[发明专利]复合型粘结剂及其制造方法

说明书

复合型粘结剂的发明是属于“化学与粘合”技术领域范围，它可以应用于冶金工业上。

我国自五十年代末期开始研究粘结剂，至今已达300余种。其中以有机物为最多，而有机物粘结剂无论在国内外都属于原料紧张，生产成本较高，生产工艺比较复杂。就酚醛树酯而言，它是世界上最早用人工合成至今仍很重要的高分子材料。包括酚醛树酯粘结剂，其耗量占世界第六位，占国内第三位。从而说明酚醛树酯（包括酚醛树酯粘结剂）在国民经济中的耗量是相当可观的。

由于现代石油化工的迅速发展，使得生产酚醛树酯粘结剂的原料很紧张，价格上涨，迫使酚醛树酯粘结剂无法维持生产，又由于酚醛粘结剂本身粘稠，流动性差，使用时必需加入20%左右的乙醇做稀释剂，来调整粘度的大小，并且也必须用六亚甲基四胺（优洛托品）作变定剂，方可使用。其它有机高分子如：环氧树酯粘结剂、聚酯树酯粘结剂、聚氨酯树酯粘结剂、聚酰亚胺粘结剂、丙烯酰胺共聚物粘结剂等等制造成本都是较高的，应用在冶金工业上做粘结剂是无意义的。

为了满足国民经济中的需要，研究综合性能较理想，生产成本低，原料来源丰富易得，生产工艺简单的新型粘结剂，就显得特别重要了。

为此，我们开发利用固态聚酯树脂为主要原料制的复合型 粘结剂。固态聚酯树脂是石油化工系统生产的DMT（对苯 酸二甲酯）产品的付产B酯残渣（B酯是苯甲酸甲酯等），PT酯残渣（也就是高沸物，此种高沸物实际上含有各种酯类37种，为褐色粘稠膏状物），与二醇类进行酯交换反应，生成对苯二甲酸乙二醇酯和甲醇，而对苯二甲酸乙二醇酯进行缩聚反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯即固态聚酯树酯，其反应式：

（固态聚酯）由于固态聚酯含有羟基，所以与异氰酸酯反应成氨基甲酸酯。

其反应式：RNCO+ROH→RNHCOOR～（1）式

RNCO～表示异氰酸酯

R'OH～表示带羟基的聚酯

RNHCOOR～表示生成物氨基甲酸酯

其它原料有混合二羧酸（己二酸、丁二酸、戊二酸的混合物，也是付产物），混合二羧酸是生产尼龙六六盐的付产物，与异氰酸酯反应先生成混合羧酸酐，然后分解放出二氧化碳而生成相应的酰胺。

反应式：

RNCO+R'COOH→RNH-RNHCOR'+CO₂～（2）式

其中第一步反应为：

羧酸与异氰酸酯在常温下反应，则生成羧酸酐、脲和二氧化 碳。反应式如下：

第二步反应为：

当温度升至160℃时，脲和羧酸酐又能进一步反应生成酰胺，并放出二氧化碳。反应式：

式中：RNCO～异氰酸酯

R'COOH～二羧酸

RNHCONHR～脲

第三种原料是混合甲酚（三种异构体），因为甲酚具有一定的酸度，在催化剂氯化亚锡存在下也能与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯。反应式：

本发明的技术特征为：将一定比例的原料装入特制的反应釜中，加入一定量的异氰酸酯，即甲苯二异氰酸脂（TDI）、4，4'二苯基甲烷二异氰酸脂）（MDI）和多苯基多次甲基多异氰酸酯MR（或称PAPI），金属化合物氯化亚锡为催化剂作用下，其温度为130±10℃～160±10℃，进行移位共聚合反应，制备所需结构的低分子量各共聚物所组成的复合物，该共聚物的末端带有酯基、酰胺基、氨基甲酸酯基、脲基等。

复合物的技术特征是在较低的温度中进行移位共聚合反应，并且无可逆的反应，高温条件交联强度高。高温后残碳量高，受热时会进一步反应，形成体型结构。调整原料的比率、调整温度可以控制聚合物的分子量。

复合型粘结剂的优点是在180℃以下不发生降解，耐温性和热稳定性好。由于分子量低，粘度可以任意调整，混合均匀，使用方便，产品的流动好。由于产品无可逆反应，因此，长期存放变化不大。另外生产工艺简单，流程短，易控制，设备少，投资小，质量指标幅度宽，主要原料为PT酯残渣，综合利用成本低，经济效益高。产品的应用范围广，如冶金工业上镁碳砖、铝碳砖、绝热板等，同时应用在铸造工业上，具有溃散性优良，铸件内外光洁，用量小，粘接强度高。综上所述，足以证明复合型粘结剂具有较好的综合性能，又有较高的经济效益。它的合成与应用很有发展前途。

制造工艺流程图：

图号：

1、固体聚酯