[发明专利]一种水性聚氨酯、其制备方法和水性聚氨酯胶粘剂

说明书

技术领域

本发明涉及水性胶粘剂领域,尤其涉及一种水性聚氨酯、其制备方法和水性聚氨酯胶粘剂。

背景技术

近年来，汽车内饰释放的空气环境污染造成的恶性事件引起了人们的普遍关注。随着汽车轻量化的推进，使得汽车内饰胶粘剂的用量越来越大。汽车内饰胶粘剂分为溶剂型胶粘剂和水性胶粘剂。溶剂型胶粘剂释放二甲苯、甲醛类有毒有害有机物，给环境造成污染。环境保护部和国家质量监督检验检疫总局发布了“乘用车内空气质量评价指南(GB/T27630-2011)”，对车内空气中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲醛、乙醛等八种有机物浓度进行了规定，要求有机物的含量最高为1.50mg/m³。因此，安全且环保的水性胶粘剂成为汽车内饰胶黏剂的重要研究方向。

现有技术中，申请号为CN201310009681.3的中国专利公开了一种水性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：将聚己二酸二醇酯加入三口烧瓶中，升温到110℃，减压1h；然后在氮气保护下，将反应体系温度降温至85℃，并加入丁酮，向反应体系中滴加2,4-甲苯二异氰酸酯，滴加完毕后，反应2.5h，得到第一中间体；向第一中间体中加入丁酮，将反应体系降温至30℃，然后向其中滴加二羟甲基丙酸，滴加完毕后，反应0.5h，得到第二中间体；向第二中间体中加入丁酮，然后加入乙二醇，将反应体系升温至90℃，反应2h，反应结束后，加入去离子水，然后加入三乙胺，搅拌0.5h，然后减压除去丁酮，得到水性聚氨酯。将制备的水性聚氨酯和水性流平剂BYK380、水性消泡剂BYK-019和非离子水性增稠剂RM-2020在高速搅拌器中混合，并以1200rpm的转速搅拌15min，然后加入水性多异氰酸酯固化剂Bayhydur3100，并以2000rpm的转速搅拌3min，得到水性聚氨酯胶粘剂。该水性聚氨酯胶粘剂制得的胶膜的耐高低温冲击和耐湿热性较差，剥离力仅为2.6N/mm。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水性聚氨酯、其制备方法和水性聚氨酯胶粘剂，本发明提供的水性聚氨酯胶粘剂制得的胶膜具有优异的耐高低温和耐湿热性。

本发明提供了一种水性聚氨酯，具有式I所示结构：

所述m、n和x为整数，m＝13～50，n＝24～88，x＝10～20；

所述R₁选自式101～式103所示结构中的任意一种：

式101、式102和式103；

所述R₂选自式201～式203所示结构中的任意一种:

式201、式202

和式203；

所述R₃选自式301或式302:

式301和式302。

优选地，所述m＝15～40，n＝26～80，x＝12～18。

本发明提供了一种上述技术方案所述水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：

a)在氮气或惰性气体的条件下，将聚(碳酸酯-醚)二元醇、聚乙二醇与脂肪族二异氰酸酯在有机溶剂中进行反应，得到第一中间体；

b)在催化剂的作用下，将羟基数≥3的醇类化合物与所述步骤a)得到的第一中间体在有机溶剂中进行反应，得到第二中间体；

c)将二元醇类扩链剂和所述步骤b)得到的第二中间体在有机溶剂中进行反应，得到具有式I所示结构的水性聚氨酯。

优选地，所述聚(碳酸酯-醚)二元醇的数均分子量为1500道尔顿～5000道尔顿。

优选地，所述聚乙二醇的数均分子量为400道尔顿～800道尔顿。

优选地，所述聚(碳酸酯-醚)二元醇、聚乙二醇和脂肪族二异氰酸酯的质量比为(180～610):(30～80):(75～116)。

优选地，所述脂肪族二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯和4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。

优选地，所述步骤a)中反应的温度为75℃～85℃；

所述步骤a)中反应的时间为2h～4h。

优选地，所述步骤b)中反应的温度为70℃～75℃；

所述步骤b)中反应的时间为0.5h～2h。

本发明提供了一种水性聚氨酯胶粘剂，包括以下组分：

85～130重量份的水性聚氨酯；

0.1～4重量份的水性增稠剂；

0.02～0.18重量份的水性流平剂；

0.01～0.04重量份的水性消泡剂；