本发明专利技术涉及一种异氰酸酯／ＰＥＴ水乳液胶粘剂及其制备方法和应用，属于化学胶粘剂技术领域。采用回收聚对苯二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）、新戊二醇、酯化催化剂、热稳定剂、马来酸酐、氢氧化钠的水溶液制得ＰＥＴ水乳液，使用时，将单独分装的ＰＥＴ水乳液和多次甲基多苯基异氰酸酯室温混合得异氰酸酯／ＰＥＴ水乳液胶粘剂。本发明专利技术胶粘剂用于木材的粘接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种异氰酸酯/PET水乳液胶粘剂及其制备方法和应用，属于化学胶 粘剂
技术介绍
1953年，Du Pont公司最早实现了线型热塑性聚合物聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)的工业化生产。由于PET具有独特的物理及化学性质，其应用迅速扩大到合成纤维、 薄膜以及多种食品包装材料如饮料瓶、矿泉水瓶等领域。据PET世界大会统计，从2000年 开始，世界PET工业进入了新一轮快速发展期，我国PET生产能力以及产量也大幅度增长， 2003年、2004年和2005年，我国PET产量分别达到了 973万吨、1162万吨和1253万吨，并 且，PET产量继续不断增长。PET属石油化工产品，其产量的快速增长带来了石油资源消费 量的增加，因此，如何对大量回收PET高效利用，是PET循环经济的一个重要课题。目前，回收PET再利用主要采用物理方法和化学方法两大类。物理方法是将回收 PET加热熔融，再挤出早粒，该方法投资少、技术简单，我国废PET回收普遍采用该法，但PET 加热熔融过程中，由于水、杂质以及空气中氧气的诱发降解以及氧化等副反应，不可避免的 导致其化学结构发生改变、分子量下降、特性粘度和物理力学性能降低，所以，随回收次数 的增加，其再生产品品质越来越差，应用范围越来越窄，最终含多杂质的PET废弃，对环境 造成了严重污染。回收PET化学方法再利用，是利用PET大分子发生酯解生成小分子。根据PET的 酯解机理，回收PET化学利用主要有醇解法和水解法，以制备低分子单体化合物，如对苯二 甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二异新酯和对苯二甲酸等，这些单体再用于 合成其他产品。为保证下游产品的质量，回收PET必须先清洗，降解后粗产品需进行分离、 脱色和提纯，因此，工艺复杂，反应条件要求苛刻，反应时间长，能耗大，回收成本较高。我国森林资源匮乏、木材缺少，以小径级木段、枝桠材、木材加工剩余物等制备人 造板替代木材意义重大。我国人造板生产量很大，木材胶粘剂在人造板生产中占有举足轻 重的地位。据报道，我国木材工业胶粘剂的用量占全部胶粘剂生产量的60%以上，其种类 和构成与世界大多数国家基本相同，主要以脲醛(UF)胶为主，其次是酚醛(PF)胶和三聚氰 胺-甲醛(MF)胶，随人们生活质量以及环保意识的不断提高，解决含醛胶粘剂及其人造板 的污染问题，开发新型无甲醛木材胶粘剂，以彻底消除甲醛对环境的污染，成为木材胶粘剂 行业发展的迫切需求和挑战。
技术实现思路
本专利技术的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种以回收PET为主要 原料制备的异氰酸酯/PET水乳液胶粘剂，该胶粘剂原料成本低，对木材粘接强度高。本专利技术的技术任务之二是提供该异氰酸酯/PET水乳液胶粘剂的制备方法，其制 备技术成熟可靠。3本专利技术的技术任务之JΞ是提供该异氰酸酯/PET水乳液胶粘剂的用途。本专利技术的异氰·g酯/PET水乳液胶粘剂，是由以下质量份的原料通过化学反应制合 回收PET100新戊二醇4 7酯化催化剂0. 25 1. 0热稳定剂0. 5 -1. 5马来酸酐5 S 1. 5% NaOH 水咨赚160 175多次甲基多苯基异氰!睃酯15 30进-步优选的，异氰酸頃旨/PET水乳液胶粘剂由以下质量份的原料制成回收PET100新戊二醇5 6酯化催化剂0. 5 -0. 8热稳定剂0. 6 -1. 0马来酸酐6 71. 5% NaOH 水咨赚165 170多次甲基多苯基异氰!睃酯20 25以上所述的酯化催化剂选自下列之一单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、钛酸四丁酯；酯化催化剂的使用导致在反应温度下，反应速度加快，反应时间缩短；以上所述的热稳定剂选自下列之一磷酸三甲酯、2，6_ 二叔丁基-4-甲基苯酚、亚 磷酸三苯酯；热稳定剂的使用避免反应过程中温度过高，产品颜色加深；以上所述的多次甲基多苯基异氰酸酯，粘度(25°C )为150 250mPa. s，游离异氰 酸酯基(NCO)的质量百分含量为31.5%，该原料可在烟台万华聚氨酯股份有限公司或在当 地的化工市场购得。上述本专利技术的异氰酸酯/PET水乳液胶粘剂的制备方法，步骤如下(1)将回收PET破碎，气流干燥，使水分降至质量百分比为0. 5%以下，筛分掉砂 子、石子、金属等固体物；(2)向反应釜中加入回收破碎的PET、新戊二醇、酯化催化剂、热稳定剂，并开启搅 拌器，加热至265 270°C，反应180min ；(3)向反应釜中加入马来酸酐，在160 180°C下反应30min ；(4)向反应釜中加入氢氧化钠的水溶液，使树脂分散得PET水乳液。(5)使用时，将上述制备的PET低聚物水乳液和多次甲基多苯基异氰酸酯室温混 合得异氰酸酯/PET水乳液胶粘剂。本专利技术异氰酸酯/PET水乳液胶粘剂应用于木材的粘接，粘接试验参考LY/T 1601-2002《水基聚合物-异氰酸酯木材胶粘剂》进行，将制得的异氰酸 酯/PET水乳液胶粘剂分别用于粘接木材胶合板，胶合板芯层两面的涂胶量为225g/m2，另取 2块同种木材的单板作为表板和背板，使其纤维方向与芯板垂直进行层积，先在预压机中以 l.OMPa均勻加压30min，然后，在热压机中，以0. 8MPa的压力，于115°C的温度下均勻加压3min，压制后的板材室温陈化1周锯件，测其热水浸渍拉伸剪切强度。以柳桉木作为试材的 试验表明，热水浸渍拉伸剪切强度均值> 1. OMPa，单板界面破坏率大于96%，由此证明，本 专利技术的异氰酸酯/PET水乳液胶粘剂具有优良的粘接性能。与现有技术相比，本专利技术的高分子水乳液胶粘剂，其突出的特点是(1)将回收PET通过化学反应转变为PET水乳液如上所述，PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯线型热塑性聚合物，本专利技术经过大量的实 验探索，采用了两段加料法，将回收PET通过化学反应直接转变为水分散性乳液即PET水乳 液；一段加料加入的适量新戊二醇，将PET高聚物降解为低聚合度的端羟基聚酯低聚物，二 段加料加入的适量马来酸酐，将端羟基聚酯低聚物转变为端羧基聚酯低聚物，引进了内乳 化阴离子基团，使得PET通过化学反应，直接转变为PET水乳液，这与外加表面活性剂外乳 化相比较，制得的乳液稳定性好，使胶粘剂对木材的粘接强度显著增加。(2)使用了回收PET为主要原料本专利技术主要原料为回收PET，这为回收PET资源提供了新的应用途径和领域，并且 使制得的胶粘剂原料成本降低，产品附加值增加，例如，水性酚醛树脂是木材工业常用的胶 粘剂，但其主要原料苯酚价格目前已达到15000元/吨左右；另外，该胶粘剂可节约和部分 替代石油化工资源制备的木材胶粘剂。因此，该胶粘剂的产业化对PET循环经济和生态环 境以及木材胶粘剂的可持续发展，具有重要的意义。(3)选用了多次甲基多苯基异氰酸酯作为PET水乳液的交联剂多次甲基多苯基异氰酸酯含有高活性游离的异氰酸酯基(-N = C = O),热压时，该 游离异氰酸酯基可迅速与PET水乳液中的活性基团、水分以及木材中以纤维素为主要成分 的活性基团发生交联反应，形成与木材胶接的粘接点，固化后形成高的胶合强度和耐水性； 另外，该异氰酸酯属疏水性有机物，而它与PET水乳液通过简单的混合，可迅速均勻地被乳 化，以显著增加与木材的接触面积，为此，该胶粘剂显本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种异氰酸酯／ＰＥＴ水乳液胶粘剂，其特征在于由以下质量份的原料制备而得： 回收ＰＥＴ １００ 新戊二醇 ４～７ 酯化催化剂 ０．２５～１．０ 热稳定剂 ０．５～１．５ 马来酸酐 ５～８１．５％ ＮａＯＨ水溶液 １６０～１７５多次甲基多苯基异氰酸酯 １５～３０ 所述的酯化催化剂选自下列之一：单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、钛酸四丁酯，所述的热稳定剂选自下列之一：磷酸三甲酯、２，６－二叔丁基－４－甲基苯酚、亚磷酸三苯酯。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王志玲，刘思全，郑鲁沂，杨秀利，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：88
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