專利名稱：高強度柔性結(jié)構(gòu)膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于改性聚氨酯粘合劑領(lǐng)域。
目前國內(nèi)用于礦用阻燃整芯輸送帶或其它類型輸送帶膠粘連接的膠種基本上仍為氯丁-叔丁酚醛-列克那體系、氯丁-PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)-列克那體系，以及熱粘的采用與被粘物相同或相似的膠料熔融粘接兩大類方法。采用氯丁-叔丁酚醛-列克那、氯丁-PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)-列克那體系進行冷粘，主要缺點是抗剪力不大，基本上在10MPa以下，不能承受6級以上高強度整芯輸送帶的負(fù)荷強度。例如，目前市售的上海新光化工廠生產(chǎn)的802強力膠，主要成分為氯丁橡膠與叔丁酚醛樹脂，主要用于需要阻燃的橡膠、皮革、織物、金屬的粘接。沈陽工業(yè)學(xué)院生產(chǎn)的861高強膠主要成分為氯丁橡膠、叔丁酚醛樹脂和異氰酸酯，主要用于粘接輸送帶和金屬板。這兩種膠均可在室溫或低溫固化，一般在45℃下固化72小時，剝離強度大致為50N／cm，剪切強度為4MPa；采用″相似相容″機理進行的熔融熱接，雖然靜強度較高，但由于被粘物在熔膠過程中長時間承受高溫作用(170-250℃，固化時間4-6小時)，整體帶芯的編織體在從近乎熔融態(tài)冷卻到常溫的過程中會部分地出現(xiàn)樹脂化現(xiàn)象，甚至在纖維的表面會部分地?zé)崂匣箮揪幙楏w變硬變脆，曲撓壽命大為降低，也就是說，熱接的方法在一定的程度上損傷了整體帶芯，降低了其固有強度和使用壽命。
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，尋求一種橡塑結(jié)合的結(jié)構(gòu)膠，該結(jié)構(gòu)膠具有低的表面能，不但對于高能表面，而且對難粘的聚烯烴類、含鹵素的高聚物表面，如PVC，對于錦綸、滌綸等化纖類均有理想的接著力；該結(jié)構(gòu)膠還具有優(yōu)異的內(nèi)聚強度，表現(xiàn)為接著后的抗拉抗剪力強；該結(jié)構(gòu)膠在固化交聯(lián)后具有良好的粘彈性和曲撓強度，以適應(yīng)被粘物運動時的形態(tài)變化；該結(jié)構(gòu)膠還具有較低的固化溫度，以利于在接著高聚物時不因固化溫度過高而使之受損。因而，這種結(jié)構(gòu)膠特別適用于礦用6級以上高強度阻燃整芯輸送帶的膠接，以及其它高強度輸送帶、傳動帶的膠接，也適用于金屬及非金屬結(jié)構(gòu)的粘接，特別是動態(tài)結(jié)構(gòu)的粘接。
本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，它是由聚氨酯預(yù)聚體、環(huán)氧樹脂和聚酰胺組成，其中，聚氨酯預(yù)聚體∶環(huán)氧樹脂∶聚酰胺=30-300∶5-100∶10-500。
本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠是依據(jù)互穿網(wǎng)絡(luò)增強原理，將聚氨酯預(yù)聚體與環(huán)氧樹脂預(yù)先結(jié)合，然后混入聚酰胺，當(dāng)將上述三元共混物加熱到150℃時，聚酰胺起到同時固化環(huán)氧樹脂和聚氨酯的作用，從而，具有柔性的聚氨酯分子鏈與剛性的環(huán)氧樹脂分子鏈通過韌性的聚酰胺分子鏈相互穿插纏繞，因而使得本發(fā)明的結(jié)構(gòu)膠同時具有高強度和柔順性的特點。
在本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠中，所述的聚氨酯預(yù)聚體，可以是異氰酸酯端基或羥基端基的聚酯型聚氨酯預(yù)聚體，也可以是異氰酸酯端基或羥基端基的聚醚型聚氨酯預(yù)聚體。其中，以異氰酸酯端基的聚酯型聚氨酯預(yù)聚體為佳。
在本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠中，所述的環(huán)氧樹脂，其中，以雙酚A環(huán)氧樹脂為佳。
本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，所述的聚酰胺，包括醇溶性聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610的共聚物或共混物，以及低分子聚酰胺。
本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，結(jié)構(gòu)膠組分中含有伯胺類固化劑，其用量為，以權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠(簡稱結(jié)構(gòu)膠1，以下同)為100(重量份)計，則結(jié)構(gòu)膠1∶固化劑=100∶0-20(重量份)。
在本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠中，所述的伯胺類固化劑為亞甲基雙鄰氯苯胺(MOCA)或雙氰胺。加入伯胺類固化劑后，可以有效地降低固化溫度，增強交聯(lián)度。
本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，結(jié)構(gòu)膠組分中含有胍類或咪唑類或有機錫類或叔胺類化合物促進劑，其用量為，結(jié)構(gòu)膠1∶促進劑=100∶0-10(重量份)。
在本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠中，所述的胍類促進劑為四甲基胍，丁基酰胍；所述的咪唑類促進劑為2-乙基4-甲基咪唑；所述的有機錫類化合物促進劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫；所述的叔胺類促進劑為環(huán)氧促進劑(DMP-30)。加入促進劑后，可以成倍地縮短固化時間。
本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，結(jié)構(gòu)膠組分中含有鈦酸酯偶聯(lián)劑或者硅烷偶聯(lián)劑，其用量為，結(jié)構(gòu)膠1∶偶聯(lián)劑=100∶0．1-5(重量份)。加入偶聯(lián)劑的目的是增強粘合劑的粘附力，同時對粘合劑各組分之間的交聯(lián)也起到增強作用。
本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，結(jié)構(gòu)膠組分中含有溶劑，溶劑是選自乙酸乙酯、丁酮、丙酮、二硫化碳、甲醇、三氯乙烯、二氯乙烷中的一種或一種以上的組分。
在本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠中，其結(jié)構(gòu)膠中的溶劑的用量為，結(jié)構(gòu)膠1∶溶劑=100∶0-500(重量份)。
在本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠中，一般選用乙酸乙酯，丁酮和三氯乙烯，三者的用量(重量)比例為60∶40∶100。
在本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠中，如果同時使用固化劑、促進劑、偶聯(lián)劑、溶劑，則本發(fā)明的結(jié)構(gòu)膠的施工性能更佳。
本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠的制備方法是先將聚氨酯預(yù)聚體置入反應(yīng)器中，在加溫攪拌條件下緩緩加入按配方所需量的液體環(huán)氧樹脂，保溫1-8小時，待反應(yīng)完畢，冷卻到常溫，以下簡稱該混合物為A組分，液體聚酰胺為B組分。使用時，按A∶B=1∶0．5-5(重量份)的比例混勻即可；如果需要較快的固化時間和較低的固化溫度，則先將所需輔料烘干，按配方需要量稱重，然后將所需的固化促進劑、溶劑加入環(huán)氧樹脂改性的聚氨酯預(yù)聚體中作為A組分，將所需的固化劑、偶聯(lián)劑、溶劑等混入聚酰胺中作為B組分，使用時將A、B兩組分按A∶B=1∶0．5-5的比例攪拌均勻即可。A、B兩組分末混合前可存放一年，在室溫下混合后，使用期為5小時。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠的優(yōu)點是抗剪力增強幾倍(15-35MPa∶4MPa)，90度剝離強度提高十幾倍(700N／cm∶50N／cm)，固化溫度范圍寬(通過對配方的調(diào)節(jié)，可使固化溫度在室溫-150℃的區(qū)域內(nèi)進行變化)，固化時間較短(通過對配方的調(diào)節(jié)，可控制在30-240分鐘范圍內(nèi))，抗曲撓性較強(曲撓壽命≥20萬次)。所以本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠適用于礦用6級以上高強度阻燃整芯輸送帶的膠接，以及各種高強度輸送帶、傳動帶的膠接，也適用于其它金屬及非金屬結(jié)構(gòu)的粘接，特別是動態(tài)結(jié)構(gòu)的粘接。
實施例下面是本發(fā)明的實施例，用來不加限制地說明本發(fā)明。
實施例1按以下的重量份數(shù)配比制備本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其中，液體聚氨酯預(yù)聚體100重量份，液體環(huán)氧樹脂E44 35重量份，液體環(huán)氧樹脂E51 35重量份，液體共聚尼龍(聚酰胺)200重量份。固化條件接觸壓力，100℃／2小時，150℃／1小時。測試結(jié)果抗剪強度30MPa，90度剝離強度400N／cm。
實施例2按以下的重量份數(shù)配比制備本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其中，液體聚氨酯預(yù)聚體100重量份，液體環(huán)氧樹脂E44 3重量份，液體環(huán)氧樹脂E51 2重量份，液體共聚尼龍(聚酰胺)30重量份。固化條件接觸壓力，100℃／2小時，150℃／1小時。測試結(jié)果抗剪強度18MPa，90度剝離強度700N／cm。
實施例3按以下的重量份數(shù)配比制備本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其中，液體聚氨酯預(yù)聚體100重量份，液體環(huán)氧樹脂E51 50重量份，液體共聚尼龍(聚酰胺)150重量份。固化條件接觸壓力，100℃／2小時，150℃／1小時。測試結(jié)果抗剪強度22MPa，90度剝離強度600N／cm。
實施例4按以下的重量份數(shù)配比制備本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其中，聚氨酯預(yù)聚體100重量份，環(huán)氧樹脂E44 35重量份，環(huán)氧樹脂E51 35重量份，液體共聚尼龍(聚酰胺)200重量份?；旌先軇?00重量份，其中乙酸乙酯∶丁酮∶三氯乙烯=60∶40∶100。固化條件接觸壓力，100℃／2小時，150℃／1小時。測試結(jié)果抗剪強度30MPa，90度剝離強度400N／cm。
實施例5按以下的重量份數(shù)配比制備本發(fā)明的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其中，聚氨酯預(yù)聚體100重量份，環(huán)氧樹脂E44 35重量份，環(huán)氧樹脂E51 35重量份，低分子聚酰胺200重量份，雙氰胺12重量份，四甲基胍3重量份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2重量份?；旌先軇?00重量份，其中乙酸乙酯∶丁酮∶三氯乙烯=60∶40∶100。固化條件接觸壓力，80℃／1小時，120℃／0．5小時。測試結(jié)果抗剪強度28MPa，90度剝離強度580N／cm。
本發(fā)明的礦用阻燃運輸帶高強度柔性結(jié)構(gòu)膠適用于各種運輸帶、傳動帶的膠粘連接，特別是6級以上高強度阻燃整芯運輸帶的膠粘連接，也適用于其它金屬及非金屬結(jié)構(gòu)的粘接，特別是動態(tài)結(jié)構(gòu)的粘接。
權(quán)利要求
1．一種改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，它是由聚氨酯預(yù)聚體、環(huán)氧樹脂和聚酰胺組成，其中，聚氨酯預(yù)聚體∶環(huán)氧樹脂∶聚酰胺=30-300∶5-100∶10-500。
2．按權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，所述的聚酰胺，包括醇溶性聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺610的共聚物或共混物，以及低分子聚酰胺。
3．按權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，結(jié)構(gòu)膠組分中含有伯胺類固化劑，其用量為，以權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠(簡稱結(jié)構(gòu)膠1，以下同)為100(重量份)計，則結(jié)構(gòu)膠1∶固化劑=100∶0-20(重量份)。
4．按權(quán)利要求1，3所述的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，所述的伯胺類固化劑為亞甲基雙鄰氯苯胺(MOCA)和雙氰胺。
5．按權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，結(jié)構(gòu)膠組分中含有胍類或咪唑類或有機錫類或叔胺類化合物促進劑，其用量為，結(jié)構(gòu)膠1∶促進劑=100∶0-10(重量份)。
6．按權(quán)利要求1，5所述的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，所述的胍類促進劑為四甲基胍，丁基酰胍；所述的咪唑類促進劑為2-乙基4-甲基咪唑；所述的有機錫類化合物促進劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫；所述的叔胺類促進劑為環(huán)氧促進劑(DMP-30)。
7．按權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，結(jié)構(gòu)膠組分中含有鈦酸酯偶聯(lián)劑或者硅烷偶聯(lián)劑，其用量為，結(jié)構(gòu)膠1∶偶聯(lián)劑=100∶0．1-5(重量份)。
8．按權(quán)利要求1所述的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，結(jié)構(gòu)膠組分中含有溶劑，溶劑是選自乙酸乙酯、丁酮、丙酮、二硫化碳、甲醇、三氯乙烯、二氯乙烷中的一種或一種以上的組分。
9．按權(quán)利要求1，8所述的改性聚氨酯高強度柔性結(jié)構(gòu)膠，其特征在于，結(jié)構(gòu)膠中的溶劑的用量為，結(jié)構(gòu)膠1∶溶劑=100∶0-500(重量份)。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚氨酯粘合劑領(lǐng)域。為克服現(xiàn)有技術(shù)中冷粘膠強度低,熱粘膠使被粘化纖物受損的問題,本發(fā)明提供一種改性聚氨酯結(jié)構(gòu)膠。該膠是以聚氨酯預(yù)聚體、環(huán)氧樹脂和聚酰胺等組成的共混固化體系,具有粘附力強、抗剪力大、剝離強度高、固化溫度低、固化時間短和曲撓壽命長等優(yōu)點,適用于礦用6級以上高強阻燃整芯輸送帶的膠接,以及各種輸送帶、傳動帶的膠接,也適用于其它既須高強度又須柔變性的金屬和非金屬結(jié)構(gòu)件的粘接。
文檔編號C09J175/04GK1206034SQ97115108
公開日1999年1月27日 申請日期1997年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月21日
發(fā)明者賈劍珉 申請人:賈劍珉