[发明专利]一种层压复合织物用水性聚氨酯胶粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明与一种绿色有机（水性聚氨酯）胶粘剂的制备方法有关。具体涉及到一种水性聚氨酯胶黏剂的制备方法。属于胶黏剂技术领域。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对纺织品的性能需求趋于多样化，纯纺织材料已不足以满足人们的需求。所以现在很多人研究将布与布或其他材料（如PVC、PET、ABS等）复合得到一种层压复合织物。这种复合织物既保持了基础材料的性能优点，又通过复合其他材料取长补短，以满足人们的不同需求。

层压复合织物的工艺一般有焰熔法、压延法、热熔法、粘合剂法，其中粘合剂法（即通过胶粘剂使两种材料复合）是最基本的工艺。粘合剂有固态粘合剂和液态粘合剂。目前使用的液态粘合剂以溶剂型为主，多为聚氨酯、丙烯酸酯和橡胶类。这些产品中含有大量溶剂（如甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺等），使用时只有部分溶剂得到回收，其余将排放到周边空气中，不仅严重污染当地的环境，而且对人们的健康构成重大威胁。

聚氨酯具有良好的柔韧性、耐磨性、耐候性和润湿性等优点，在纺织行业被大量使用，但由于水性聚氨酯乳液粘度较低，施工时存在渗胶问题以及在预聚时考虑到后续乳化分子量不宜太大因此该产品的粘结强度较低，所以水性聚氨酯至今在织物层压复合方面的应用还很少见。如能解决上述问题将水性聚氨酯用于织物层压复合，势必从根本上解决环境污染，符合当今节能减排、低碳生活环保要求。

郁小强在《布面革的生产工艺》一文中提到了两种胶黏剂， 一种是软质胶粘剂即热固性溶剂型聚氨酯胶粘剂，另一种是硬质胶粘剂即溶剂型丙烯酸酯胶黏剂。该产品用于PVC与机织布复合，工艺简单，粘接效果较好，但由于是溶剂型粘合剂，不仅污染环境，而且对人体有害。

中国专利CN 102504178A以IPDI和PEG-1000为主要原料，以甲乙酮肟为封端剂，合成了一种阳离子型水性聚氨酯涂层剂。得到的产品具有较好的耐光、耐候性、耐黄变性。

本发明采用封端技术，使部分NCO基团在高温压延时释放，与布基材料上的羟基继续反应，提高粘结强度，解决了聚合时预聚体分子量过大难以乳化和分子量太小粘结强度达不到要求的矛盾。为了减少乳液粘度低渗胶问题，在乳化后加入一定的增稠剂和交联剂调节，使其粘度符合施工要求。本发明产品为一种阴离子型水性聚氨酯胶粘剂，主要用于层压复合领域，耐水性，粘接强度优异。

发明内容

本发明的目的在于提出一种封端型水性聚氨酯胶黏剂的制备方法。合成中利用封闭剂将过量-NCO基团封闭起来，在高温压延时-NCO基团被解封与织物中的羟基反应，同时PVC等材料表面的极性基团与聚氨酯的氨酯键、酯键、醚键等形成氢键，提高粘接强度。并在乳化后加入增稠剂和/或交联剂，提高乳液粘度，解决施工时的渗胶问题。产品在室温及空气中贮存稳定。

本发明层压复合织物用水性聚氨酯胶黏剂的具体制备步骤如下：

（1）预聚反应：将羟基单体和亲水扩链剂在90~110℃、0.08~0.10MPa真空度下脱水1.0~2.0h，调节预聚温度至60~85℃，加入异氰酸酯单体、扩链剂、功能性单体，反应1.0~3.0h；

（2）封端反应：将步骤（1）合成的聚氨酯预聚物在65~90℃下，加入计量的封端剂，反应1.0h~4.0h，将过量NCO基团封闭起来；

（3）中和成盐：在步骤（2）反应基础上，降温至40~50℃，加入成盐剂中和成盐0.5~1.0h；

（4）乳化：成盐后的产物在高速搅拌下根据具体固体含量计算加入适量水乳化0.5~1.0h，得到固含量范围在是质量比25~40%的水性聚氨酯分散液；

（5）增稠交联：在制得的乳液中加入适量的增稠剂或/和交联剂，调整乳液粘度。

其中步骤（1）中所述的异氰酸酯单体包括芳香族二异氰酸酯、脂肪族或脂环族二异氰酸酯，优选甲苯二异氰酸酯（TDI）、4，4＇一二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）等，最优选甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和4，4＇一二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）。