專利名稱：一種水性粘合劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粘合劑，尤其涉及一種水性粘合劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
粘合劑是一種能將同種或兩種或兩種以上同質(zhì)或異質(zhì)的材料連接在一起的，固化后具有足夠強(qiáng)度的有機(jī)或無機(jī)的、天然或合成的一類物質(zhì)。隨著科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)代化和城市人口集中，帶來了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，尤其是化學(xué)物質(zhì)污染引起的環(huán)境和生態(tài)危機(jī)，已成為影響國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。粘合劑工業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，為社會(huì)提供了許多不同種類的粘合劑，同時(shí)也給環(huán)境帶來了新的污染問題。粘合劑的功能和應(yīng)用己受到廣泛重視，而粘合劑的環(huán)保問題卻往往被人所忽視。但在環(huán)境意識(shí)和健康意識(shí)日益提高的今天，對(duì)粘合劑的環(huán)保問題的要求將愈加嚴(yán)格，保護(hù)環(huán)境顯得更為重要，生產(chǎn)單位應(yīng)制造出環(huán)保型粘合劑，使用者則渴望能用上無毒無害的粘合劑，而目前我們通常使用的粘合劑是溶劑型的粘合劑，含有大量的有機(jī)溶劑，固含量很低，這不僅污染環(huán)境，對(duì)身體健康也有很大的威脅，并且浪費(fèi)能源提高成本，為了減少這些弊端，環(huán)保型的無毒無害粘合劑越來越受到人們的重視，尤其是水性粘合劑得到了廣泛的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)上述缺點(diǎn)提供一種一種水性粘合劑及其制備方法，該粘合劑不但軟硬可調(diào)，柔韌性較好，而且氣味小、不污染環(huán)境，該類粘合劑利于環(huán)保，且成本較低，是未來粘合劑發(fā)展的主要趨勢(shì)。本發(fā)明的一種水性粘合劑，由按重量計(jì)的以下成分組成
PEG100035-45 份
IPDI20-30 份
BDO2-12 份
DMPA3-6 份
助劑3-6份
催化劑O. i-ι. O份。所述的催化劑是由按重量計(jì)的下述原料組成
二月桂酸二丁基錫 50%
辛酸亞錫50%。所述的助劑是三乙醇胺(TELA)、三乙胺(TEA)和N —甲基吡咯烷酮(NMP)。本發(fā)明的水性粘合劑由按重量計(jì)的下述原料組成
PEG100035-45 份
IPDI20-30 份
BDO2-12 份DMPA3-6 份
TELA1-2 份
TEA0-1 份
NMP2-3 份
二月桂酸二丁基錫 O. 05-0. 5份
辛酸亞錫O. 05-0. 5份。本發(fā)明的水性粘合劑優(yōu)選配方是由按重量計(jì)的下述原料組成
PEGI00040 份 IPDI23 份
BDO3. 5 份
DMPA5 份
TELAI. 5 份
TEAO. 5 份
NMP2. 5 份
二月桂酸二丁基錫O. 5份
辛酸亞錫O. 5份。所述的一種水性粘合劑的制備方法，步驟為
(1)將聚乙二醇(PEG1000)、二羥甲基丙酸(DMPA)溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)；
(2)加入異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)和催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)；
(3)加入BDO繼續(xù)反應(yīng),然后停止反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體；
(4)將得到的預(yù)聚體加入到三乙醇胺的水溶液進(jìn)行剪切乳化，溫度控制在30°C以下；
(5)攪拌均勻后，逐滴加入三乙胺中和成鹽，剪切乳化40min；
(6)真空減壓蒸餾除溶劑，得到粘合劑。具體步驟為
(1)將已脫水的35-45份的聚乙二醇(PEG1000)、3_6份的二羥甲基丙酸，溶于2_3份的N-甲基吡咯烷酮(NMP)；
(2)溫度調(diào)至60°c后，加入20-30份的異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)和O.1-1.O份的催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)，O. 5h后逐步升溫到75°C，反應(yīng)2h ；
(3)再加入2-12份的BDO繼續(xù)反應(yīng)2.5h，然后停止反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體；
(4)將得到的預(yù)聚體加入到1-2份三乙醇胺的水溶液進(jìn)行剪切乳化，整個(gè)過程在冰水浴中進(jìn)行，溫度控制在30°C以下；
(5)攪拌均勻后，逐滴加入0-1份三乙胺中和成鹽，剪切乳化40min；
(6)真空減壓蒸餾除溶劑，得到粘合劑。本發(fā)明的水性粘合劑的制備方法，優(yōu)選步驟為
(1)將已脫水的40份的聚乙二醇(PEG1000)、5份的二羥甲基丙酸，溶于3份的N-甲基吡咯烷酮(NMP))加入到250ml四口燒瓶中；
(2)溫度調(diào)至60°C后，再加入23份的異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)和I.O份的催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)，O. 5h后逐步升溫到75°C，反應(yīng)2h ;
(3)加入3.5份的BDO繼續(xù)反應(yīng)2. 5h，然后停止反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體；(4)將得到的預(yù)聚體加入到I.5份三乙醇胺的水溶液進(jìn)行剪切乳化，整個(gè)過程在冰水浴中進(jìn)行，溫度控制在30°C以下；
(5)攪拌均勻后，逐滴加入O.5份三乙胺中和成鹽，剪切乳化40min ；
(6)最后真空減壓蒸餾除溶劑，得到粘合劑。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明是利用水作為溶劑制備環(huán)保型的粘合劑，該粘合劑不但軟硬可調(diào)，柔韌性較好， 而且氣味小、不污染環(huán)境，該類粘合劑利于環(huán)保，且成本較低，是未來粘合劑發(fā)展的主要趨勢(shì)。所述的粘合劑的制備根據(jù)合成條件、DMPA用量、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和三乙醇胺(TELA)的使用量，其性能有所不同。隨著DMPA的用量的增加，膠膜的吸水性呈上升趨勢(shì)，而乳液的粘度也明顯提高；NMP的加入，使得乳液的粘合增大，并且膠膜的吸水率降低，剝離強(qiáng)度提高；TELA的加入，可以增強(qiáng)粘合劑的處粘力，并且對(duì)體系的PH影響不大。DMPA 含量為 3. 8-7. 6mg/kg,當(dāng) DMPA 的含量為 5. 7 mg/kg 時(shí)，性能最佳，NMP 和 TELA使乳液和I父I旲的性能有所提聞。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。實(shí)施例I
一種水性環(huán)保無毒無害粘合劑，由下述重量份的原料組成
PEGI00040 份
IPDI25 份
BDO4 份
DMPA3 份
助劑TELA2份、TEA I份、NMP 3份
催化劑二月桂酸二丁基錫O. 3份、辛酸亞錫O. 3份
原料按上述配比，在燒瓶中加入已脫水的40份的聚乙二醇(PEG1000)、3份的二羥甲基丙酸(溶于3份的N-甲基吡咯烷酮(NMP))，調(diào)溫至60°C后，再加入25份的異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)和O. 6份的催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)，O. 5h后逐步升溫到75°C，反應(yīng)2h，再加入4份的BDO繼續(xù)反應(yīng)2. 5h，然后停止反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體，將得到的預(yù)聚體加入到2份三乙醇胺的水溶液進(jìn)行剪切乳化，整個(gè)過程在冰水浴中進(jìn)行，溫度控制在30°C以下，攪拌均勻后，逐滴加入I份三乙胺中和成鹽，剪切乳化40min，最后真空減壓蒸餾除溶劑，得到了本發(fā)明的水性粘合劑。實(shí)施例2
一種水性環(huán)保無毒無害粘合劑，由下述重量份的原料組成
PEGI00045 份
IPDI20 份
BDO8 份
DMPA5 份助劑TELAl份、TEA I份、NMP 2份
催化劑二月桂酸二丁基錫O. I份、辛酸亞錫O. I份
原料按上述配比，在燒瓶中加入已脫水的45份的聚乙二醇(PEG1000)、5份的二羥甲基丙酸(溶于2份的N-甲基吡咯烷酮(NMP))，調(diào)溫至60°C后，再加入20份的異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)和O. 2份的催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)，O. 5h后逐步升溫到75°C，反應(yīng)2h，再加入8份的BDO繼續(xù)反應(yīng)2. 5h，然后停止反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體，將得到的預(yù)聚體加入到I份三乙醇胺的水溶液進(jìn)行剪切乳化，整個(gè)過程在冰水浴中進(jìn)行，溫度控制在30°C以下，攪拌均勻后，逐滴加入I份三乙胺中和成鹽，剪切乳化40min，最后真空減壓蒸餾除溶劑，得到了本發(fā)明的水性粘合劑。具體性能指標(biāo)見表I。實(shí)施例3 一種水性環(huán)保無毒無害粘合劑，由下述重量份的原料組成
PEG100033 份
IPDI25 份
BDO10 份
DMPA5 份
助劑 TELAI. 5 份、TEA O. 5 份、NMP 2. 5 份
催化劑二月桂酸二丁基錫O. 5份、辛酸亞錫O. 5份
原料按上述配比，在燒瓶中加入已脫水的33份的聚乙二醇(PEG1000)、5份的二羥甲基丙酸(溶于2. 5份的N-甲基吡咯烷酮(NMP))，調(diào)溫至60°C后，再加入25份的異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)和I. O份的催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)，O. 5h后逐步升溫到75°C，反應(yīng)2h,再加入10份的BDO繼續(xù)反應(yīng)2. 5h,然后停止反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體,將得到的預(yù)聚體加入到I. 5份三乙醇胺的水溶液進(jìn)行剪切乳化，整個(gè)過程在冰水浴中進(jìn)行，溫度控制在300C以下，攪拌均勻后，逐滴加入O. 5份三乙胺中和成鹽，剪切乳化40min，最后真空減壓蒸餾除溶劑，得到了本發(fā)明的水性粘合劑。表I粘合劑性能指標(biāo)
實(shí)施例序號(hào)粘度貯存穩(wěn)定性/月膠膜吸水率剝離強(qiáng)度
%K'2.5cm
mpa * s
實(shí)施例 I S03 >6 7183
實(shí)施例 2 705 >6 8.599
實(shí)施例 3 733 >6 8.2101
結(jié)果表明，本發(fā)明制備的環(huán)保無毒無害的粘合劑不但軟硬可調(diào)，柔韌性較好，而且氣味小、不污染環(huán)境，該類粘合劑利于環(huán)保，且成本較低，是環(huán)保粘合劑發(fā)展的趨勢(shì)。
權(quán)利要求
1.一種水性粘合劑，其特征在于，由按重量計(jì)的以下成分組成 PEG100035-45 份 IPDI20-30 份 BDO2-12 份 DMPA3-6 份 助劑3-6份 催化劑O. 1-1. O份。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的一種水性粘合劑，其特征在于，所述的催化劑是由按重量計(jì)的下述原料組成 二月桂酸二丁基錫 50% 辛酸亞錫50%。
3.根據(jù)權(quán)利I所述的一種水性粘合劑，其特征在于，所述的助劑是TELA、TEA和NMP。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水性粘合劑，其特征在于，由按重量計(jì)的下述原料組成 PEG100035-45 份 IPDI20-30 份 BDO2-12 份 DMPA3-6 份 TELA1-2 份 TEA0-1 份 NMP2-3 份 二月桂酸二丁基錫 O. 05-0. 5份 辛酸亞錫O. 05-0. 5份。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水性粘合劑，其特征在于，由按重量計(jì)的下述原料組成 PEGI00040 份 IPDI23 份 BDO3. 5 份 DMPA5 份 TELAI. 5 份 TEAO. 5 份 NMP2. 5 份 二月桂酸二丁基錫O. 5份 辛酸亞錫O. 5份。
6.如權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的一種水性粘合劑的制備方法，其特征在于，步驟為 (1)將PEG1000、DMPA 溶于 NMP ； (2)加入IPDI和催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)； (3)加入BDO繼續(xù)反應(yīng),然后停止反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體； (4)將得到的預(yù)聚體加入到三乙醇胺的水溶液進(jìn)行剪切乳化，溫度控制在30°C以下；(5)攪拌均勻后，逐滴加入三乙胺中和成鹽，剪切乳化40min； (6)真空減壓蒸餾除溶劑，得到粘合劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水性粘合劑的制備方法，其特征在于，步驟為 (1)將已脫水的35-45份的PEG1000、3-6份的DMPA，溶于2_3份的NMP； (2)溫度調(diào)至60°C后，加入20-30份的IPDI和O.1-1. O份的催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)，O. 5h后逐步升溫到75°C，反應(yīng)2h ； (3)再加入2-12份的BDO繼續(xù)反應(yīng)2.5h，然后停止反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體； (4)將得到的預(yù)聚體加入到1-2份三乙醇胺的水溶液進(jìn)行剪切乳化，整個(gè)過程在冰水浴中進(jìn)行，溫度控制在30°C以下； (5)攪拌均勻后，逐滴加入0-1份三乙胺中和成鹽，剪切乳化40min； (6)真空減壓蒸餾除溶劑，得到粘合劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水性粘合劑的制備方法，其特征在于，步驟為 (1)將已脫水的40份的PEG1000、5份的DMPA，溶于3份的NMP加入到250ml四口燒瓶中； (2)溫度調(diào)至60°C后，再加入23份的IPDI和I.O份的催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)，O. 5h后逐步升溫到75 °C，反應(yīng)2h ； (3)加入3.5份的BDO繼續(xù)反應(yīng)2. 5h，然后停止反應(yīng)得到聚氨酯預(yù)聚體； (4)將得到的預(yù)聚體加入到I.5份三乙醇胺的水溶液進(jìn)行剪切乳化，整個(gè)過程在冰水浴中進(jìn)行，溫度控制在30°C以下； (5)攪拌均勻后，逐滴加入O.5份三乙胺中和成鹽，剪切乳化40min ； (6)最后真空減壓蒸餾除溶劑，得到粘合劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性粘合劑及其制備方法，主要制備原料有聚乙二醇1000(PEG1000)，異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，1,4-丁二醇(BDO)和二羥甲基丙酸(DMPA)，本發(fā)明采用水作為溶劑來制備環(huán)保型的粘合劑，該粘合劑不但軟硬可調(diào)，柔韌性較好，而且氣味小、不污染環(huán)境，該類粘合劑利于環(huán)保，且成本較低，是未來粘合劑發(fā)展的主要趨勢(shì)。
文檔編號(hào)C09J175/08GK102965065SQ20121045046
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者張成如, 李丹丹, 闞紅靜 申請(qǐng)人:山東泰德新能源有限公司