[发明专利]一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备与应用

说明书

本发明涉及一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备与应用，胶黏剂由A组分和B组分混合而成，所述的A组分为异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物，所述的B组分为含有端羟基扩链剂的催化组分，所述的A组分与B组分按官能团摩尔比为NCO:OH＝0.85‑2.5:1进行混合；本发明聚氨酯胶粘剂用于工业皮带的制备。与现有技术相比，本发明双组分聚氨酯胶粘剂应用于工业皮带的层间粘合，具有固化速度快，粘度较低，较高的剥离强度，良好的耐低温性、耐水性和耐热性，可有效解决工业皮带在高温贴合时容易引起翘边的技术问题。

技术领域

本发明属于工业皮带材料加工技术领域，涉及一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备与应用。

背景技术

工业皮带分为传送带和输送带两种，为各行业的物料运输提供了便利，随着各种工业精细化的发展，对工业皮带的需求越来越大。工业皮带主要由覆盖胶和基布(骨架材料)复合粘接而成，按不同用途可经胶粘剂一层或多层粘接，层间粘结力会直接影响材料的剥离强度，决定着工业皮带的使用性能，也就是说，如果粘结力过低会严重降低产品抗磨损能力，易于层间分离。

目前，工业皮带的层间粘接主要是溶剂型胶粘剂，比如现在使用的溶剂型双组分聚氨酯(PU)胶粘剂，溶剂比例高达70％，造成环境污染和安全隐患，而且溶剂型胶粘剂涂布后需高温烘烤以除去溶剂后再进行贴合，既造成能源浪费，又使得基布常在高温烘烤后热胀冷缩，生产得到的工业皮带易发生翘边，影响质量。另外，在工业皮带的生产工艺中，涂布贴合后1-5分钟内需达到约1N/mm的初始剥离强度，以便收卷时不开胶，不错位。因此，研发无溶剂型胶粘剂，并使其能在低温进行层间贴合，获得较高的初始和终极剥离强度，具有很好的经济效益和社会效益。

无溶剂型双组分PU胶粘剂是近年来研发的热点，由于粘度的关系，其分子量远小于溶剂型胶粘剂，这也导致剥离强度较低。申请号为201010249896.9的中国发明专利公开了一种可常温固化的双组分胶粘剂及其合成方法，该胶粘剂的原料为组分A与组分B，组分A与组分B的重量比为1∶(0.1～0.5)，组分A包括以下组分及重量份含量：环氧基封端的聚氨酯预聚物35～75、环氧基团封端的超支化聚氨酯预聚体5～15、聚氨酯接枝的环氧树脂10～60，组分B选自乙二胺、β-羟基乙二胺、二乙撑三胺、三乙撑四胺、二乙撑三胺与环氧丙烷丁基醚的加成物，低分子量聚酰胺或低分子量端氨基聚醚，将组分A与组分B在室温下混合均匀，即得到产品。上述专利技术方案的反应原理是利用环氧基与氨基的交联反应得到交联结构的不熔物，而在工业皮带的各种接头工艺中，需要热塑型材料，上述专利的双组分胶粘剂并不适用于工业皮带的生产中；此外，上述专利的双组分胶粘剂没有说明初始和终极剥离强度，而在工业皮带的生产工艺中，需要胶水涂布后在几分钟内获得较高的初始剥离强度；该双组分胶粘剂只适用于胶层硬度较低的行业，对于应用强度较高的工业皮带领域，并不适合。

众所周知，PU胶粘剂粘接性能与多元醇分子结构密切相关。刚性较大的聚酯多元醇合成的双组分PU胶粘剂具有较高的耐热性、粘接强度、耐油性，但耐水解稳定性较差；聚醚多元醇的醚基旋转性较好，合成的PU胶粘剂的柔韧性、耐低温性和耐水性较好，但醚基刚性较弱导致强度和耐老化性较差。

超支化聚醚不仅具有高度支化结构和大量活性端基，熔融粘度低，而且保留线性聚醚多元醇的柔顺性。研究发现，超支化聚醚加入端羟基聚丁二烯和异佛尔酮二异氰酸酯的共聚反应中，得到改性聚氨酯互穿聚合物网络。由于超支化聚醚的近似球形的结构和内部存在分子内空腔，在单相拉伸时吸收部分能量；而且分子中含有大量的醚键，可以与改性PU相的氨基甲酸酯基的氨基形成氢键，从而起到增强增韧的作用。可见，超支化聚醚独特的结构可弥补线性聚醚强度较差的不足。设想如果超支化聚醚中含有大量刚性苯环，即超支化聚苯醚，较之超支化聚醚会赋予其更优良的机械强度和耐热性，目前，还未见有超支化聚苯醚用于无溶剂双组分PU胶粘剂的报道。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可在低温进行层间贴合，粘合后固化速度快，获得较高的初始和终极剥离强度，可有效解决工业皮带在高温贴合时容易引起翘边问题的双组分聚氨酯胶粘剂及其制备与应用。