[发明专利]一种高热激活温度的水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法

说明书

一种高热激活温度的水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法，属于胶粘剂技术领域。首先，以二异氰酸酯、聚酯多元醇、聚醚多元醇和亲水扩链剂为原料制备出异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体；加入丙酮降粘，使用中和剂调节pH值，在高速剪切搅拌下缓慢加入适量的去离子水和氨基乙烷磺酸钠盐，并缓慢加入经水稀释的扩链剂，减压蒸出丙酮即可得到水性聚氨酯胶粘剂。本发明方法使用的聚酯多元醇含有废弃PET包装材料回收再利用制备的芳香型聚酯多元醇的链结构，降低了聚酯多元醇的生产成本的同时，并使水性聚氨酯胶粘剂具有较高的热激活温度、粘接强度以及耐高温性能。

技术领域

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯(PU)胶粘剂是分子链中含有氨基甲酸酯基(-NHCOO-)和/或异氰酸酯基(-NCO)类的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂作为中高档胶粘剂，具有优良的柔韧性、耐冲击性、耐化学品性、耐磨性等，与多种基材，如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料，以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料具有优良的粘结性能。目前聚氨酯胶粘剂还是以溶剂型为主。例如：在国内的软包装制品中，溶剂型聚氨酯胶粘剂使用量占80％以上。随着人们环保意识的不断深化，环保法规的日趋完善和各国对有毒、挥发有机化合物限制的日趋严格，环保型水性聚氨酯胶粘剂是聚氨酯胶粘剂发展的重要方向因其安全卫生、绿色环保，操作方便等优势，在各个领域正在不断扩大应用。但是单组份水性聚氨酯胶粘剂应用于制鞋、木材加工、汽车等行业时，存在着初粘力小、耐高温性差等缺点。通过在水性聚氨酯大分子链上引入羧基、羟基等基团，可参与固化反应形成交联大分子，可提升初粘力和粘接性能。水性聚氨酯胶粘剂中引入较多的刚性基团，如氨酯键、聚酯键等基团，使其具有良好的耐高温性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种高热激活温度的水性聚氨酯胶粘剂；

本发明的目的之二在于提供这种单水性聚氨酯胶粘剂的制备方法；

本发明所采取的技术方案是：

一种高热激活温度的水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于:该胶粘剂由包括如下质量份的原料制备：

进一步地，所述聚酯多元醇为PET制品经醇解、酯化制备得到的芳香族聚酯多元醇。示例性的PET制品包括但不限于废弃的PET制品，如废弃的PET瓶等。通过该方法提供的聚酯多元醇一方面实现了PET制品的废物利用，且成本低；另一方面，本发明中发明人研究发现通过该方法提供的芳香族聚酯多元醇相比较常规方法提供的芳香族聚酯多元醇而言，用于无溶剂聚氨酯胶粘剂后，具有更优的耐热性及胶粘性。

进一步地，所述聚酯多元醇的数均分子量为1000-4000。

进一步地，所述聚酯多元醇的制备包括如下步骤：

(1)PET制品醇解：取洗净干燥后的PET制品，依次加入催化剂和解聚剂，在氮气气氛下，反应温度为150℃-200℃的条件下醇解2-6小时，将反应液快速热过滤，并用沸水萃取三次，在低温-10℃到-20℃下放置8-12小时，析出白色晶体使用蒸馏水洗涤三次以除去催化剂和解聚剂，在60℃下真空干燥2-6小时，得到PET制品醇解产物；

反应方程式如下：

(2)PET制品醇解产物酯化：将步骤(1)所得PET制品醇解产物、芳香族二元酸、小分子二元醇按照一定质量比混合，在氮气气氛下，反应温度为150℃-220℃的条件下酯化脱水10-15小时，酸值≤20mgKOH/g；然后开始抽真空，按照0.02MPa/30min的速率提升体系真空度到-0.1Mpa(负值代表低于大气压)，反应温度在200-220℃之间；随后在高真空度下反应1-2小时，酸值≤2mgKOH/g，即得到芳香族聚酯多元醇。

反应方程式为(仅为一个例子说明)：