專利名稱：水性聚氨酯木材膠粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種木材粘接用水性聚氨酯膠及其制備方法，尤其涉及一種水 性聚氨酯木材膠粘劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
水性聚氨酯膠粘劑(簡稱PU膠)是水性膠粘劑中的重要一類，以其優(yōu)良的
粘接性、突出的耐油、耐沖擊、耐磨、耐低溫等特性，近年來得到了迅速發(fā)展。
國外在20世紀(jì)50年代就開始了水性PU膠的研究，直到80年代才在技術(shù) 上取得突破，90年代推向市場。我國的研究始于20世紀(jì)70年代初，近年來研 究工作十分活躍，但與國外水平相比，仍處于開發(fā)階段。
隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，環(huán)保要求越來越高，而水性PU膠粘劑具有耐低溫、 柔韌性、粘接性能好、膠膜物性可調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，已在植絨、多種層壓制 品的粘合(包括薄膜、織物、棉或化纖、無紡布、紙張、食品包裝復(fù)合塑料薄膜 等)、汽車內(nèi)飾材料的粘接、木工、壓敏膠、制鞋等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。木材加 工是膠粘劑最大的應(yīng)用領(lǐng)域。膠合板、纖維板、刨花板常用的膠粘劑有脲醛、 三聚氰胺-曱醛、酚醛樹脂膠等。采用'三醛樹脂'制造復(fù)合板材， 一般要求木材 水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2%以內(nèi)，而未經(jīng)干燥處理的木材水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%左右甚 至更高，需要經(jīng)過干燥處理才能進(jìn)行復(fù)合加工，否則壓制時可能產(chǎn)生爆裂。另 外，三醛樹脂在粘接及制品使用過程中會產(chǎn)生有刺激性氣味的曱醛，對環(huán)境造 成污染。脲醛膠粘的制品耐水性較差，聚醋酸乙烯乳液則耐水性及耐熱性均不 佳，熱壓時易透膠。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題而提供一種水性聚氨酯木材膠粘劑。本發(fā)明的另 一個目的在于提供一種制備本發(fā)明水性聚氨酯木材膠粘劑的 方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明公開了一種水性聚氨酯木材膠粘劑，由以下重量百分含量的組分通 過反應(yīng)制備而成
聚酯二元醇15嚴(yán)-35 %
二羥曱基丙酸1 ~2.5 %
TDI0.05~0."
曱基丙烯酸羥乙酯0~'5%
丙烯酸丁酯o--0.5%
偶氮二異丁氰o--0.1%
氫氧化鈉0'-5%
丁酮0~ 5%
水50~ 75%
所述聚酯二元醇的重量百分含量為15-25%。 所述曱基丙烯酸羥乙酯的重量百分含量為0~ 1%。 所述氫氧化鈉的重量百分含量為0~ 1%。 所述丁酮的重量百分含量為0~2%。 本發(fā)明的原料為通用原料均由市場采購而得。
本發(fā)明還提供了 一種本發(fā)明水性聚氨酯木材膠粘劑的制備方法，是通過以 下步驟實(shí)現(xiàn)的
(a)將一定量的聚酯二元醇、二羥曱基丙酸、曱基丙烯酸羥乙酯加入反應(yīng)
釜中，攪拌并升溫至75 85。C,得到混合液；
(b) 在步驟a得到的混合液中加入TDI并通入氮?dú)猓刂茰囟仍?5~90 °C，反應(yīng)3-4小時；
(c) 檢測步驟b反應(yīng)液中的NCO和游離TDI的含量，分別達(dá)到12.5 ~ 13.5% 和12~13%時，降溫至60 。C，加入丙烯酸丁酯、氫氧化鈉、丁酮、偶氮二異 丁氰，混合均勻后，加入水，繼續(xù)保溫反應(yīng)4小時，反應(yīng)至透明；
(d) 降溫至40。C,調(diào)節(jié)pH值為8.3~8.6,過濾出料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是膠粘劑中含有異氰酸酯基(-NCO) 和氨基曱酸酯基(-NHCOO-)，與含有活性氫的材料有著優(yōu)良的粘接力，還可與 被粘材料產(chǎn)生氫鍵作用，使粘合更加牢固。聚氨酯膠粘劑的配方可調(diào)，膠層從 柔性到剛性可任意調(diào)整，適合多種材料復(fù)合包裝及層壓復(fù)合的要求。膠粘劑初 粘性高，可常溫膠接，最終粘接強(qiáng)度高，研究目標(biāo)要求膠層耐水、耐久性良 好，粘接木材時受壓時間短，操作簡便，膠粘劑呈中性，對木材無污染。
具體實(shí)施例方式
下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方 式限制本發(fā)明。
實(shí)施例1 (單位公斤) 配方
聚酯二元醇 140 二羥曱基丙酸 14 TDI 37 曱基丙烯酸羥乙酯 5.9 丙烯酸丁酯 3.4 偶氮二異丁氰(AIBN) 0.084 氫氧化鈉 4.2 丁酮 22.4 水 448 操作步驟
按配方將聚酯二元醇、二羥曱基丙酸、曱基丙烯酸羥乙酯進(jìn)入反應(yīng)釜攪 拌，升溫80 。C,加入TDI，通入氮?dú)?，控溫?0 °C,反應(yīng)3.5小時，檢測 NCO含量達(dá)13.1 % ，游離TDI在12.5 %，降溫至60 °C ，加入丙烯酸丁酯、 氬氧化鈉、丁酮、偶氮二丁氰，混合均勻后，加入水，繼續(xù)保溫反應(yīng)4小時， 反應(yīng)至透明。降溫至4(TC,調(diào)節(jié)pH值為8.5,過濾出料。
6實(shí)施例2 (單位公斤)配方
聚酯二元醇150
二羥曱基丙酸12
TDI37
曱基丙烯酸羥乙酯10
丙烯酸丁酯3.4
AIBN0.01
氫氧化鈉4.2
丁酮22.4
水400
操作步驟
操作步驟同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種水性聚氨酯木材膠粘劑，由以下重量百分含量的組分通過反應(yīng)制備而成聚酯二元醇15～35％二羥甲基丙酸 1～2.5％TDI 0.05～0.1％甲基丙烯酸羥乙酯 0～5％丙烯酸丁酯0～0.5％偶氮二異丁氰 0～0.1％氫氧化鈉 0～5％丁酮 0～5％水50～75％。
2. 如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯木材膠粘劑，其特征在于，所述聚酯 二元醇的重量百分含量為15-25%。
3. 如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯木材膠粘劑，其特征在于，所述曱基 丙烯酸羥乙酯的重量百分含量為0~ 1%。
4. 如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯木材膠粘劑，其特征在于，所述氫氧 化鈉的重量百分含量為0~ 1%。
5. 如權(quán)利要求1所述的水性聚氨酯木材膠粘劑，其特征在于，所述丁酮 的重量百分含量為0~2%。
6. —種制備如權(quán)利要求1所述水性聚氨酯木材膠粘劑的方法，包括以下 步驟(a) 將一定量的聚酯二元醇、二羥曱基丙酸、曱基丙烯酸羥乙酯加入反應(yīng) 釜中，攪拌并升溫至75~85°C，得到混合液；(b) 在步驟a得到的混合液中加入TDI并通入氮?dú)?，控制溫度?5~90 。C，反應(yīng)3~4小時；(c) 檢測步驟b反應(yīng)液中的NCO和游離TDI的含量，分別達(dá)到12.5 ~ 13.5% 和12~13%時，降溫至60 。C,加入丙烯酸丁酯、氫氧化鈉、丁酮、偶氮二異丁氰，混合均勻后，加入水，繼續(xù)保溫反應(yīng)4小時，反應(yīng)至透明；(d)降溫至40。C，調(diào)節(jié)pH值為8.3~8.6，過濾出料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種水性聚氨酯木材膠粘劑，主要由聚酯二元醇、二羥甲基丙酸、TDI、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯、氫氧化鈉、丁酮、偶氮二異丁氰和水通過反應(yīng)制備而成，還提供了該膠粘劑的制備方法。本發(fā)明膠粘劑中含有異氰酸酯基和氨基甲酸酯基，與含有活性氫的材料有著優(yōu)良的粘接力，還可與被粘材料產(chǎn)生氫鍵作用，使粘合更加牢固。聚氨酯膠粘劑的配方可調(diào)，膠層從柔性到剛性可任意調(diào)整，適合多種材料復(fù)合包裝及層壓復(fù)合的要求。膠粘劑初粘性高，可常溫膠接，最終粘接強(qiáng)度高，研究目標(biāo)要求膠層耐水、耐久性良好，粘接木材時受壓時間短，操作簡便，膠粘劑呈中性，對木材無污染。
文檔編號C09J151/00GK101676354SQ20081020013
公開日2010年3月24日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者劉國富, 戚向東, 毛繼明, 趙永旗 申請人:上海奇想青晨化工科技股份有限公司