[发明专利]一种含氟水性聚氨酯固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及双组分水性聚氨酯胶黏剂，特别涉及水性聚氨酯胶黏剂固化剂。

背景技术

近年来水性聚氨酯胶黏剂获得了广泛的应用。但是，单组分水性聚氨酯胶黏剂需引入羧基或磺酸基等亲水基团，这影响了成膜物的耐水、耐化学品性能，水性聚氨酯胶黏剂树脂不同耐温性也存在较大差异。双组分水性聚氨酯胶黏剂由水性聚氨酯胶黏剂树脂和水性聚氨酯固化剂组成，可提高水性聚氨酯胶黏剂树脂的耐温性。

提高双组分水性聚氨酯胶黏剂耐温性的途径有：(1)改进水性聚氨酯胶黏剂树脂结构；(2)改进水性聚氨酯固化剂结构。

目前水性聚氨酯固化剂主要是水可乳化的HDI缩二脲或者是HDI三聚体，固化剂中的异氰酸根基团(-NCO)能与羟基、氨基和羧基等许多官能团发生缩合反应，从而起到交联固化的作用。目前水性聚氨酯固化剂虽然能够起到交联的作用，但对水性聚氨酯胶黏剂树脂的耐热性提高得不多。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种含氟水性聚氨酯固化剂，该固化剂能够改善水性聚氨酯胶黏剂树脂的耐热性和耐水性，提高粘接强度。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种该含氟水性聚氨酯固化剂的制备方法。

本发明所述的含氟水性聚氨酯固化剂，由以下物质反应所得，按质量份包括：

a.异氰酸酯或其衍生物    100份

b.含氟化合物            10～25份

c.含亲水基团化合物      5～20份

d.溶剂                  50～120份

e.催化剂                0.02～0.05份

f.中和剂                0～3.9份

所述的异氰酸酯或其衍生物包括1，6-己二异氰酸酯(HDI)三聚体、HDI缩二脲、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)三聚体、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)三聚体、二苯基甲烷-4，4′二异氰酸酯(MDI)或三羟甲基丙烷(TMP)-TDI加成物等。

所述的含氟聚合物包括含氟聚醚多元醇、含氟聚酯二元醇或含氟扩链剂等，含氟聚醚多元醇包括数均分子量在500-5000的含氟聚醚多元醇，如天津市飞欣贸易有限公司提供的牌号为FX3302、FX1402含氟聚醚二元醇、FX1803含氟聚醚三元醇等；含氟聚酯二元醇包括数均分子量1000～3000的聚(六氟五亚甲基己二酸己二醇酯)二元醇或聚(六氟五亚甲基丙二酸己二醇酯)二元醇等；含氟扩链剂包括2，2′，3，3′，4，4′，5，5′-八氟-1，6-己二醇或2，2′，3，3′-四氟-1，4-丁二醇等。

所述的含亲水基团化合物包括二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸、聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇单丁醚或2-羟乙基磺酸等。

所述的溶剂是聚氨酯领域常用的，包括乙酸乙酯、丙酮、丁酮或N-甲基吡咯烷酮等；所述的催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或羧酸铋等聚氨酯常用催化剂。

所述的中和剂包括三乙胺、氢氧化钠或氢氧化钾等碱性物质。

一种制备上述含氟水性聚氨酯固化剂的方法，包括以下步骤：

将含氟聚合物进行常规脱水处理，在60℃～80℃加入异氰酸酯或者其衍生物、催化剂，保温反应至异氰酸酯含量到理论值，再加入亲水基团化合物，60～80℃反应到异氰酸根含量达理论值，加入溶剂稀释，中和剂中和，得到产品。外观为淡黄色或者无色透明的液体，粘度：100～300mPa.s，异氰酸根质量分数(NCO％)：5％～12％。

本发明将氟元素引入到聚合物中，具有添加量小，耐热性、耐水性能优异的特点，和现有技术水性聚氨酯固化剂相比，能够更好改善水性聚氨酯胶黏剂的耐热性和耐水性，提高粘接强度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。所用的测试标准及方法为：

1.吸水率

将水性聚氨酯胶黏剂树脂100份加水性聚氨酯固化剂5份，搅拌混合均匀，倒入120mm×120mm×3mm的玻璃模具中，60℃烘干，制成薄膜，截取30mm×30mm试样，测其质量，记为m₁，室温下在去离子水中浸泡24h后用滤纸擦干表面的水珠测其质量，记为m₂.，吸水率的计算公式为(m₂-m₁)/m₁×100％。

2.耐水解性测试