[发明专利]一种单组分快干型无溶剂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，特别是涉及一种单组分快干型无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯(PU)是一类由异氰酸酯和低聚物多元醇聚合而成的高聚物。由于其主链上含有大量的氨基甲酸酯基团，赋予聚氨酯材料高强度、高耐磨性、高弹性和优异的耐低温性能等优点，并且其软硬度可在很大范围内进行调节，因而其在胶粘剂、涂料和复合材料等诸多领域中得到广泛应用。

聚氨酯胶粘剂是基料分子中含有氨基甲酸酯基、异氰酸酯基的一类胶粘剂，性能优越，在国民经济中得到广泛应用。

无溶剂型单组分聚氨酯胶粘剂是目前国内外聚氨酯胶粘剂研究的热点，首先它无毒，无污染，其次使用前不需要进行化学计量和添加其他交联剂，可直接使用，操作简便易控，省时省力，但目前市售的无溶剂型单组分聚氨酯胶粘剂大都存在几个问题：a、初粘力差，固化过程时间长；b、固化过程有气泡放出，导致胶层发泡膨胀，形成缩孔，影响胶接强度；c、黏度大，胶膜厚度难以控制，可操作性不佳。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明的目的是为了解决之前无溶剂型单组分聚氨酯胶粘剂存在的一些缺点问题，提供一种单组分快干型无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法，该单组分快干型无溶剂聚氨酯胶粘剂固化速度快，大大减少了气泡释放量，避免胶层的发泡膨胀现象，提升胶粘剂的粘接强度，黏度适中，可操作性较好。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：一种单组分快干型无溶剂聚氨酯胶粘剂，由如下质量分数的组分制成：

噁唑烷类物质                               0.5-10

有机锡类催化剂或有机胺类催化剂             0.01-0.5

多元醇                                     40-75

多异氰酸酯                                 15-55。

进一步的，所述的多异氰酸酯是化合物结构中含有两个或者两个以上-NCO基团的物质，包括甲苯二异氰酸、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯中的一种以上。本发明的多异氰酸酯化合物包括上述物质但不仅仅限于这些物质，本发明优选的多异氰酸酯化合物是二苯基甲烷二异氰酸酯和多亚甲基多苯基多异氰酸酯。

进一步的，所述的多元醇是同时含两个或两个以上羟基的化合物或聚合物，包括聚缩乙二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚氧化丙烯蓖麻油多元醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、一缩二乙二醇、对苯二酚二羟乙基醚、间苯二酚双羟乙基醚中的一种以上。本发明的多元醇包括上述物质但不仅仅限于这些物质，本发明优选的多元醇是聚氧化丙烯蓖麻油多元醇。

进一步的，所述的有机锡类催化剂是锡和碳元素直接结合所形成的金属有机化合物，包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡中的一种以上。本发明的有机锡类催化剂包括上述物质但不仅仅限于这些物质，本发明优选的有机锡类催化剂是二月桂酸二丁基锡。所述的有机胺类催化剂是结构通式为R=N-R’或者R-NH-R’的物质，结构通式中的R、R’是含C、H、O、N、S、F、Br、Cl、N中的两种或两种以上各种组合的有机基团，有机胺类催化剂包括三乙烯四胺、二乙烯三胺、五甲基二乙烯三胺的一种以上。本发明的有机胺类催化剂包括上述物质但不仅仅限于这些物质，本发明优选的有机胺类催化剂是三乙烯四胺。

进一步的，本发明使用的噁唑烷类物质可以用亚胺类物质代替，噁唑烷类物质的常见基本结构为：

噁唑烷类物质结构式中的R、R₁、R₂是含C、H、O、N、S、F、Br、Cl、N中的两种和两种以上各种组合的有机基团，这些基团的结构可相同，也可不同。

所述的噁唑烷类物质包括(S)-(-)-4-叔丁基-2-噁唑烷酮；2-苯基-3-羟乙基-1,3-噁唑烷；R-4-苄基-1,3-噁唑烷酮；2-异丙基-3-羟乙基-1,3-噁唑烷；3-羟乙基-1,3-噁唑烷； 2-异丙基噁唑烷；2,2-二氢噁唑烷；2-异丙基-N-羟乙基-噁唑烷或2,2-二氢-N-羟乙基-噁唑烷中的一种以上。本发明的噁唑烷类物质包括上述物质但不仅仅限于这些物质，本发明优选的噁唑烷类物质是(S)-(-)-4-叔丁基-2-噁唑烷酮、R-4-苄基-1,3-噁唑烷酮。