一种低温热固化的封闭型固化剂及应用其的单组分低温热固化的聚氨酯结构胶制造技术

本发明专利技术提供一种低温固化的封闭型固化剂，按照如下方式制得：按质量份数计算，将100份聚醚多元醇和77～123份第一异氰酸酯单体混合形成第一反应液，聚醚多元醇选自聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃醚二醇中的至少一种，第一异氰酸酯单体选自液化4,4

【技术实现步骤摘要】
一种低温热固化的封闭型固化剂及应用其的单组分低温热固化的聚氨酯结构胶


[0001]本方案涉及固化剂
，具体的，涉及一种低温热固化的封闭型固化剂及应用其的单组分低温热固化的聚氨酯结构胶。

技术介绍

[0002]聚氢酯胶粘剂是基体中含有氨基甲酸酯基(
‑
NHCOO
‑
)和/或异氧酸酯基(
‑
NCO)类的胶粘剂。聚氢酯胶粘剂中含有氨基甲酸酯基，异氧酸酯基，以及脲基等极性基团，能够与含有活泼氢的材料形成共价键和氢键。并且通过调节聚氨酯胶粘剂的配方还可以满足金属、橡胶、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等不同材料的粘接。聚氨酯胶粘剂可以加热固化，也可以室温固化，粘接工艺简单，操作性能优异，不易使粘接层产生缺陷。
[0003]目前应用的热固化单组份聚氨酯胶粘剂或涂料有多种设计思路，但都需要将异氰酸酯进行封端以保证活性。然而，目前封闭型异氰酸酯固化剂的解封闭温度普遍在160℃。解封温度较高，能耗较大，使用条件也较苛刻。
[0004]因此，有必要寻求一种能够在在较低温度下解封固化的胶黏剂产品，满足消费者需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是寻求到一种低温热固化的封闭型固化剂及应用其的单组分低温热固化的聚氨酯结构胶，以获得可在低温下固化的聚氨酯结构胶，降低使用能耗。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种低温固化的封闭型固化剂，按照如下方式制得：S1、将100份聚醚多元醇和77～123份第一异氰酸酯单体混合形成第一反应液，其中，聚醚多元醇选自聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃醚二醇中的至少一种，第一异氰酸酯单体选自液化4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、HDI三聚体、HDI缩二脲中一种或多种；S2、使第一反应液于60～80℃条件下发生反应，至第一反应液中的异氰酸酯基团含量达到8～12％；S3、在40～50℃条件下，向第一反应液中依次加入催化剂、封闭剂，反应至第一反应液中的异氰酸酯基团含量＜0.05％，即得封闭型固化剂。
[0007]按照上述方法所制得的低温固化的封闭型固化剂能够在90～100℃的温度范围内固化，将其应用到胶料产品中，可以使胶料产品在较低的温度下固化成型。另一方面，上述封闭型固化剂不含高毒性物料，且其VOCs含量较低，在固化和储存的过程中都能够保持较低的挥发率以及较高的稳定性，从而具有良好的安全性。其中，本专利技术所提供的封闭型固化剂为按照特定方法制备的特种封闭型固化剂，通过对制备该封闭型固化剂过程中的反应体系异氰酸酯基团含量(NCO含量)进行监控，由此可以将封闭型固化剂的粘度控制在一定的范围内，在应用该封闭固化剂加入到其他胶料产品后，所形成的混合胶料的粘度也能够保持在合适的范围内。
[0008]优选地，第一异氰酸酯单体包括液化4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)。
[0009]使用液化MDI作为第一异氰酸酯单体制得的聚氨酯结构胶粘接强度高，耐水性好，VOC挥发量小。
[0010]优选地，聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇。
[0011]优选地，聚醚多元醇的分子量为1000～2000。
[0012]优选地，聚醚多元醇的含水量少于500ppm。
[0013]优选地，封闭剂选自腰果籽油或改性腰果籽油。
[0014]本专利技术另一方面涉及一种单组分低温热固化的聚氨酯结构胶，其中包括上述封闭型固化剂；按照质量份数计算，聚氨酯结构胶包括封闭型固化剂50～62份、改性蓖麻油聚合物33～48份、助剂3～10份，助剂包括催化剂。
[0015]按照上述方法制得的单组分低温热固化的聚氨酯结构胶可以在90～100℃的温度下固化完全，在使用过程中能耗降低、安全性增加。同时，上述聚氨酯结构胶使用安全环保的原材料，在使用和存储过程中没有检测到高毒性物质的挥发。上述聚氨酯不会在常温下缓慢发生解封反应，从而增大存储性，大大拓宽了上述聚氨酯结构胶的使用范围。
[0016]优选地，改性蓖麻油聚合物按照如下方式制备而成：S1、在40～50℃条件下，将蓖麻油和第二异氰酸酯单体混合形成第二反应液，蓖麻油和第二异氰酸酯单体的投料量满足，使第二反应液中R为0.1～0.3；S2、使第二反应液于50～80℃条件下反应2～3小时，即得改性蓖麻油聚合物；其中，以第二异氰酸酯单体中异氰酸酯基团含量为A1，以改性蓖麻油中羟基含量为A2，令R＝A1/A2。
[0017]若R值过小，则为保证聚氨酯结构胶的制备反应顺利进行，需增大封闭型固化剂的投入量，进而导致制得的聚氨酯结构胶中封闭型固化剂的残留量增大。若R值过大，则制备得到的聚氨酯结构胶将粘度过大，易有凝胶风险。为了使改性蓖麻油聚合物在后续制备聚氨酯结构胶时具有良好的使用效果，需要将第二反应液中R的控制在一定范围内。
[0018]优选地，第二异氰酸酯单体选自液化4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)、1,6
‑
己二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯、3
‑
异氰酸酯基亚甲基
‑
3,5,5
‑
三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)中至少一种。
[0019]优选地，第二异氰酸酯单体包括液化4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(液化MDI)。
[0020]优选地，改性蓖麻油选自Basf Sovermol系列805、750、819，伊藤制油的AC006、AC009，上海精日的AP11、AP19、AP21的至少一种。
[0021]优选地，蓖麻油的含水量少于500ppm。
[0022]优选地，催化剂选自有机铋、有机锡、有机锌催化剂中的至少一种。
[0023]优选地，催化剂选自有机铋类催化剂中的至少一种。
[0024]优选地，催化剂选自异辛酸铋、新癸酸铋中的至少一种。
[0025]优选地，在聚氨酯结构胶制备过程中，还需加入助剂，助剂选自分子筛活化粉、颜料、气硅中的至少一种。
[0026]综上所述，相比于现有技术，本专利技术所提供的方案具有如下有益效果：
[0027](1)本专利技术的低温固化封闭型固化剂可在较低温度下解封，使聚氨酯产品的固化温度降低，固化所需能耗也随之下降，使其适用范围大大拓宽。
[0028](2)本专利技术的单组分低温热固化聚氨酯结构胶避免了固化过程中有害物质的产生。本专利技术的改性蓖麻油聚合物亲核性强，含有大量活泼氢，可以快速与分解后的游离NCO
基团产生反应，固化过程中无异氰酸酯释放外溢。
[0029](3)本专利技术的单组分低温热固化聚氨酯结构胶常温储存稳定性佳。本专利技术使用封闭型固化剂与多元醇制备聚氨酯结构胶，使聚氨酯结构胶在常温下不会发生解封闭反应，进一步增加产品常温稳定性，大大扩宽了产品的使用范围。
具体实施方式
[0030]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温固化的封闭型固化剂，其特征在于，所述封闭型固化剂按照如下方式制得：S1、按质量份数计算，将100份聚醚多元醇和77～123份第一异氰酸酯单体混合形成第一反应液，所述聚醚多元醇选自聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃醚二醇中的至少一种，所述第一异氰酸酯单体选自液化4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、HDI三聚体、HDI缩二脲中一种或多种；S2、使所述第一反应液于60～80℃条件下条件下发生反应，至所述第一反应液中的游离的异氰酸酯基团含量达到8～12％；S3、在40～50℃条件下，向所述第一反应液中依次加入催化剂、封闭剂，反应至所述第一反应液中的异氰酸酯基团含量＜0.05％，即得封闭型固化剂。2.如权利要求1所述低温固化的封闭型固化剂，其特征在于，所述第一异氰酸酯单体包括液化4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯。3.如权利要求1所述低温固化的封闭型固化剂，其特征在于，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇。4.如权利要求1所述低温固化的封闭型固化剂，其特征在于：所述聚醚多元醇的分子量为1000～2000。5.如权利要求4所述低温固化的封闭型固化剂，其特征在于：所述聚醚多元醇聚醚多元醇的含水量少于500ppm。6.一种单组分低温热固化的聚氨酯结构胶，其特征在于：其中包括如权利要求1～5任一项所述封闭型固化剂；按照质量份数计算，聚氨酯结构胶包括所述封闭型固化剂50～62份...

【专利技术属性】
技术研发人员：章松，
申请(专利权)人：东莞澳中新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：