[发明专利]单组份湿固化聚氨酯粘合剂的制备及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种单组份湿固化聚氨酯粘合剂的制备及其应用。

背景技术

目前，通常采用2，4-甲苯二异氰酸酯(以下简称TDI)与聚醚多元醇反应制成单组份湿固化聚氨酯粘合剂。这种粘合剂含有的异氰酸酯端基(以下简称NCO端基)，与空气中的潮气反应形成脲键达到固化粘结目的。这种制备方法被广泛应用的原因是：TDI和聚醚多元醇的价格较低，而且TDI的两个异氰酸酯基(以下简称NCO基)的反应活性受到分子内甲基位阻的影响，活性有差异。因此，制备过程中反应易控制。但是，TDI的蒸气压较高(20℃为0.042mmHg)，易挥发，在制备过程中又通常采用过量TDI，因此，产品中含有的游离TDI较多，超过环保规定值(≤0.7％)无论对人体还是对环境均有影响。4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(以下简称MDI)，它的蒸气压(25℃为～10^-5mmHg)远低于TDI，而且用它制备的粘合剂的性能(如粘结强度、伸长率等)均优于用TDI制成的粘合剂。但是，由于MDI分子中的两个等同NCO基的反应活性相等，与聚醚多元醇反应时，其活性太大，反应难以控制易发生胶化，即使制成了粘合剂，其贮存稳定性也很差。因此，以MDI为原料的制备方法难以工业化，也影响了此类粘合剂的应用。

发明内容

本发明的目的是：提供一种单组份湿固化聚氨酯粘合剂的制备及其应用，该制备方法可以低毒、高活性的MDI为原料而且反应过程不发生胶化，制得的粘合剂贮存稳定性好。应用范围广，无毒、无污染，使用方便。

实现本发明目的的技术方案：一种单组份湿固化聚氨酯粘合剂的制备，它是用二异氰酸酯与聚醚多元醇反应制备的，所用聚醚多元醇是羟值为56～300mgKOH/g的聚醚二元醇，或羟值为56～300mgKOH/g的聚醚二元醇和羟值为56～500mgKOH/g的聚醚三元醇，所用二异氰酸酯为4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯；按重量百分比计各原料用量如下：上述聚醚二元醇27.6～58.0％，上述聚醚三元醇0～13.0％，4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯31.4～55.0％，溶剂0～20％；具体制备步骤如下：聚醚二元醇或聚醚二元醇和聚醚三元醇加热脱水至含水量≤0.05％，降温到≤50℃，搅拌下加入4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯，加完再升温至50～85℃并保温反应，直至测定异氰酸酯基含量在5～10.5％的范围内，降温至≤60℃，出料并密闭包装，所得粘合剂25℃的贮存稳定性≥1年。

上述粘合剂的制备过程中，聚醚多元醇的脱水方法采用真空脱水，真空度0.4～6mPa，温度为80～120℃；或者用苯、甲苯或二甲苯为溶剂回流脱水。

上述粘合剂的制备过程中，所用4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯是改性的液体4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯，或者是纯的固体4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯。

上述粘合剂的制备过程中，所用聚醚二元醇可以是一种聚醚二元醇，或者是一种以上的不同的聚醚二元醇。

上述粘合剂的制备过程中，所用溶剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、液体石蜡、醋酸丁酯或二甲苯。

采用上述技术方案制得的粘合剂可应用于：

a、所述粘合剂与橡胶颗粒按重量份之比1∶6～7混合，制成无毒、无污染的塑胶跑道、弹性路面和弹性胶垫，在25℃，相对湿度70～80％的条件下，4～6小时可固化，15天后可使用；

b、所述粘合剂与颜料、填料混合，制成无毒、无污染的建筑密封胶，粘结或密封木材、金属或非金属材料，防水性、粘结牢度优于用TDI制得的同类型产品。

上述粘合剂的应用中，所述橡胶颗粒为废旧橡胶破碎的颗粒、废汽车轮胎破碎的条状或丝状颗粒，或者是合成橡胶颗粒。

本发明的技术效果：采纳本发明技术方案中指定规格的聚醚二元醇或聚醚二元醇和聚醚三元醇作为聚醚多元醇并按技术方案中提供的聚醚二元醇、聚醚三元醇、MDI及溶剂的配比，在制备中采纳技术方案中规定的具体制备步骤，即可对MDI分子中两个等同NCO基与聚醚多元醇的反应活性实施控制，使制备过程中不发生胶化而且制得的粘合剂贮存稳定性好。另外，由于采用本发明技术方案可以制成由MDI和聚醚多元醇反应生成的单组份湿固化聚氨酯粘合剂，它与现有的由TDI和聚醚多元醇反应生成的单组份湿固化聚氨酯粘合剂相比，毒性小，对环境无污染而且粘合剂的性能好，例如每1kg粘合剂可以粘结6～7kg橡胶颗粒，粘结力强，施工时只需混合均匀即可，十分方便。因此，采用本发明制备方法得到的粘合剂可广泛应用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。