[发明专利]一种生物质聚氨酯胶黏剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，特别涉及一种生物质聚氨酯胶黏剂的制备方法。

背景技术

聚氨酯胶黏剂具有优良的耐低温性、耐水性、耐油性及柔韧性等，同时具有较高的粘结强度，因此被广泛应用于制鞋、磁带、复合薄膜、人造革及纺织等各行各业。制备聚氨酯胶黏剂的原料一般是多元醇、异氰酸酯和催化剂等各种助剂，它们对胶黏剂的性能有较大的影响，如模量、拉伸强度、玻璃化温度和抗黄变性能等。

多元醇是制备聚氨酯胶黏剂的主要原料，因其分子结构的不同其性能也各不相同，如采用结构规整的多元醇所合成的聚氨酯胶黏剂具有较强的结晶性和较高的粘结强度；带有侧链甲基的多元醇所制备的聚氨酯胶黏剂具有较好的光泽度和亮度；聚醚多元醇是分子主链上含有醚键、端基带有羟基的聚合物，因分子结构中的醚键内聚能较低，并易于旋转，所以由它合成的聚醚型聚氨酯胶黏剂有较低的玻璃化温度、较好的柔韧性和耐水性能，但其力学性能不如聚酯型聚氨酯胶黏剂。为了克服这一缺点，在聚酯多元醇中常引入氧化烯烃化合物使聚酯化合物分子里具有酯基与醚键二种结构形式，或者在聚酯多元醇中按比例混入聚醚多元醇，这样得到的聚氨酯胶黏剂兼具有聚酯型与聚醚型聚氨酯胶黏剂的共同特性。

然而，随着社会的进步和发展，作为世界经济发展重要支柱的石油资源将日渐枯竭，多元醇价格日益上涨，造成了聚氨酯产品成本偏高，严重影响了聚氨酯胶黏剂的广泛应用和发展。此外，以石油为基础的化工产品使用过期后，若处理不当，又是环境的严重污染源。随着人们物质生活水平的提高，环保意识的日益增强，寻求石油替代品，开发新能源、新材料，从源头上减少和消除污染尤显得更为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种成本低、环境友好、工艺简单的生物质聚氨酯胶黏剂的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种生物质聚氨酯胶黏剂的制备方法，包括下述步骤：首先在105～120℃温度下将100重量份的聚醚酯多元醇真空脱水1～3小时，然后加入异氰酸酯15～45重量份，在60～90℃温度下反应20～45分钟后，再加入0.1～0.5重量份的催化剂，同时加入适量的溶剂，常压下继续反应1～4小时，得到生物质聚氨酯胶黏剂，粘度为900～1800mps/20℃。

所述聚醚酯多元醇为竹粉、木材、木屑、甘蔗渣、玉米杆、秸秆、淀粉或废纸等生物质原料植物纤维降解后的聚醚酯多元醇；优选竹粉降解后的聚醚酯多元醇，即竹粉基聚醚酯多元醇。其制备方法是：以硫酸为催化剂，在130～190℃下，将竹粉、木材、木屑、甘蔗渣、玉米杆、秸秆、淀粉或废纸等生物质原料在聚乙二醇或乙二醇溶剂中液化降解30～180分钟，冷却后加入氧化镁中和PH值至中性，搅拌均匀，得到生物质聚醚酯多元醇。

所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(MDI)、聚合二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(PMDI)、1，6-己二异氰酸酯(HDI)、多亚甲基多苯多异氰酸酯(PAPI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)或萘-1，5-二异氰酸酯(NDI)。

所述催化剂为四甲基丁二胺、三亚乙基二胺、二丁基二月桂酸锡或辛酸亚锡。

所述溶剂为丙酮、环己酮、二氧六环、乙酸乙酯、甲苯和二甲苯中的一种或一种以上混合物。

本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：

(1)本发明采用的竹粉等原料廉价易得，可以完全代替以石油资源为原料的多元醇，生产成本低，生产工艺简单，

(2)本发明制备得到的竹粉基聚氨酯胶黏剂的粘度为900～1800mps/20℃，其T型剥离强度≥4.0N(25mm)^-1，对织物、木材、碎末等的粘结效果尤为明显，产品性能指标良好，具有市场竞争力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

将竹粉在130℃下，以硫酸为催化剂，在聚乙二醇溶剂中液化降解60min，冷却后加入氧化镁中和PH值至中性，搅拌均匀后，得到竹粉基聚醚酯多元醇。取竹粉基聚醚酯多元醇100重量份，在105℃温度下，真空脱水2小时，降温至70℃后，加入液化二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(PMDI200)25份，反应30min后，待胶液具有一定的粘度，加入催化剂二丁基二月桂酸锡0.2重量份，随着粘度的增加，加入溶剂乙酸乙酯调节粘度，常压继续反应120min后制得聚氨酯胶黏剂，粘度为1300(mps/20℃)。

实施例2