本發(fā)明涉及一種強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑的制備方法，屬于膠黏劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

聚氨酯膠黏劑是分子鏈中含有氨酯基和異氰酸酯基類的膠黏劑。聚氨酯由于具有優(yōu)良的彈性、耐低溫性、耐磨、耐化學(xué)藥品和對(duì)各種基材良好的黏附性等特點(diǎn)，使其廣泛應(yīng)用于涂料、膠黏劑、油墨等領(lǐng)域。以往在膠黏劑和涂料方面，溶劑型產(chǎn)品占較大比例。但是溶劑型聚氨酯由于含有揮發(fā)性有機(jī)化合物而污染環(huán)境，使得其應(yīng)用受到限制。隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，水性聚氨酯獲得快速發(fā)展，水性聚氨酯以水為溶劑，具有環(huán)境友好、無毒、不易燃等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于環(huán)境友好型涂料和膠黏劑中，并顯示出一系列優(yōu)良的性質(zhì)。

水性聚氨酯膠黏劑目前可分為3類：（1）可水分散性多異氰酸酯膠黏劑，其主要成分為含親水基團(tuán)、可自動(dòng)分散于水的多異氰酸酯，其主要用于人造板制造和其他類型水性聚氨酯膠黏劑的固化劑；（2）乙烯基聚氨酯水性膠黏劑，其是乙烯基水性高分子乳液-多異氰酸酯雙組分膠黏劑，主要用于木材粘接；（3）水分散性聚氨酯，其是高相對(duì)分子質(zhì)量聚氨酯樹脂溶于或分散于水中形成的穩(wěn)定的水分散液為主體成分的膠黏劑，這一類是真正意義上以水分散性聚氨酯樹脂為基礎(chǔ)的水性聚氨酯膠黏劑，是一般溶劑型聚氨酯膠黏劑的替代品。

水性聚氨酯膠黏劑由于綜合性能優(yōu)良而被廣泛地應(yīng)用于民用、體育、航天、軍事等領(lǐng)域，成為不可缺少的重要材料之一?，F(xiàn)有的聚氨酯膠黏劑主要存在成膜速度較慢，固化時(shí)間長(zhǎng)，大約需要4～6小時(shí)，耐水性不好以及固含相對(duì)較低，目前市場(chǎng)聚氨酯膠黏劑的固含量大約都在30%～40%。因此，對(duì)于水性聚氨酯膠黏劑的研究，顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)傳統(tǒng)水性聚氨酯膠黏劑存在干燥速度慢，初黏性低以及耐水性不好的問題，提供了一種利用環(huán)氧化油提高水性聚氨酯膠黏劑耐水性的方法，本發(fā)明先利用硬脂酸、脂肪酶和雙氧水對(duì)棉籽油和蓖麻油進(jìn)行環(huán)氧改性，改性后再和KH-550混合，即可得到改性油，利用改性油對(duì)水性聚氨酯乳液進(jìn)行改性提高水性聚氨酯的耐水性，最后將改性后的水性聚氨酯乳液和減水劑、交聯(lián)劑等物質(zhì)混合后即可得到耐水性水性聚氨酯膠黏劑，本發(fā)明制得的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑耐水性能良好，屬于高固含量產(chǎn)品，發(fā)揮快，干燥時(shí)間短，粘度適中，具有良好的流動(dòng)性與貯存穩(wěn)定性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取10～20g硬脂酸加入到三口燒瓶中，再加入80～120mL甲苯，攪拌混合15～25min后放入水浴鍋中，升溫至60～65℃，在此溫度下依次稱取50～60g棉籽油和50～60g蓖麻油加入到三口燒瓶中，攪拌2～4min后加入0.1～0.3g脂肪酶和25～35mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%雙氧水，攪拌反應(yīng)3～5h；

（2）上述反應(yīng)結(jié)束后靜置分層，得油相，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為中性，調(diào)節(jié)后用去離子水洗滌油相2～4次，洗滌后放入真空烘箱中，在60～70℃溫度下干燥3～5h后向油中加入0.1～0.3g硅烷偶聯(lián)劑KH-550，攪拌20～30min得改性油；

（3）分別稱取20～30g異弗爾酮二異氰酸酯和50～60g聚四氫呋喃醚二醇放入真空干燥箱中，干燥20～30min后混合，并加入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中用膠頭滴管滴加2～3滴二月桂酸二丁基錫，攪拌混合后升溫至80～90℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～3h，反應(yīng)后滴加8～10g上述改性油，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌反應(yīng)3～4h；

（4）稱取0.8～1.0g二羥甲基丙酸加入到5～6gN-甲基吡咯烷酮中，攪拌至溶解得溶解液，待上述反應(yīng)結(jié)束后滴加溶解液，滴加速度為2～3滴/s，滴加結(jié)束后在70～80℃溫度下攪拌反應(yīng)3～4h，反應(yīng)結(jié)束后加入5～10g三乙胺和20～30g丙酮，攪拌15～20min，攪拌后冷卻至室溫得反應(yīng)物，向反應(yīng)物中加入200～300g去離子水，加入速度為5～10mL/min，加入同時(shí)以1000～1200r/min轉(zhuǎn)速，高速乳化30～50min，得乳液后在56～60℃溫度下蒸餾30～40min，蒸餾后即可得改性水性聚氨酯乳液；

（5）按重量份數(shù)計(jì)，分別選取70～80份上述改性聚氨酯乳液、1～3份磺化木質(zhì)素、2～4份羧甲基纖維素、0.6～0.8份檸檬酸鈉和8～10份聚碳化二亞胺XR-201，混合后在600～800W功率下超聲攪拌30～50min，攪拌后即可得到強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：首先將皮鞋表面處理干凈，再將皮鞋開裂處進(jìn)行打磨，打磨10～20s，打磨后將本發(fā)明制備的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑施用于皮鞋開裂處，并按壓5～6s，靜置3～5min，即可，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑干燥時(shí)間短，固含量為58～65%，粘度為0.2～0.3pa·s，pH值為7.8～8.2，且制備過程無異味，具有良好的耐水性與光澤性。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明制備的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑具有高固含量，穩(wěn)定分散性好，高初粘強(qiáng)度，耐水耐熱性能良好的優(yōu)點(diǎn)；

（2）本發(fā)明制得的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑制備工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，制備過程無污染，無異味，對(duì)人體無傷害，具有優(yōu)異的環(huán)保性能。

具體實(shí)施方式

稱取10～20g硬脂酸加入到三口燒瓶中，再加入80～120mL甲苯，攪拌混合15～25min后放入水浴鍋中，升溫至60～65℃，在此溫度下依次稱取50～60g棉籽油和50～60g蓖麻油加入到三口燒瓶中，攪拌2～4min后加入0.1～0.3g脂肪酶和25～35mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%雙氧水，攪拌反應(yīng)3～5h；上述反應(yīng)結(jié)束后靜置分層，得油相，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為中性，調(diào)節(jié)后用去離子水洗滌油相2～4次，洗滌后放入真空烘箱中，在60～70℃溫度下干燥3～5h后向油中加入0.1～0.3g硅烷偶聯(lián)劑KH-550，攪拌20～30min得改性油；分別稱取20～30g異弗爾酮二異氰酸酯和50～60g聚四氫呋喃醚二醇放入真空干燥箱中，干燥20～30min后混合，并加入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中用膠頭滴管滴加2～3滴二月桂酸二丁基錫，攪拌混合后升溫至80～90℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～3h，反應(yīng)后滴加8～10g上述改性油，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌反應(yīng)3～4h；稱取0.8～1.0g二羥甲基丙酸加入到5～6gN-甲基吡咯烷酮中，攪拌至溶解得溶解液，待上述反應(yīng)結(jié)束后滴加溶解液，滴加速度為2～3滴/s，滴加結(jié)束后在70～80℃溫度下攪拌反應(yīng)3～4h，反應(yīng)結(jié)束后加入5～10g三乙胺和20～30g丙酮，攪拌15～20min，攪拌后冷卻至室溫得反應(yīng)物，向反應(yīng)物中加入200～300g去離子水，加入速度為5～10mL/min，加入同時(shí)以1000～1200r/min轉(zhuǎn)速，高速乳化30～50min，得乳液后在56～60℃溫度下蒸餾30～40min，蒸餾后即可得改性水性聚氨酯乳液；按重量份數(shù)計(jì)，分別選取70～80份上述改性聚氨酯乳液、1～3份磺化木質(zhì)素、2～4份羧甲基纖維素、0.6～0.8份檸檬酸鈉和8～10份聚碳化二亞胺XR-201，混合后在600～800W功率下超聲攪拌30～50min，攪拌后即可得到強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑。

實(shí)例1

稱取10g硬脂酸加入到三口燒瓶中，再加入80mL甲苯，攪拌混合15min后放入水浴鍋中，升溫至60℃，在此溫度下依次稱取50g棉籽油和50g蓖麻油加入到三口燒瓶中，攪拌2min后加入0.1g脂肪酶和25mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%雙氧水，攪拌反應(yīng)3h；上述反應(yīng)結(jié)束后靜置分層，得油相，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為中性，調(diào)節(jié)后用去離子水洗滌油相2次，洗滌后放入真空烘箱中，在60℃溫度下干燥3h后向油中加入0.1g硅烷偶聯(lián)劑KH-550，攪拌20min得改性油；分別稱取20g異弗爾酮二異氰酸酯和50g聚四氫呋喃醚二醇放入真空干燥箱中，干燥20min后混合，并加入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中用膠頭滴管滴加2滴二月桂酸二丁基錫，攪拌混合后升溫至80℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)2h，反應(yīng)后滴加8g上述改性油，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h；稱取0.8g二羥甲基丙酸加入到5gN-甲基吡咯烷酮中，攪拌至溶解得溶解液，待上述反應(yīng)結(jié)束后滴加溶解液，滴加速度為2滴/s，滴加結(jié)束后在70℃溫度下攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后加入5g三乙胺和20g丙酮，攪拌15min，攪拌后冷卻至室溫得反應(yīng)物，向反應(yīng)物中加入200g去離子水，加入速度為5mL/min，加入同時(shí)以1000r/min轉(zhuǎn)速，高速乳化30min，得乳液后在56℃溫度下蒸餾30min，蒸餾后即可得改性水性聚氨酯乳液；按重量份數(shù)計(jì)，分別選取70份上述改性聚氨酯乳液、1份磺化木質(zhì)素、2份羧甲基纖維素、0.6份檸檬酸鈉和8份聚碳化二亞胺XR-201，混合后在600W功率下超聲攪拌30min，攪拌后即可得到強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑。

首先將皮鞋表面處理干凈，再將皮鞋開裂處進(jìn)行打磨，打磨10s，打磨后將本發(fā)明制備的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑施用于皮鞋開裂處，并按壓5s，靜置3min，即可，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑干燥時(shí)間短，固含量為58%，粘度為0.2pa·s，pH值為7.8，且制備過程無異味，具有良好的耐水性與光澤性。

實(shí)例2

稱取20g硬脂酸加入到三口燒瓶中，再加入120mL甲苯，攪拌混合25min后放入水浴鍋中，升溫至65℃，在此溫度下依次稱取60g棉籽油和60g蓖麻油加入到三口燒瓶中，攪拌4min后加入0.3g脂肪酶和35mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%雙氧水，攪拌反應(yīng)5h；上述反應(yīng)結(jié)束后靜置分層，得油相，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為中性，調(diào)節(jié)后用去離子水洗滌油相4次，洗滌后放入真空烘箱中，在70℃溫度下干燥5h后向油中加入0.3g硅烷偶聯(lián)劑KH-550，攪拌30min得改性油；分別稱取30g異弗爾酮二異氰酸酯和60g聚四氫呋喃醚二醇放入真空干燥箱中，干燥30min后混合，并加入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中用膠頭滴管滴加3滴二月桂酸二丁基錫，攪拌混合后升溫至90℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)3h，反應(yīng)后滴加10g上述改性油，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h；稱取1.0g二羥甲基丙酸加入到6gN-甲基吡咯烷酮中，攪拌至溶解得溶解液，待上述反應(yīng)結(jié)束后滴加溶解液，滴加速度為3滴/s，滴加結(jié)束后在80℃溫度下攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后加入10g三乙胺和30g丙酮，攪拌20min，攪拌后冷卻至室溫得反應(yīng)物，向反應(yīng)物中加入300g去離子水，加入速度為10mL/min，加入同時(shí)以1200r/min轉(zhuǎn)速，高速乳化30min，得乳液后在60℃溫度下蒸餾40min，蒸餾后即可得改性水性聚氨酯乳液；按重量份數(shù)計(jì)，分別選取80份上述改性聚氨酯乳液、3份磺化木質(zhì)素、4份羧甲基纖維素、0.8份檸檬酸鈉和10份聚碳化二亞胺XR-201，混合后在800W功率下超聲攪拌50min，攪拌后即可得到強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑。

首先將皮鞋表面處理干凈，再將皮鞋開裂處進(jìn)行打磨，打磨15s，打磨后將本發(fā)明制備的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑施用于皮鞋開裂處，并按壓6s，靜置5min，即可，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑干燥時(shí)間短，固含量為65%，粘度為0.3pa·s，pH值為8.2，且制備過程無異味，具有良好的耐水性與光澤性。

實(shí)例3

稱取15g硬脂酸加入到三口燒瓶中，再加入100mL甲苯，攪拌混合20min后放入水浴鍋中，升溫至63℃，在此溫度下依次稱取55g棉籽油和55g蓖麻油加入到三口燒瓶中，攪拌3min后加入0.2g脂肪酶和30mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%雙氧水，攪拌反應(yīng)4h；上述反應(yīng)結(jié)束后靜置分層，得油相，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為中性，調(diào)節(jié)后用去離子水洗滌油相3次，洗滌后放入真空烘箱中，在65℃溫度下干燥4h后向油中加入0.2g硅烷偶聯(lián)劑KH-550，攪拌25min得改性油；分別稱取25g異弗爾酮二異氰酸酯和55g聚四氫呋喃醚二醇放入真空干燥箱中，干燥25min后混合，并加入反應(yīng)釜中，向反應(yīng)釜中用膠頭滴管滴加3滴二月桂酸二丁基錫，攪拌混合后升溫至85℃，保溫?cái)嚢璺磻?yīng)3h，反應(yīng)后滴加9g上述改性油，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h；稱取0.9g二羥甲基丙酸加入到6gN-甲基吡咯烷酮中，攪拌至溶解得溶解液，待上述反應(yīng)結(jié)束后滴加溶解液，滴加速度為2滴/s，滴加結(jié)束后在75℃溫度下攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后加入8g三乙胺和25g丙酮，攪拌18min，攪拌后冷卻至室溫得反應(yīng)物，向反應(yīng)物中加入250g去離子水，加入速度為8mL/min，加入同時(shí)以1100r/min轉(zhuǎn)速，高速乳化40min，得乳液后在58℃溫度下蒸餾35min，蒸餾后即可得改性水性聚氨酯乳液；按重量份數(shù)計(jì)，分別選取75份上述改性聚氨酯乳液、2份磺化木質(zhì)素、3份羧甲基纖維素、0.7份檸檬酸鈉和9份聚碳化二亞胺XR-201，混合后在700W功率下超聲攪拌40min，攪拌后即可得到強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑。

首先將皮鞋表面處理干凈，再將皮鞋開裂處進(jìn)行打磨，打磨20s，打磨后將本發(fā)明制備的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑施用于皮鞋開裂處，并按壓6s，靜置4min，即可，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的強(qiáng)耐水性水性聚氨酯膠黏劑干燥時(shí)間短，固含量為61%，粘度為0.3pa·s，pH值為8，且制備過程無異味，具有良好的耐水性與光澤性。