一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制膠工藝，具體涉及聚氨酯膠粘劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯膠粘劑具有良好的粘接強(qiáng)度、耐磨、耐低溫性、耐疲勞、耐水、耐油、耐溶劑、
耐化學(xué)藥品、耐臭氧以及耐細(xì)菌等特性，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)、軍事等領(lǐng)域，但是其較差的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用；為了進(jìn)一步擴(kuò)大聚氨酯膠粘劑的應(yīng)用范圍，開發(fā)高強(qiáng)度高耐熱性的聚氨酯膠粘劑成為需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，其通過環(huán)氧樹脂改性以及更優(yōu)的制備參數(shù)來制備具有綜合力學(xué)性能更高的聚氨酯膠粘劑。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，依照先后順序，包含聚氨酯預(yù)聚體的制備過程，環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的配置過程和環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的固化過程；其中，
[0005]聚氨酯預(yù)聚體的制備過程如下:
[0006]將稱量好的聚醚二元醇加入至第一反應(yīng)釜中，攪拌、加熱至120°C左右回流脫水lh，降溫至50°C左右加入甲苯二異氰酸酯(TDI)，再緩慢升溫至70°C左右，保溫并勻速攪拌，得到端異氰酸酯基的聚氨酯(PU)預(yù)聚體；冷卻至室溫待用；
[0007]環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的配置過程如下:
[0008]將上述端異氰酸酯基的預(yù)聚體、擴(kuò)鏈劑1，4_ 丁二醇(BD0)、交聯(lián)劑三羥甲基丙烷(TMP)、環(huán)氧樹脂和固化劑甲基四氫苯酐(MeTHPA)加入至第二反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，加入填料和消泡劑，在70°C下超聲一定時(shí)間分散均勻后，置于真空灌封機(jī)中真空脫泡30min ;制得環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑；
[0009]環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的固化過程如下:
[0010]將上述制得的環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑放入烘箱中，經(jīng)程序升溫固化、隨爐冷卻，制得符合力學(xué)要求的聚醚型改性聚氨酯膠粘劑。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，上述環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的配置過程中，環(huán)氧樹脂的質(zhì)量占所述端異氰酸酯基的PU預(yù)聚體的10?50wt%。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，上述環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的固化過程采用階梯型固化方式，首先在100°c的烘箱內(nèi)保溫2h，然后勻速升溫至125°C，繼續(xù)保溫2h，再勻速升溫至150°C保溫2h。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，上述聚醚二元醇為分子量是400?2000的PPG204、PPG210 或 PPG220。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，上述聚醚二元醇為分子量為1000的PPG210。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，上述環(huán)氧樹脂為脂環(huán)族縮水甘油酯型三官能團(tuán)環(huán)氧樹脂4，5-環(huán)氧己烷-1，2- 二甲酸二縮水甘油酯(TDE-85)或縮水甘油酯型兩官能團(tuán)環(huán)氧樹脂或雙酚A型環(huán)氧樹脂。
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，上述環(huán)氧樹脂為TDE-85，其質(zhì)量占所述端異氰酸酯基的I3U預(yù)聚體的40wt%。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]本發(fā)明采用環(huán)氧樹脂對聚氨酯進(jìn)行改性，并加入填料對其進(jìn)一步改性，制備得到聚醚型環(huán)氧樹脂改性聚氨酯膠粘劑，有效的提高了聚氨酯膠粘劑的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，本發(fā)明具體的采用PPG和TDI合成端異氰酸酯基的聚氨酯預(yù)聚體，通過加入環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，制備出環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑，本發(fā)明還確定了環(huán)氧樹脂改性聚氨酯膠粘劑的固化工藝，進(jìn)一步確定了固化的階梯型溫度控制過程，還進(jìn)一步通過不同聚醚種類的選用，不同環(huán)氧樹脂種類的配比來制備力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性更加優(yōu)良的聚醚型改性聚氨酯膠粘劑。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例描述本發(fā)明【具體實(shí)施方式】:
[0020]本發(fā)明是一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，依照先后順序，包含聚氨酯預(yù)聚體的制備過程，環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的配置過程和環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的固化過程；其中，聚氨酯預(yù)聚體的制備過程如下:
[0021]將稱量好的聚醚二元醇加入至第一反應(yīng)釜中，攪拌、加熱至120°C左右回流脫水lh，降溫至50°C左右加入甲苯二異氰酸酯(TDI)，再緩慢升溫至70°C左右，保溫并勻速攪拌，得到端異氰酸酯基的聚氨酯(PU)預(yù)聚體；冷卻至室溫待用；
[0022]環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的配置過程如下:
[0023]將上述端異氰酸酯基的預(yù)聚體、擴(kuò)鏈劑1，4_ 丁二醇(BD0)、交聯(lián)劑三羥甲基丙烷(TMP)、環(huán)氧樹脂和固化劑甲基四氫苯酐(MeTHPA)加入至第二反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，加入填料和消泡劑，在70°C下超聲一定時(shí)間分散均勻后，置于真空灌封機(jī)中真空脫泡30min ;制得環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑；
[0024]環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的固化過程如下:
[0025]將上述制得的環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑放入烘箱中，經(jīng)程序升溫固化、隨爐冷卻，制得符合力學(xué)要求的聚醚型改性聚氨酯膠粘劑。
[0026]在具體的實(shí)施例中，我們采用不同的升溫速率來固化環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑，從具體實(shí)施例可以得出升溫速率越快，固化放熱峰越向高溫移動(dòng)，最終我們確定了固化過程的溫度分布優(yōu)選的采用100°c的開始固化溫度，125°C的固化溫度以及150°C的后固化溫度，每個(gè)階段的固化時(shí)間均為2h。
[0027]在另外的實(shí)施例中，針對不同分子量的聚醚二元醇我們進(jìn)行了三個(gè)實(shí)施例，分別選用分子量為400，1000和2000的聚醚二元醇，在擴(kuò)鏈劑為1，4-BD0，交聯(lián)劑為TMP，環(huán)氧樹脂為TDE-85，環(huán)氧樹脂為聚氨酯預(yù)聚體質(zhì)量40wt%的條件下，測試制得的聚氨酯膠粘劑的拉伸剪切強(qiáng)度分別為，6.34，9.98和7.23MPa，拉伸強(qiáng)度分別為32.65，29.77和23.74MPa，沖擊強(qiáng)度分別為13.29，18.24和23.55kJ/m2。因此，制備強(qiáng)度較大且具有較好韌性的聚氨酯膠粘劑材料，最優(yōu)選的是選用分子量為1000的PPG210。
[0028]在另外的實(shí)施例中，針對不同環(huán)氧樹脂，我們進(jìn)行了三個(gè)實(shí)施例，分別選用的環(huán)氧樹脂為脂環(huán)族縮水甘油酯型三官能團(tuán)環(huán)氧樹脂4，5-環(huán)氧己烷-1，2- 二甲酸二縮水甘油酯(TDE-85)、縮水甘油酯型兩官能團(tuán)環(huán)氧樹脂以及雙酚A型環(huán)氧樹脂；這三個(gè)實(shí)施例中，固化劑均為MeTHPA，環(huán)氧樹脂的質(zhì)量為聚氨酯預(yù)聚體質(zhì)量的40wt% ;最終測試制得的聚氨酯膠粘劑的拉伸剪切強(qiáng)度分別為9.98，9.26和11.32MPa，拉伸強(qiáng)度分別為29.77，25.62和26.16MPa，沖擊強(qiáng)度分別為18.34，16.95和14.56MPa。因此，本發(fā)明制備綜合力學(xué)性能好的聚氨酯膠粘劑材料，最優(yōu)選的是選用TDE-85為環(huán)氧樹脂。
[0029]上面對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
[0030]不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于特定的實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，其特征在于:依照先后順序，包含聚氨酯預(yù)聚體的制備過程，環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的配置過程和環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的固化過程；其中， 聚氨酯預(yù)聚體的制備過程如下: 將稱量好的聚醚二元醇加入至第一反應(yīng)釜中，攪拌、加熱至120°c左右回流脫水lh，降溫至50°C左右加入甲苯二異氰酸酯(TDI)，再緩慢升溫至70°C左右，保溫并勻速攪拌，得到端異氰酸酯基的聚氨酯(PU)預(yù)聚體；冷卻至室溫待用； 環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的配置過程如下: 將上述端異氰酸酯基的PU預(yù)聚體、擴(kuò)鏈劑1，4- 丁二醇(BDO)、交聯(lián)劑三羥甲基丙烷(TMP)、環(huán)氧樹脂和固化劑甲基四氫苯酐(MeTHPA)加入至第二反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，力口入填料和消泡劑，在70°C下超聲一定時(shí)間分散均勻后，置于真空灌封機(jī)中真空脫泡30min ；制得環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑； 環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的固化過程如下: 將上述制得的環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑放入烘箱中，經(jīng)程序升溫固化、隨爐冷卻，制得符合力學(xué)要求的聚醚型改性聚氨酯膠粘劑。
2.如權(quán)利要求1所述的一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的配置過程中，環(huán)氧樹脂的質(zhì)量占所述端異氰酸酯基的PU預(yù)聚體的 10 ?50wt%。
3.如權(quán)利要求2所述的一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的固化過程采用階梯型固化方式，首先在100°c的烘箱內(nèi)保溫2h，然后勻速升溫至125°C，繼續(xù)保溫2h，再勻速升溫至150°C保溫2h。
4.如權(quán)利要求3所述的一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述聚醚二元醇為分子量是400?2000的PPG204、PPG210或PPG220。
5.如權(quán)利要求4所述的一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述聚醚二元醇為分子量為1000的PPG210。
6.如權(quán)利要求4所述的一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述環(huán)氧樹脂為脂環(huán)族縮水甘油酯型三官能團(tuán)環(huán)氧樹脂4，5-環(huán)氧己烷-1，2- 二甲酸二縮水甘油酯(TDE-85)或縮水甘油酯型兩官能團(tuán)環(huán)氧樹脂或雙酚A型環(huán)氧樹脂。
7.如權(quán)利要求6所述的一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述環(huán)氧樹脂為TDE-85，其質(zhì)量占所述端異氰酸酯基的PU預(yù)聚體的40wt%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚醚型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，其依照先后順序，包含聚氨酯預(yù)聚體的制備過程，環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的配置過程和環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的固化過程；其中，聚氨酯預(yù)聚體的制備過程為：將稱量好的聚醚二元醇加入至第一反應(yīng)釜中，攪拌、加熱至120℃左右回流脫水1h，降溫至50℃左右加入TDI，再緩慢升溫至70℃左右，保溫并勻速攪拌，得到端異氰酸酯基的PU預(yù)聚體；環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑的配置過程為：將上述PU預(yù)聚體、擴(kuò)鏈劑BDO、交聯(lián)劑TMP、環(huán)氧樹脂和固化劑MeTHPA加入至第二反應(yīng)釜中，攪拌混合均勻，加入填料和消泡劑，在70℃下超聲一定時(shí)間分散均勻后，置于真空灌封機(jī)中真空脫泡30min；制得環(huán)氧改性聚氨酯膠粘劑。
【IPC分類】C08G18-48, C08G18-58, C08G18-10, C08G18-32, C08G18-66, C09J175-08
【公開號】CN104845574
【申請?zhí)枴緾N201410052620
【發(fā)明人】陳勇, 姚建華, 馬慶國, 孫渝
【申請人】深圳高遠(yuǎn)通新材料科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2014年2月17日