[发明专利]一种水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯胶粘剂，尤其涉及一种水性聚氨酯胶粘剂的制备方法。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高和消费结构的不断变化，近年来具有良好实用性能和优异阻隔性能的软包装材料得到快速发展，由此带动了溶剂型聚氨酯复膜胶需求量的快速增长。由于溶剂型胶粘剂含有大量的溶剂，胶水在生产及使用过程中，大量溶剂的挥发，会对空气造成污染，影响操作人员的健康，同时存在易燃易爆的重大安全隐患，残留的溶剂，容易引起包装物的污染，造成重大事故。水性聚氨酯胶粘剂以水为分散介质，具有无毒，不燃烧，气味小，安全，无污染，与溶剂型一样，具有耐低温，柔韧性好，粘接强度大的特点，符合绿色工业的发展要求，目前已被广泛应用于粘合剂、涂料、皮革涂饰剂等领域。

软包装用水性聚氨酯胶粘剂，是将二层塑料薄膜复合的胶粘剂。除了需保持聚氨酯的粘接强度高、热封强度好以外，还要满足耐水、耐温性等特殊功能需求。

目前市售的水性聚氨酯胶粘剂要保持其储存的稳定性，必须使用亲水性扩链剂二羟甲基丙酸，二羟甲基丁酸，这样，虽然解决了其储存的稳定性，但降低了胶粘剂的耐水性。聚酯型聚氨酯酯基内聚能大，与极性基材的粘附力好，但酯基较易水解，耐水性不如聚醚型聚氨酯好，聚醚型聚氨酯醚基内聚能小，对极性基材的粘附力差，但耐水性好。

发明内容：

本发明的目的之一是提供一种水性聚氨酯胶粘剂，另一个目的是提供这种水性聚氨酯胶粘剂的制备方法。

所述水性聚氨酯胶粘剂，它由聚酯多元醇、蓖麻油、异氰酸酯、亲水扩链剂、有机硅烷、成盐剂、溶剂、催化剂、去离子水为原料合成所得，其中，聚酯多元醇和蓖麻油的混合物∶异氰酸酯∶亲水扩链剂∶有机硅烷∶成盐剂的重量比为(110～120)∶(35～45)∶(6～8)∶(2～4)∶(6～10)，聚酯多元醇和蓖麻油之间的重量比为100∶(10～20)。

所述聚酯多元醇为聚己二酸-1，6-己二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇新戊二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯-1，6-己二醇酯二醇的任一种。

所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的任一种。

所述溶剂为丙酮、丁酮或N-甲基吡咯烷酮；

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。

所述亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的任一种。

所述有机硅烷为3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。

所述成盐剂为三乙胺或氢氧化钠。

虽然制备水性聚氨酯胶粘剂的组份原料的可选择性很大，但其制备方法都相同。

所述水性聚氨酯胶粘剂的制备方法如下：

将聚酯多元醇和蓖麻油放置在密闭容器中，二者间的重量比为100∶10～20，在100℃～120℃条件下真空干燥1小时，然后降温至70℃，加入异氰酸酯后滴加催化剂，升温至75～90℃反应2小时，加入亲水性扩链剂和溶剂反应1小时，降温至40℃，加入有机硅烷反应0.5小时，经成盐剂中和后，快速分散于去离子水中，升温蒸出溶剂，从而获得目标物；其中，聚酯多元醇和蓖麻油的混合物∶异氰酸酯∶亲水扩链剂∶有机硅烷∶成盐剂的重量比为(110～120)∶(35～45)∶(6～8)∶(2～4)∶(6～10)。

由于本发明选用了耐水性好的聚酯多元醇和蓖麻油，其中，蓖麻油为疏水性结构的聚醚物质，同时采用硅烷的内部交联结构，使得水性聚氨酯胶粘剂的耐水性得以大幅提高；加入氨类硅烷偶联剂后，胺基与残留异氰酸酯发生反应，可水解的硅氧基团发生水解缩聚而使体系交联、扩链；通过以上过程，制得的胶水既有好的粘接强度，又有好的耐水性，能够满足水煮型聚氨酯胶粘剂的性能。

具体实施方式：

实施例1：

在装有搅拌器、温度计回流冷凝器的玻璃反应器中，加入聚己二酸-1，6-己二醇100g，蓖麻油10g，在100℃～120℃条件下，真空干燥1小时，加入甲苯二异氰酸酯35g、二月桂酸二丁基锡0.02g，升温至70～85℃反应2小时后，加入二羟甲基丙酸DMPA 5g反应1小时，然后降温至40℃以下，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷2g搅拌30min，加入三乙胺6g使予聚体中和成盐，并加入丙酮50g降低粘度，然后在高速剪切下加入237g去离子水进行乳化，最后升温蒸出丙酮，得到泛蓝光乳白色的水性聚氨酯胶粘剂，其固含量：40％，固含量按照GB/T2793-1995标准进行检验；粘度为(涂-4杯，25℃)：17s，粘度按照GB/T2794-1995标准进行检验。

实施例2：