一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法 (High-heat-resistance polyurethane adhesive and preparation method thereof ) 是由 范坤泉 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及聚氨酯胶黏剂技术领域,具体地说,涉及一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法。其包括以下原料组成：聚氨酯预聚体、共聚树脂、填充剂、耐热剂、溶剂、催化剂和分散剂；加入的耐热剂,由于磷添加剂的增加,使胶黏剂受热时能产生阻燃性的碳化层,通过加入填充剂可提升胶黏剂的强度,同时由于各种氧化物的添加使得胶黏剂的阻燃性也大大增加,并且填充剂中的金属氧化物与富含大量磷酸元素的耐热剂之间进行反应,生产具有酸化氧化磷产物,而产物可用于对共聚树脂进行酸化,生产磷酸改性的共聚树脂,该改性树脂与预聚体之间具有较好的融合力,进一步提升了胶黏剂的附着力和阻燃性。(The invention relates to the technical field of polyurethane adhesives, in particular to a high-heat-resistance polyurethane adhesive and a preparation method thereof. The feed comprises the following raw materials: polyurethane prepolymer, copolymer resin, filler, heat-resistant agent, solvent, catalyst and dispersant; the added heat-resistant agent can generate a flame-retardant carbonized layer when the adhesive is heated due to the addition of the phosphorus additive, the strength of the adhesive can be improved by adding the filler, meanwhile, the flame retardance of the adhesive is greatly increased due to the addition of various oxides, and the metal oxides in the filler and the heat-resistant agent rich in a large amount of phosphoric acid elements are reacted to produce an acidified phosphorus oxide product, and the product can be used for acidifying the copolymer resin to produce phosphoric acid modified copolymer resin, so that the modified resin has better fusion force with the prepolymer, and the adhesive force and the flame retardance of the adhesive are further improved.)
技术领域
本发明涉及聚氨酯胶黏剂技术领域，具体地说，涉及一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法。
背景技术
聚氨酯胶粘剂是目前正在迅猛发展的聚氨酯树脂中的一个重要组成部分，具有优异的性能，在许多方面都得到了广泛的应用，是八大合成胶粘剂中的重要品种之一，聚氨酯胶粘剂具备优异的抗剪切强度和抗冲击特性，适用于各种结构性粘合领域，并具备优异的柔韧特性，不仅粘接力强，同时还具有优异的缓冲、减震功能，聚氨酯胶粘粘剂的低温和超低温性能超过所有其他类型的胶粘剂，热塑性聚氨酯胶粘剂是用热塑性聚氨酯制成的合成聚氨酯胶粘剂，加热时软化粘结，冷却后硬化而具有一定的强度。
现有的聚氨酯胶黏剂的耐热性较差，固化后在高温下极易融化，同时由于胶黏剂中的化学物添加过多，使得胶黏剂的熔点下降，阻燃性降低，因此需要一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提供一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂，包括以下原料组成：聚氨酯预聚体110-130份、共聚树脂20-30份、填充剂12-17份、耐热剂1-5份、溶剂30-50份、催化剂0.1-3份和分散剂0.1-3份；
所述耐热剂选自2,5-二羟苯基(二苯基)氧化膦、二苯基磷氧、二甲苯基双二苯基次膦氧化物、季戊四醇磷酸酯和磷酸三苯酯中的一种或多种混合，用于提升胶黏剂的耐热性。
作为本技术方案的进一步改进，所述聚氨酯预聚体通过聚乙二酸丁二醇酯二醇和二异氰酸酯反应合成，其中聚乙二酸丁二醇酯二醇的分子量为2000-6000g/Pmol。
作为本技术方案的进一步改进，所述共聚树脂选自环氧树脂、丙烯酸树脂、松香树脂、酚醛树脂、萜烯树脂和石油树脂中的一种或多种混合，能进一步增加胶黏剂的粘性。
作为本技术方案的进一步改进，所述填充剂选自氧化铝粉、云母粉、石英粉、二氧化钛粉、镁粉、二氧化硅粉和氧化铁粉中的多种混合，通过加入填充剂可提升胶黏剂的强度，同时由于各种氧化物的添加使得胶黏剂的阻燃性也大大增加。
作为本技术方案的进一步改进，所述溶剂甲苯、醋酸乙酸、氯苯和环已酮中的至少一种。
作为本技术方案的进一步改进，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
作为本技术方案的进一步改进，所述分散剂选自乙烯-醋酸乙烯和乙烯-丙烯酸中的一种。
另一方面，本发明提供了一种用于制备如上述中任意一项所述高耐热性的聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤；
S1、将聚乙二酸丁二醇酯二醇加入至反应釜中，加热110-130℃，真空脱水；
S2、然后加入二异氰酸酯搅拌，并加入催化剂进行预聚合，制得聚氨酯预聚体；
S3、加入聚氨酯预聚体、共聚树脂、填充剂、耐热剂和分散剂至反应釜中，快速搅拌后，进行真空脱泡，然后停止搅拌，加入挤出机中挤塑成粒；
S4、将母粒加入至溶剂中，溶解制得聚氨酯胶黏剂。
优选的，所述S2中，温度为90-110℃，转速为200-220r/min。
优选的，所述S3中，加热温度为100-120℃，转速为500-600r/min。
本发明中，填充剂中的金属氧化物与富含大量磷酸元素的耐热剂之间进行反应，生产具有酸化氧化磷产物，而产物可用于对共聚树脂进行酸化，生产磷酸改性的共聚树脂，该改性树脂与预聚体之间具有较好的融合力，进一步提升了胶黏剂的附着力和阻燃性。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、该高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法中，加入的耐热剂，由于磷添加剂的增加，使胶黏剂受热时能产生阻燃性的碳化层。
2、该高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法中，通过加入填充剂可提升胶黏剂的强度，同时由于各种氧化物的添加使得胶黏剂的阻燃性也大大增加，并且填充剂中的金属氧化物与富含大量磷酸元素的耐热剂之间进行反应，生产具有酸化氧化磷产物，而产物可用于对共聚树脂进行酸化，生产磷酸改性的共聚树脂，该改性树脂与预聚体之间具有较好的融合力，进一步提升了胶黏剂的附着力和阻燃性。
附图说明
图1为本发明的整体流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括：
1、将聚乙二酸丁二醇酯二醇加入至反应釜中，加热110-130℃，真空脱水；
2、然后加入二异氰酸酯搅拌，并加入催化剂0.1-3份进行预聚合，制得聚氨酯预聚体，其中温度为90-110℃，转速为200-220r/min；
3、加入聚氨酯预聚体130份、共聚树脂20份、填充剂12份、耐热剂1份和分散剂2份至反应釜中，快速搅拌后，进行真空脱泡，然后停止搅拌，加入挤出机中挤塑成粒，其中加热温度为100-120℃，转速为500-600r/min；
4、将母粒加入至溶剂40份中，溶解制得聚氨酯胶黏剂。
实施例2一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括：
1、将聚乙二酸丁二醇酯二醇加入至反应釜中，加热110-130℃，真空脱水；
2、然后加入二异氰酸酯搅拌，并加入催化剂0.1-3份进行预聚合，制得聚氨酯预聚体，其中温度为90-110℃，转速为200-220r/min；
3、加入聚氨酯预聚体125份、共聚树脂22.5份、填充剂13份、耐热剂2份和分散剂2份至反应釜中，快速搅拌后，进行真空脱泡，然后停止搅拌，加入挤出机中挤塑成粒，其中加热温度为100-120℃，转速为500-600r/min；
4、将母粒加入至溶剂40份中，溶解制得聚氨酯胶黏剂。
实施例3一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括：
1、将聚乙二酸丁二醇酯二醇加入至反应釜中，加热110-130℃，真空脱水；
2、然后加入二异氰酸酯搅拌，并加入催化剂0.1-3份进行预聚合，制得聚氨酯预聚体，其中温度为90-110℃，转速为200-220r/min；
3、加入聚氨酯预聚体120份、共聚树脂25份、填充剂15份、耐热剂3份和分散剂2份至反应釜中，快速搅拌后，进行真空脱泡，然后停止搅拌，加入挤出机中挤塑成粒，其中加热温度为100-120℃，转速为500-600r/min；
4、将母粒加入至溶剂40份中，溶解制得聚氨酯胶黏剂。
实施例4一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括：
1、将聚乙二酸丁二醇酯二醇加入至反应釜中，加热110-130℃，真空脱水；
2、然后加入二异氰酸酯搅拌，并加入催化剂0.1-3份进行预聚合，制得聚氨酯预聚体，其中温度为90-110℃，转速为200-220r/min；
3、加入聚氨酯预聚体15份、共聚树脂27.5份、填充剂16份、耐热剂4份和分散剂2份至反应釜中，快速搅拌后，进行真空脱泡，然后停止搅拌，加入挤出机中挤塑成粒，其中加热温度为100-120℃，转速为500-600r/min；
4、将母粒加入至溶剂40份中，溶解制得聚氨酯胶黏剂。
实施例5一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括：
1、将聚乙二酸丁二醇酯二醇加入至反应釜中，加热110-130℃，真空脱水；
2、然后加入二异氰酸酯搅拌，并加入催化剂0.1-3份进行预聚合，制得聚氨酯预聚体，其中温度为90-110℃，转速为200-220r/min；
3、加入聚氨酯预聚体110份、共聚树脂30份、填充剂17份、耐热剂5份和分散剂2份至反应釜中，快速搅拌后，进行真空脱泡，然后停止搅拌，加入挤出机中挤塑成粒，其中加热温度为100-120℃，转速为500-600r/min；
4、将母粒加入至溶剂40份中，溶解制得聚氨酯胶黏剂。
上述中，耐热剂选自2,5-二羟苯基(二苯基)氧化膦、二苯基磷氧、二甲苯基双二苯基次膦氧化物、季戊四醇磷酸酯和磷酸三苯酯中的一种或多种混合，用于提升胶黏剂的耐热性；
聚乙二酸丁二醇酯二醇的分子量为2000-6000g/Pmol；
共聚树脂选自环氧树脂、丙烯酸树脂、松香树脂、酚醛树脂、萜烯树脂和石油树脂中的一种或多种混合，能进一步增加胶黏剂的粘性；填充剂选自氧化铝粉、云母粉、石英粉、二氧化钛粉、镁粉、二氧化硅粉和氧化铁粉中的多种混合，通过加入填充剂可提升胶黏剂的强度，同时由于各种氧化物的添加使得胶黏剂的阻燃性也大大增加，并且填充剂中的金属氧化物与富含大量磷酸元素的耐热剂之间进行反应，生产具有酸化氧化磷产物，而产物可用于对共聚树脂进行酸化，生产磷酸改性的共聚树脂，该改性树脂与预聚体之间具有较好的融合力，进一步提升了胶黏剂的附着力和阻燃性；
溶剂甲苯、醋酸乙酸、氯苯和环已酮中的至少一种；
催化剂为二月桂酸二丁基锡；
分散剂选自乙烯-醋酸乙烯和乙烯-丙烯酸中的一种。
本发明实施例1-5中高耐热性的聚氨酯胶黏剂的相关指标，具体见表1：
表1
根据表1所示，本发明实施例1-5中制备的高耐热性的聚氨酯胶黏剂，均具有较好的拉伸强度和剥离强度，同时热变形温度均在350℃以上，氧指数也达到了难燃的标准，因此可以说明本发明制备的高耐热性的聚氨酯胶黏剂具有较好的耐热性和强度。
对比例1一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括：
1、将聚乙二酸丁二醇酯二醇加入至反应釜中，加热110-130℃，真空脱水；
2、然后加入二异氰酸酯搅拌，并加入催化剂0.1-3份进行预聚合，制得聚氨酯预聚体，其中温度为90-110℃，转速为200-220r/min；
3、加入聚氨酯预聚体120份、共聚树脂25份、填充剂15份和分散剂2份至反应釜中，快速搅拌后，进行真空脱泡，然后停止搅拌，加入挤出机中挤塑成粒，其中加热温度为100-120℃，转速为500-600r/min；
4、将母粒加入至溶剂40份中，溶解制得聚氨酯胶黏剂。
对比例2一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括：
1、将聚乙二酸丁二醇酯二醇加入至反应釜中，加热110-130℃，真空脱水；
2、然后加入二异氰酸酯搅拌，并加入催化剂0.1-3份进行预聚合，制得聚氨酯预聚体，其中温度为90-110℃，转速为200-220r/min；
3、加入聚氨酯预聚体120份、填充剂15份、耐热剂3份和分散剂2份至反应釜中，快速搅拌后，进行真空脱泡，然后停止搅拌，加入挤出机中挤塑成粒，其中加热温度为100-120℃，转速为500-600r/min；
4、将母粒加入至溶剂40份中，溶解制得聚氨酯胶黏剂。
对比例3一种高耐热性的聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括：
1、将聚乙二酸丁二醇酯二醇加入至反应釜中，加热110-130℃，真空脱水；
2、然后加入二异氰酸酯搅拌，并加入催化剂0.1-3份进行预聚合，制得聚氨酯预聚体，其中温度为90-110℃，转速为200-220r/min；
3、加入聚氨酯预聚体120份、共聚树脂25份、耐热剂3份和分散剂2份至反应釜中，快速搅拌后，进行真空脱泡，然后停止搅拌，加入挤出机中挤塑成粒，其中加热温度为100-120℃，转速为500-600r/min；
4、将母粒加入至溶剂40份中，溶解制得聚氨酯胶黏剂。
本发明制备的高耐热性的聚氨酯胶黏剂具有较好的耐热性和强度，与加入的耐热剂、共聚树脂和填料有较大关系，为了验证相关的技术方案，申请人进行了如下试验：
对比例1-3：采用实施例3的方法，在去除了耐热剂、共聚树脂和填料的情况下，检测制备的胶黏剂相关指标，具体见表2：
表2
根据表2所示，当去除了耐热剂的情况下，胶黏剂的热变形温度和氧指数下降幅度较大，当去处了共聚树脂时，胶黏剂的剥离强度下降幅度较大，当去除了填料时，胶黏剂的拉升强度和断裂伸长率下降较为明显，因此可以说明，在胶黏剂生产工艺中加入耐热剂、共聚树脂和填料，是改变胶黏剂耐热性和强度的重要因素。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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