【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子粘合剂，特别涉及一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
技术介绍
1、随着汽车行业的不断发展，人们对汽车质量的要求越来越高，研究者发现聚氨酯胶黏剂具有较好的抗撕裂、耐磨和粘结性能，是汽车顶棚胶黏剂的最佳选择之一。聚氨酯胶黏剂是由异氰酸酯与多元醇经聚合反应生成的高分子化合物。它的粘合力强，固化速度快，且固化后形成的聚氨酯具有优异的耐水、耐油性能。此外，聚氨酯胶黏剂还具有良好的弹性和韧性，能够适应不同材料之间的膨胀收缩，保持长期的粘合效果。
2、随着科技的不断进步，聚氨酯胶黏剂的性能也在不断提升，目前常用的聚氨酯胶黏剂可分为双组份聚氨酯胶黏剂和单组份聚氨酯胶黏剂。双组份聚氨酯胶黏剂含有a、b两个组份，其中a组份为端基是异氰酸酯基团的聚氨酯预聚体，b组份大多为固化剂，在使用时，将a、b两个组份进行混合，快速附着于粘合材料表面，但双组份聚氨酯胶黏剂固化速度过快，施工困难，此外储存较难这些原因造成双组份聚氨酯胶黏剂的应用受到一定的限制。单组份聚氨酯胶黏剂是分子链含有-nco基团的聚氨酯，可直接使用，使用方法简单，不需要进行调配比例。因此单组份聚氨酯胶黏剂较双组份聚氨酯胶黏剂具有更好的应用前景。
3、目前常见的单组份聚氨酯胶黏剂可分为湿固化型和封闭型，其中封闭型单组份聚氨酯胶黏剂在使用时需要先对其进行加热，被封闭的-nco基团重新释放，与活性物质反应从而固化，但其在加热熔融过程中极易产生气泡出现漏胶现象；湿固化型单组份聚氨酯胶黏剂是端基为-nco的聚氨酯预聚体，在湿固化型单组份聚氨酯
4、但湿固化型单组份聚氨酯胶黏剂在汽车顶棚生产中使用时，由于其开放时间短，增加了人工操作的难度，例如cn107502267a公开了“铝塑复合用湿固化聚氨酯热熔胶”通过聚氨酯预聚体、填料、增塑剂和催化剂制得，该方法制得的湿固化聚氨酯热熔胶开放时间可调且成本较低，但该公开专利并未提及并解决聚氨酯固化速率缓慢的问题。
5、再如cn104804700a公开了“一种无第一溶剂单组分聚氨酯粘合剂及其制备方法”通过异氰酸酯、多元醇和催化剂合成，该方法制得的粘合剂具有固化时间短，开放时间长的特点，但该公开专利中并未提及并解决聚氨酯粘合剂的易燃问题，此外聚氨酯粘合剂由于其本身具有一定的亲水性能，不耐潮湿，该公开专利中并未提及并解决聚氨酯粘合剂耐潮湿问题。
6、聚氨酯胶黏剂属于高分子材料的一种，其本身易燃，在使用时存在一定的安全隐患。
7、例如cn109722204b公开了一种“单组分聚氨酯粘接胶及其制备方法”采用第一聚氨酯预聚体、第二聚氨酯预聚体、粘接胶增塑剂、阻燃剂、除水剂、炭黑、聚氨酯级填料、触变剂、偶联剂以及粘接胶催化剂为原料制备而成，该聚氨酯粘接胶粘接良好，耐老化性能和阻燃性好，但该方法中并未提及并解决固化速率慢，开放时间短的问题，此外该公开专利也并未提及并解决聚氨酯胶黏剂低温下活性低，导致后续加热固化时间长的问题。
8、因此，开发一种开放时间长、固化速率快、醛含量低、耐潮湿性能好，且具有阻燃性能的湿固化单组分聚氨酯胶粘剂。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法，该湿固化单组分聚氨酯胶粘剂开放时间长、加热后固化速率快，制备方法中醛类物质含量较低，同时还具有耐潮湿性能和阻燃性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、本专利技术一方面提供了一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，包括如下组分：异氰酸酯、低聚合度聚乙烯醇、功能扩链剂、热活性微胶囊、引发剂和硅烷助剂。
4、在一些实施方式中，所述低聚合度聚乙烯醇的数均分子量为2.5～3.5万。
5、在一些实施方式中，所述异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二亚甲基苯二异氰酸酯、1,6一已二异氰酸酯和多苯基多亚甲基多异氰酸酯中的一种或多种。
6、在一些实施方式中，所述引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过硫酸铵锌中的一种或多种。
7、在一些实施方式中，所述异氰酸酯与功能扩链剂的质量比为1:(0.01～0.02)。
8、优选的，所述异氰酸酯与功能扩链剂的质量比为1:0.015。
9、申请人通过调控异氰酸酯和功能扩链剂的质量配比，能够防止异氰酸酯和低聚合度聚乙烯醇聚合生成聚氨酯预聚体与较多的功能扩链剂反应进一步反应增大分子量，从而导致聚氨酯胶黏剂初期分子量过大，不利于开放时间内工人施工。
10、在一些实施方式中，所述功能扩链剂的结构如式ⅰ所示：
11、
12、本申请采用特定结构的功能扩链剂能够提供多元醇结构，在异氰酸酯、低聚合度聚乙烯醇和功能扩链剂聚合初期形成小分子聚氨酯胶黏剂就具有一定的交联网络结构基础，在其使用过程中能够配合热活性微胶囊快速形成更多的交联网状结构，达到快速固化的效果，且同时能够增加湿固化单组分聚氨酯胶粘剂的机械性能，此外该功能扩链剂结构中的有机磷结构增加了湿固化单组分聚氨酯胶粘剂的阻燃性能。
13、在一些实施方式中，所述功能扩链剂的制备方法，包括如下步骤：
14、(1)将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-乙醇10-氧化物和式ⅱ所示的化合物
15、
16、与金属催化剂混合加入第一溶剂，降温至5～10℃，向体系中缓慢滴加三聚氯氰升温至25～35℃搅拌6～7h，过滤后减压干燥得到式ⅲ所示的化合物
17、
18、(2)将步骤(1)中的式ⅲ所示的化合物与第一溶剂混合搅拌均匀，体系降温至-5～5℃，向其中加入三氟甲基磺酸三甲基硅酯和2,2'-联吡啶，控温搅拌30～60min，再加入水，升温至25～35℃恒温搅拌24～30h，过色谱柱后再冻干得到功能扩链剂。
19、在一些实施方式中，所述第一溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯和甲苯中的一种或多种；所述步骤(1)中，第一溶剂的体积为三聚氯氰质量的7～9倍；所述步骤(2)中，第一溶剂的体积为式ⅲ所示的化合物质量的4～6倍。
20、在一些实施方式中，所述金属催化剂为zn(otf)2，且金属催化剂与三聚氯氰的摩尔比为(0.1～0.2):1。
21、在一些实施方式中，所述三聚氯氰、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-乙醇10-氧化物和式ⅱ所示的化合物的摩尔比为1:(0.25～0.3):(0.55～0.7)。
22、优选的，所述三聚氯氰、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-乙醇10-氧化物和式ⅱ所示的化合物的摩尔比为1:0.28:0.62。
23、申请人通过调控三聚氯氰、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-乙醇10-氧化物和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，包括如下组分：异氰酸酯、低聚合度聚乙烯醇、功能扩链剂、热活性微胶囊、引发剂和硅烷助剂。
2.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述异氰酸酯与功能扩链剂的质量比为1:(0.01～0.02)。
3.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述功能扩链剂的结构如式Ⅰ所示：
4.根据权利要求3所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述功能扩链剂的制备方法，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述式Ⅱ所示的化合物的制备方法包括如下步骤：将氨丁三醇与第二溶剂混合搅拌均匀，向体系中连续加入N，N-二异丙基乙胺和氯甲基甲基醚，控制加入时间为10～15min，加入后控制温度为25～35℃，恒温搅拌12～16h，得到式Ⅱ所示的化合物。
6.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述热活性微胶囊的制备方法包括如
7.根据权利要求6所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述步骤(c)中芯材相与油相的质量比为(3～4):1。
8.根据权利要求6所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述复合乳化剂由十二烷基苯磺酸钠和阿拉伯树胶组成，且两者质量比为(2～4):1。
9.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述硅烷助剂的质量占组分总质量的0.05～0.07％。
10.一种根据权利要求1～9任一项所述的汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，包括如下组分：异氰酸酯、低聚合度聚乙烯醇、功能扩链剂、热活性微胶囊、引发剂和硅烷助剂。
2.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述异氰酸酯与功能扩链剂的质量比为1:(0.01～0.02)。
3.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述功能扩链剂的结构如式ⅰ所示：
4.根据权利要求3所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述功能扩链剂的制备方法，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种汽车顶棚用湿固化单组分聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述式ⅱ所示的化合物的制备方法包括如下步骤：将氨丁三醇与第二溶剂混合搅拌均匀，向体系中连续加入n，n-二异丙基乙胺和氯甲基甲基醚，控制加入时间为10～15mi...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙明杰，陈建君，杨海昕，林达志，吴占山，
申请(专利权)人：北京聚创恒诚科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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