[发明专利]水性聚氨酯乳液的制备方法及其作为真空吸塑胶用胶黏剂的应用

说明书

技术领域

本发明涉及精细高分子材料领域的制备方法，尤其是涉及一种水性聚氨酯乳液的制备方法及其作为真空吸塑胶用胶黏剂的应用。

背景技术

水性聚氨酯乳液可以单独作为真空吸塑胶，也可以与乙烯-醋酸乙烯酯乳液等复配成真空吸塑胶，但目前为止以复配为主。真空吸塑胶一般使用工艺：将PVC薄膜在加热软化过程中与喷胶后的中密度纤维板贴近，利用真空抽走PVC膜与中密度纤维板之间的空气，依靠大气压使PVC膜紧紧地粘贴在中密度纤维板上，这个工艺过程称为真空吸塑。水性聚氨酯乳液应用于真空吸塑胶主要指标体现在：(1)粘度稳定性；(2)活化性能；(3)共混性能；(4)耐高温性能。

目前应用于真空吸塑胶的国产水性聚氨酯乳液粘度不够稳定，而且每批次粘度范围波动较大，固含量一般在40％以下，丙酮气味大，共混性能不够好等缺陷。而进口水性聚氨酯乳液产品例如德国的拜耳U-54，其价格昂贵，且耐热只能到65℃左右。

水性聚氨酯型真空吸塑胶单组份使用的成品温度耐热性能只有60℃，而复配型真空吸塑胶单组份使用的成品温度耐热性能只有65℃。对于一些出口产品，往往需要在封闭的集装箱内进行远洋运输，特别对于需跨越赤道圈的运输船只，其集装箱内的温度能达到80～90℃，如果胶水的抗高温性不够，就容易造成出口产品的PVC装饰皮开胶脱板，使产品报废。常规做法是在胶水使用的过程中添加3～5％的固化剂来提高耐热性，然而这将增加了生产工序，提高了生产成本，不利于被广泛实际应用。

发明内容

本发明目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低、粘度稳定、活化温度适中、共混性能好、抗高温、粘结强度佳的应用于作为水基真空吸塑胶用胶黏剂的水性聚氨酯乳液的制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现，该方法包括预聚体的制备、预聚体的中和并分散到去离子水中得到分散体、扩链生成水性聚氨酯乳液。具体包括以下步骤：

(1)、将原料聚酯多元醇与异氰酸酯在催化剂二月挂酸二丁基锡催化下，在75～85℃反应2～3小时得到预聚体，所述异氰酸酯与聚酯多元醇的摩尔比为2～2.35∶1，所述催化剂为预聚体总重量的万分之一；

所述聚氨酯多元醇由己二酸，1，4-丁二醇制备，分子量为2000，羟值为56±1mgKOH/g，OH官能度为2；

(2)、在步骤(1)得到的预聚体中加入亲水基团化合物二羟甲基丙酸，同时加入助溶剂N-甲基吡咯烷酮，在60-70℃下反应4～5小时得到亲水化的预聚体反应产物，所述二羟甲基丙酸加入量与步骤(1)中原料聚酯多元醇的摩尔比为0.28～0.67∶1，所述助溶剂加入量占最终乳液总重量1～3％；

(3)、在步骤(2)产物中加入三乙胺进行中和反应，三乙胺与步骤(1)中原料聚酯多元醇的摩尔比为0.37～0.52∶1，再加入去离子水，然后乳化；

(4)、在步骤(3)的产物中加入胺扩链剂，该胺扩链剂的加入量为体系中残余异氰酸酯的摩尔比为0.5～0.8∶1，加料时间为5～10分钟，加完后再分散45～60分钟，即制得最终的水性聚氨酯乳液。

所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯或1，6-己二异氰酸酯中的任意一种或它们的混合物。所述的混合物中的异佛尔酮二异氰酸酯与1，6-己二异氰酸酯的摩尔比为2～9∶1。

步骤(4)中：所述胺扩链剂选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、异佛尔酮二胺中任意一种，或是它们中任意两种的混合物。优选，胺扩链剂为乙二胺。

本发明制备所得的水性聚氨酯乳液可以单独作为真空吸塑胶，也可以与乙烯-醋酸乙烯酯乳液等复配成真空吸塑胶。把乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液的Ph值调到7.0～8.0，加入流平剂、增稠剂等混合均匀，最后加入本发明制备的水性聚氨酯乳液共混均匀即可获得复配的水基真空吸塑胶。