燥4小時(shí)，降溫至63°C，再加
8入占上述熔融混合物質(zhì)量百分比8%的含叔胺結(jié)構(gòu)小分子多元醇，混合均勻后加入占上述熔融混合物的異氰酸酯和占上述熔融混合物質(zhì)量百分比0. 01%的有機(jī)錫二月桂酸二丁基錫，反應(yīng)3. 5小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚物，反應(yīng)方程式為HO-R." R-0H+0CN... NCO — OCN- R-R." NCO ；聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，其平均分子量為1000-6000之間，其中聚己內(nèi)酯與聚醚的質(zhì)量比為1 (0.5-2)，聚醚為聚乙二醇(PEG)或聚環(huán)氧丙烷醚(PPG)或聚四氫呋喃醚(PTMG)中的一種或幾種混合；聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，為聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯三嵌段多元醇；含叔胺結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇為叔胺聚醚，其分子式為HO-R-O-C2H4NR1C2H4-O-R-OH,其中 R1 為 CH3 或 C2H5 ；含叔胺結(jié)構(gòu)小分子多元醇為N-甲基二乙醇胺與N-乙基二乙醇胺的混合物；異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、4，4' -二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯 (HMDI)中的一種或幾種混合；2、中和反應(yīng)將上述制得的聚氨酯預(yù)聚物降溫至57°C，加入中和劑硫酸二甲酯(CH3)2SO4進(jìn)行中和反應(yīng)，中和劑的加入量按與聚氨酯預(yù)聚物中的胺基等當(dāng)量計(jì)算，反應(yīng)2. 1小時(shí)，使其中的叔胺結(jié)構(gòu)中和成鹽；3、制備水性聚氨酯分散體將上述中和后的聚氨酯預(yù)聚物用排量范圍是115m3/h的高速剪切泵進(jìn)行高速剪切，將聚氨酯預(yù)聚物均勻分散到去離子水中(對(duì)嗎？)，聚氨酯預(yù)聚物與去離子水的質(zhì)量比為1 1.3，得到水性聚氨酯分散體；4、制備水性聚氨酯在上述制得的水性聚氨酯分散體中加入脂肪族胺化合物進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，水性聚氨酯分散體所含的氰酸根與脂肪族胺化合物三亞乙基四胺(TETA)的摩爾比為1 1.5，反應(yīng)時(shí)間為1. 6小時(shí)，反應(yīng)溫度為56°C，制得水性聚氨酯；5、制備水性聚氨酯膠黏劑將上述水性聚氨酯與抗氧劑對(duì)苯二胺、紫外吸收劑2，4_ 二羥基二苯甲酮、潤(rùn)濕流平劑Β (-306、消泡劑Β (-141、增稠劑甲基羥丙基纖維素按質(zhì)量比為 100 0.04 0.02 0.9 0. 02 1. 3的比例混合均勻，即制得水性聚氨酯膠粘劑；通過上述水性聚氨酯膠粘劑的制造方法得到的水性聚氨酯膠粘劑。上述實(shí)施例的一種高固含、無黃變鞋用水性聚氨酯膠粘劑及其制造方法1、采用聚合多元醇與異氰酸酯預(yù)聚，并用小分子多元醇進(jìn)行預(yù)擴(kuò)鏈制備預(yù)聚體， 經(jīng)中和后進(jìn)行水中高剪切乳化、擴(kuò)鏈增粘的工藝；所得聚氨酯乳液具有較規(guī)整的分子結(jié)構(gòu)和良好的粘結(jié)工藝適應(yīng)性；2、采用含叔胺結(jié)構(gòu)的聚合多元醇為親水性軟鏈段，含叔胺結(jié)構(gòu)小分子多元醇為擴(kuò)鏈劑，與脂肪族或酯環(huán)族二異氰酸酯反應(yīng)，經(jīng)過中和在聚氨酯軟、硬鏈段中同時(shí)引入陽離子親水基團(tuán)，再經(jīng)高速剪切乳化制備陽離子聚氨酯乳液。可以制備高固含量(最高可達(dá)60%) 乳液，乳液具有優(yōu)異的穩(wěn)定性及無黃變的特性；
3、采用聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯三嵌段共聚物為聚合多元醇主要組分，制備的聚氨酯乳液具有很高的耐水解性能和內(nèi)聚強(qiáng)度，粘結(jié)強(qiáng)度及耐久性優(yōu)異；4、制備過程不使用任何溶劑及一般產(chǎn)品中普遍含有的N-甲基吡咯烷酮(NMP)助溶劑，可以制備完全無毒環(huán)保的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特征在于包括以下工藝流程1)、制備聚氨酯預(yù)聚物將聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物與含叔胺結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇按質(zhì)量比為 1 (0.1-1)的比例、溫度范圍100-160°c下熔融混合，在80°c-100°c下真空干燥1-5小時(shí)， 降溫至60°C -70°C，再加入占上述熔融混合物質(zhì)量百分比1-10%的含叔胺結(jié)構(gòu)小分子多元醇，混合均勻后加入占上述熔融混合物5-30 %的異氰酸酯和占上述熔融混合物質(zhì)量百分比0.1-0. 001%的有機(jī)錫，反應(yīng)1-4小時(shí)，制得聚氨酯預(yù)聚物，反應(yīng)方程式為HO-R." R-0H+0CN." NCO — OCN." R-R." NCO ；2)、中和反應(yīng)將上述制得的聚氨酯預(yù)聚物降溫至50°C -60°C，加入中和劑進(jìn)行中和反應(yīng)，中和劑的加入量按與聚氨酯預(yù)聚物中的胺基等當(dāng)量計(jì)算，反應(yīng)2-3小時(shí)，使其中的叔胺結(jié)構(gòu)中和成^rt.；3)、制備水性聚氨酯分散體將上述中和后的聚氨酯預(yù)聚物用排量范圍是100-120m3/h的高速剪切泵進(jìn)行高速剪切，將聚氨酯預(yù)聚物均勻分散到去離子水中，聚氨酯預(yù)聚物與去離子水的質(zhì)量比為 1 (0.6-1. 5)，得到水性聚氨酯分散體；4)、制備水性聚氨酯在上述制得的水性聚氨酯分散體中加入脂肪族胺化合物進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，水性聚氨酯分散體所含的氰酸根與脂肪族胺化合物的摩爾比為1 (0.6-1.0)，反應(yīng)時(shí)間為0.5-2小時(shí)， 反應(yīng)溫度為40°C -60°C，制得水性聚氨酯；5)、制備水性聚氨酯膠黏劑將上述水性聚氨酯與抗氧劑、紫外吸收劑、潤(rùn)濕流平劑、消泡劑、增稠劑按質(zhì)量比為 100 (0. 01 0. 05) (0. 01 0. 03) (0. 01 1. 0) (0. 01 0. 05) (0. 1 1.5)的比例混合均勻，即制得水性聚氨酯膠粘劑。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特征在于步驟1中，所述聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，其平均分子量為1000-6000之間，其中聚己內(nèi)酯與聚醚的質(zhì)量比為1 (0.5-2)，聚醚為聚乙二醇(PEG)或聚環(huán)氧丙烷醚(PPG)或聚四氫呋喃醚(PTMG)中的一種或幾種混合。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特征在于步驟1中，所述聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，其平均分子量為2000-5000之間。
4.按照權(quán)利要求1或2或3所述的一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特征在于所述聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯嵌段聚合物，為聚己內(nèi)酯-聚醚-聚己內(nèi)酯三嵌段多元醇。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特征在于步驟1中， 所述含叔胺結(jié)構(gòu)的聚醚多元醇為叔胺聚醚，其分子式為HO-R-O-C2H4NR1C2H4-O-R-OH,其中R1 為 CH3 或 C2H5 ；所述含叔胺結(jié)構(gòu)小分子多元醇為N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一種或幾種混合。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特征在于步驟1中， 所述異氰酸酯為己二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、4，4' -二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)中的一種或幾種混合。
7.按照權(quán)利要求1所述的一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特征在于步驟2中，所述中和劑為鹽酸HCl、乙酸CH3C00H、碘甲烷CH3I、硫酸二甲酯(CH3) 2S04中的任意一種或幾種混合ο
8.按照權(quán)利要求1所述的一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特征在于步驟4中，所述脂肪族胺化合物是為H2N-(CH2)n-NH2Oi為1-6的整數(shù))、2_甲基_1，5_戊二胺、二亞乙基三胺(DETA)、三亞乙基四胺(TETA)中的任意一種或幾種混合。
9.按照權(quán)利要求1所述的一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法，其特征在于步驟5中，所述抗氧劑為二苯胺、對(duì)苯二胺、二氫喹啉中的任意一種；所述紫外吸收劑為2，4_ 二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮中的任意一種；所述潤(rùn)濕流平劑為BI-333、BI-306中的任意一種；所述消泡劑為BI-141 ；所述增稠劑為羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素中的任意一種。
10.權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述一種水性聚氨酯膠粘劑的制造方法得到的水性聚氨酯膠粘劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性聚氨酯膠粘劑及其制造方法，屬高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。包括以下加工步驟1、制備聚氨酯預(yù)聚物；2、中和反應(yīng)；3、制備水性聚氨酯分散體；4、制備水性聚氨酯；5、制備水性聚氨酯膠黏劑。本發(fā)明采用聚合多元醇與異氰酸酯預(yù)聚，并用小分子多元醇進(jìn)行預(yù)擴(kuò)鏈制備預(yù)聚體，經(jīng)中和后進(jìn)行水中高剪切乳化、擴(kuò)鏈增粘的工藝；所得聚氨酯乳液具有較規(guī)整的分子結(jié)構(gòu)和良好的粘結(jié)工藝適應(yīng)性。
文檔編號(hào)C09J175/08GK102277122SQ20111019811
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者劉振波, 呂寧華 申請(qǐng)人:煙臺(tái)聯(lián)成高分子材料有限公司