[发明专利]具有长开放时间的单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的制备领域，特别是涉及具有长开放时间的单组 分湿固化聚氨酯胶粘剂的制备方法。

背景技术

聚氨酯胶粘剂PU主要由聚醚或聚酯多元醇与二异氰酸酯等进行反应，生成端异氰酸 酯(-NCO)预聚体，当-NCO含量达到某一设定值时，加入不与-NCO反应的热塑性树脂、 增粘树脂、填料以及抗氧剂、催化剂等助剂配制而成，这种聚氨酯胶粘剂由于含有极性基 团、柔性链段和刚性链段嵌段共聚，与含有活泼氢的材料和表面光洁的材料都有优良的化 学结合力。因此使用范围较其它胶粘剂广泛，即使被粘结材料不含活泼氢等极性基团，也 可通过表面处理使其表面含极性基团。因此聚氨酯胶粘剂越来越为人们所重视。

单组分湿固化聚氨酯胶粘剂实质上是无溶剂的含氨基甲酸乙酯基团的粘合剂，它在室 温下呈固态，熔融后使用可通过物理冷却固化，也可以通过异氰酸酯基团与湿气的化学反 应而固化，最后因分子的增大的化学固化达到最后的特性。

目前，人们大都集中研究如何减少湿固化聚氨酯胶粘剂的开放时间，因为短的开放时 间可以使被粘结对象快速定位，加速固化。从而减少操作时间，提高工作效率。EP024676 公开了一种游离异氰酸酯基团的聚氨酯的制备方法，可溶于芳香溶剂中做漆粘合剂，因含 有游离的异氰酸酯，因而对环境的危害很大。EP0421154公开了一种快速晶化含异氰酸酯 基团的聚氨酯体系，用于图书装订粘合剂，它就是快速固化的；但是在有些场合，当施胶 对象面积较大或结构比较复杂时，开放时间过短则在施胶完成后胶粘剂表面失去粘性，从 而无法粘结。因此适当延长开放时间是很有必要的。文献“单组分湿固化聚氨醋密封胶的表 干时间研究”(化学与黏合，2007年6月)通过增加游离NCO的含量，加入脱水剂(对甲 苯磺酸异氰酸酯)，增塑剂延长胶粘剂的开放时间，但都会不同程度的损害胶粘剂的力学 性能。文献“湿固化聚氨酯热熔拼板胶的研制”(中国胶粘剂，2006年6月)通过正交试验 考察异氰酸酯指数、萜烯树脂、碳酸钙等三个主要因素，表明萜烯树脂的引入可以增加开 放时间。但会造成胶粘剂力学性能的下降，同时胶粘剂的开放时间提高有限。

目前，人们对于制备具备长开放时间的聚氨酯胶粘剂的研究还不是很深入，多数研究都集 中在制备预聚体时的工艺条件和参数，而对起主要作用的主体多元醇对胶粘剂开放时间的 影响研究很少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供具有长开放时间的单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的 制备方法，该制备方法简单，无污染，适合于工业化生产，制得的胶粘剂具有较长的开放 时间，这极大的满足了大面积涂胶的需求和复杂结构的粘结和固定，力学粘结性能优良， 在延长开放时间的同时，最终强度(24h后)接近9Mpa，且不含挥发溶剂，无毒，无刺激 性，可室温固化，属于环境友好型材料。

本发明的具有长开放时间的单组分湿固化聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括：

(1)非结晶性聚酯多元醇的合成，对苯二甲酸(PTA)，邻苯二甲酸(OPA)或间苯二甲 酸(IPA)，己二酸(AA)，乙二醇(EG)，新戊二醇(NPG)，其摩尔比为PTA∶OPA或 IPA∶AA∶EG∶NPG＝1∶1∶3∶3-6∶1-4，非金属催化剂的质量为原料中酸总质量的300-500ppm，将 上述物料一次性投入聚合釜中，升温至170-200℃，保温脱水60％-70％后，以10℃为单 位继续升温，升至220-230℃开始保温并测酸值，待物料酸值低于15mgKOH/g，开始抽 真空，温度维持在220℃～230℃，待酸值≤2mgKOH/g、羟值在30-200mgkOH/g时，停止反 应，降温放料，即得；

(2)聚氨酯胶粘剂的制备，将步骤(1)的聚酯多元醇置于真空干燥箱内在120℃-150℃ 进行2-3h的真空脱水，然后将其自然降温至80～85℃，加入分体式反应釜内，同时加入 松香树脂，扩链剂(对苯二酸-双-乙二醇酯)，催化剂辛酸亚锡以及异氰酸酯MDI，控制 含量，其重量百分比如下：

异氰酸酯MDI 15-45％

催化剂(辛酸亚锡)0.01-0.1％

扩链剂(对苯二酸-双-乙二醇酯)2-16％

松香树脂2-15％

多元醇30-80％

异氰酸指数NCO/OH的范围在1.2～1.8之间；