專利名稱：一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織品制造業(yè)用的化工產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高及環(huán)保意識的增加，水性粘接劑相比油性聚氨酯，因其不含有機(jī)溶劑，無污染，安全無毒，環(huán)保，得到廣泛應(yīng)用。在目前的水性聚氨酯水性粘接劑普遍存在耐水性、貼合強(qiáng)度差，耐化學(xué)品及耐溫性能差等問題，現(xiàn)有的水性PU膠普遍存在耐水、耐堿、耐溫性不好，將其貼合衣物等放在洗衣粉、洗衣機(jī)中洗滌容易起泡、脫落，一些貼合強(qiáng)度好的膠大多數(shù)為油性的，不環(huán)保；封閉性固化劑很多用在油性膠中，因其與水不形容或不穩(wěn)定而無法加入水性中；水性膠普遍是外添加固化劑，制成雙組分的，使用操作復(fù)雜、難清洗、易浪費(fèi)。目前有機(jī)硅橡膠、PP、PE等低表面能材料粘接基本上都是使用油性粘接劑，都含有很多環(huán)境不友好溶劑，很多不環(huán)保，影響生產(chǎn)人員的健康，單組分水性聚氨酯是在端羥基聚氨酯預(yù)聚體中直接加入封閉劑，中和乳化而制成的，貯存穩(wěn)定性差，固化速度慢，耐溫性也不夠等。而隨著人們生活質(zhì)量的提高，需要更加高質(zhì)美觀的商品，水性貼合膠的市場前景廣，其在未來鞋業(yè)、衣物、家具等方面的應(yīng)用是十分廣泛的。且研究人員對水性聚氨酯膠黏劑在面料貼合用的阻燃功效方面的關(guān)注相對比較少，在生產(chǎn)時(shí)和使用時(shí)對操作人員的健康和周圍環(huán)境都會造成影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑，同時(shí)本發(fā)明還提供其制備方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是—種低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其由以下重量比的組分制成有機(jī)硅改性聚氨酯乳液92% 96% ；水性流平劑2% 4. 5% ；水性消泡劑1% 2% ；增稠劑1% 2%;其中所述的水性流平劑為水性有機(jī)硅氧烷類流平劑，所述的水性消泡劑為水性有機(jī)硅氧烷消泡劑，所述的增稠劑為聚氨酯增稠劑。其中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液是由以下重量比的組分制成端輕基有機(jī)娃聚氨酯8% 10% ；多兀醇55% 60% ；二異氰酸酯8% 12% ；DMPA ( 二羥甲基丙酸):0. 5% 1% ；
有機(jī)溶劑22% 25% ；二月桂酸二丁基錫0. 02% 0. 05%。其中所述的多元醇為聚醚或聚酯多元醇中的一種或兩種；所述的有機(jī)溶劑為丙酮或丁酮中的一種或兩種。所述的端羥基有機(jī)硅聚氨酯由二元醇與二羥基硅油(DHPDMS)以及二元異氰酸酯分別以2 :1:2當(dāng)量比混合制成。所述的二元醇為乙二醇、丁二醇或己二醇中的一種或幾種。一種所述的低表面能材料的雙組分水性粘接劑的制備方法，其包括以下步驟( I)稱重按重量比稱取下列物質(zhì)有機(jī)硅改性聚氨酯乳液92% 96% ；水性流平劑2% 4. 5% ；水性消泡劑1% 2% ；增稠劑1% 2% ；其中所述的水性流平劑為水性有機(jī)硅氧烷類流平劑，所述的水性消泡劑為水性有機(jī)硅氧烷消泡劑，所述的增稠劑為聚氨酯增稠劑。

(2)按重量比量稱取所述的水性流平劑與所述的水性消泡劑以及增稠劑混合為混合溶劑；然后再加入按重量比量取所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液攪拌均勻混合制成。其中在步驟(I)中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液制備方法步驟包括(11)按以下重量比稱重端羥基有機(jī)硅聚氨酯8% 10% ；多兀醇55% 60% ；二異氰酸酯8% 12% ；DMPA ( 二羥甲基丙酸):0. 5% 1% ；有機(jī)溶劑22% 25% ；二月桂酸二丁基錫0. 02% 0. 05% ；(12)加熱攪拌將所述步驟(11)中的重量比加入到反應(yīng)器中，加熱至80°C并保持恒溫條件攪拌反應(yīng)3 4h，然后加入步驟(11)總重量的0. 5% 1%的三乙胺制成有機(jī)硅改性聚氨酯預(yù)聚體；(13)分散乳化將步驟(12)中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯預(yù)聚體在高速剪切條件下分散于所述步驟(11)總重量的2% 4%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中，并加入所述步驟
(11)總重量0. 3% 0. 4%的乙二胺擴(kuò)鏈，并高速剪切分散0. 5h后制成帶藍(lán)光的白色乳液，其固含量為50%的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液。其中在步驟(11)中所述的端羥基有機(jī)硅聚氨酯由二元醇與二羥基硅油(DHPDMS)以及二元異氰酸酯分別以2 1 2當(dāng)量比投入反應(yīng)器中，在6(T80°C溫度條件下合成。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明提供的產(chǎn)品及方法，采用水性流平劑與水性消泡劑以及增稠劑混合溶齊U，同有機(jī)娃改性聚氨酯乳液混合，其中有機(jī)娃氧燒可以比較規(guī)則的分布于有機(jī)娃改性聚氨酯乳液分子中，使各方面的力學(xué)性能達(dá)到最優(yōu)化，耐水性好、耐寒、化學(xué)穩(wěn)定性好，固含量高、成膜好、干燥速度快。
2、本發(fā)明的產(chǎn)品及方法，其使用簡單，操作方便，使耐水性耐溫性也提高，同時(shí)膠粘劑的強(qiáng)度提高，附著力強(qiáng)，極大地改善了現(xiàn)有同類水性膠的不足，極大地改進(jìn)了對鞋材、面料等的貼合性能，還具有環(huán)保，無毒，無環(huán)境污染，無VOC排放，有利于環(huán)境保護(hù)和使用生產(chǎn)人員的健康。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其由以下重量比的組分制成有機(jī)娃改性聚氨酯乳液92% 96% ；水性流平劑2% 4. 5% ；水性消泡劑1% 2% ；增稠劑1% 2% ；其中所述的水性流平劑為水性有機(jī)硅氧烷類流平劑，所述的水性消泡劑為水性有機(jī)硅氧烷消泡劑，所述的增稠劑為聚氨酯增稠劑。其中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液是由以下重量比的組分制成端輕基有機(jī)娃聚氨酯8% 10% ；多兀醇55% 60% ；二異氰酸酯8% 12% ；
`
DMPA ( 二羥甲基丙酸):0. 5% 1% ；有機(jī)溶劑22% 25% ；二月桂酸二丁基錫0. 02% 0. 05%o其中所述的多元醇為聚醚或聚酯多元醇中的一種或兩種；所述的有機(jī)溶劑為丙酮或丁酮中的一種或兩種。所述的端羥基有機(jī)硅聚氨酯由二元醇與二羥基硅油(DHPDMS)以及二元異氰酸酯分別以2 :1:2當(dāng)量比混合制成。所述的二元醇為乙二醇、丁二醇或己二醇中的一種或幾種。一種所述的低表面能材料的雙組分水性粘接劑的制備方法，其包括以下步驟(I)稱重按重量比稱取下列物質(zhì)有機(jī)娃改性聚氨酯乳液92% 96% ；水性流平劑2% 4. 5% ；水性消泡劑1% 2% ；增稠劑1% 2% ；其中所述的水性流平劑為水性有機(jī)硅氧烷類流平劑，所述的水性消泡劑為水性有機(jī)硅氧烷消泡劑，所述的增稠劑為聚氨酯增稠劑。其中所述的水性有機(jī)硅氧烷類流平劑可以優(yōu)選如BYK_370聚酯改性含羥基官能團(tuán)聚二甲基硅氧烷溶液；所述的水性有機(jī)硅氧烷消泡劑可以優(yōu)選如有機(jī)硅消泡劑HT-508、有機(jī)硅消泡劑HT-507中的一種或者兩種，聚氨酯增稠劑可以優(yōu)選如高效聚氨酯增稠劑TR-15、聚氨酯增稠劑CA-908中的一種或者兩種。(2)按重量比量稱取所述的水性流平劑與所述的水性消泡劑以及增稠劑混合為混合溶劑；然后再加入按重量比量取所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液攪拌均勻混合制成。其中在步驟(I)中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液制備方法步驟包括(11)按以下重量比稱重端羥基有機(jī)硅聚氨酯8% 10% ；多兀醇55% 60% ；二異氰酸酯8% 12% ；DMPA ( 二羥甲基丙酸):0. 5% 1% ；有機(jī)溶劑22% 25% ；二月桂酸二丁基錫0. 02% 0. 05% ；(12)加熱攪拌將所述步驟(11)中的重量比加入到反應(yīng)器中，加熱至80°C并保持恒溫條件攪拌反應(yīng)3 4h，然后加入步驟(11)總重量的0. 5% 1%的三乙胺制成有機(jī)硅改性聚氨酯預(yù)聚體；(13)分散乳化將步驟(12)中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯預(yù)聚體在高速剪切條件下分散于所述步驟(11)總重量的2% 4%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中，并加入所述步驟
(11)總重量0. 3% 0. 4%的乙二胺擴(kuò)鏈，并高速剪切分散0. 5h后制成帶藍(lán)光的白色乳液，其固含量為50%的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液。

其中在步驟(11)中所述的端羥基有機(jī)硅聚氨酯由二元醇與二羥基硅油(DHPDMS)以及二元異氰酸酯分別以2 1 2當(dāng)量比投入反應(yīng)器中，在6(T80°C溫度條件下合成。實(shí)施例2 :本實(shí)施例提供的一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑及制備方法，其與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于，其由如下重量比的組分制成一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其由以下重量比的組分制成有機(jī)硅改性聚氨酯乳液92% ；水性流平劑4. 5% ；水性消泡劑1. 5%;增稠劑2%；其中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液是由以下重量比的組分制成端輕基有機(jī)娃聚氣酷8% ；多元醇60%；二異氰酸酯8% ；DMPA ( 二羥甲基丙酸)0. 98% ;有機(jī)溶劑23% ；二月桂酸二丁基錫0. 02%。實(shí)施例3 :本實(shí)施例提供的一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑及制備方法，其與實(shí)施例1、2基本相同，不同之處在于，其由如下重量比的組分制成一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其由以下重量比的組分制成有機(jī)娃改性聚氨酯乳液96% ；水性流平劑2% ；水性消泡劑1%;增稠劑1%；
其中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液是由以下重量比的組分制成端輕基有機(jī)娃聚氨酯10% ；多元醇58%;二異氰酸酯9%;DMPA ( 二羥甲基丙酸)0. 95% ;有機(jī)溶劑22%;二月桂酸二丁基錫0. 05%。實(shí)施例4 :本實(shí)施例提供的一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑及制備方法，其與實(shí)施例1、2、3基本相同，不同之處在于，其由如下重量比的組分制成一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其由以下重量比的組分制成有機(jī)硅改性聚氨酯乳液94% ;水性流平劑3. 5%;水性消泡劑1%;增稠劑1.5%;其中所述的有機(jī) 硅改性聚氨酯乳液是由以下重量比的組分制成端羥基有機(jī)硅聚氨酯9% ；多兀醇55%；二異氰酸酯12%;DMPA ( 二羥甲基丙酸):1% ；有機(jī)溶劑22.97%;二月桂酸二丁基錫0. 03%。實(shí)施例5 :本實(shí)施例提供的一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑及制備方法，其與實(shí)施例1、2、3、4基本相同，不同之處在于，其由如下重量比的組分制成一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其由以下重量比的組分制成有機(jī)硅改性聚氨酯乳液92. 5% ；水性流平劑4%;水性消泡劑2%;增稠劑1.5%;其中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液是由以下重量比的組分制成端羥基有機(jī)硅聚氨酯8% ；多元醇55.97%;二異氰酸酯10. 5%;DMPA ( 二羥甲基丙酸):0. 5% ；有機(jī)溶劑25%;二月桂酸二丁基錫0. 03%。實(shí)施例6 :本實(shí)施例提供的一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑及制備方法，其與實(shí)施例1、2、3、4、5基本相同，不同之處在于，其由如下重量比的組分制成一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其由以下重量比的組分制成有機(jī)硅改性聚氨酯乳液93% ；
水性流平劑3%;水性消泡劑2%;增稠劑2%;其中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液是由以下重量比的組分制成端羥基有機(jī)硅聚氨酯9% ；多元醇57.96%;二異氰酸酯8. 2%;DMPA ( 二羥甲基丙酸)0. 8% ;有機(jī)溶劑24%;二月桂酸二丁基錫0. 04%o 其中本產(chǎn)品的使用方法和測試指標(biāo)1、在使用時(shí)加入29^5%的水性異氰酸固化劑攪拌均勻；2、然后分別涂在兩片3mm (厚)*25mm (寬)*150mm (長)的有機(jī)硅橡膠片(或軟PP、PE片)上放入60°C烘箱干燥5分鐘，然后將兩片材料粘接，放置24小時(shí)后檢測各項(xiàng)性能(I)剝離強(qiáng)度測試用Instron拉力機(jī)測定其剝離強(qiáng)度,拉伸速度300mm/min,每個(gè)粘接類型測試3次。(2)耐熱老化測試放入烘箱保持不低于70°C，放置168小時(shí)，取出在室溫時(shí)測試其剝離強(qiáng)度。(3)耐水解測試將試樣放入72°C，濕度95RH的恒溫、恒濕度箱放置168小時(shí)，取出室溫放置24小時(shí)后測試其剝離強(qiáng)度。(4)耐寒測試將試樣放入-40°C的恒溫冷凍箱放置168小時(shí)，取出室溫24小時(shí)后測試剝離強(qiáng)度。其中各項(xiàng)性能測試結(jié)果如下
測試項(xiàng)R硅橡膠PP__ 后期剝離強(qiáng)度12.5 (破壞)10 (破壞) 10.2 (破壞) (N/mm) 耐熱老化性9.4 (破壞)8.5 (破壞) 8.7 (破壞)(N/mm)
耐水解性11.1(破壞)9.8 (破壞) 9.9 (破壞)
(N/mm)
耐寒(N/mm) 10.9(破壞)9.0 (破壞) 9.3 (破壞)
~voc rntmm I 無 I 無I 無1、本發(fā)明提供的產(chǎn)品及方法，采用水性流平劑與水性消泡劑以及增稠劑混合溶齊U，同有機(jī)娃改性聚氨酯乳液混合，其中有機(jī)娃氧燒可以比較規(guī)則的分布于有機(jī)娃改性聚氨酯乳液分子中，使各方面的力學(xué)性能達(dá)到最優(yōu)化，耐水性好、耐寒、化學(xué)穩(wěn)定性好，固含量高、成膜好、干燥速度快。

2、本發(fā)明的產(chǎn)品及方法，其使用簡單，操作方便，使耐水性耐溫性也提高，同時(shí)膠粘劑的強(qiáng)度提高，附著力強(qiáng)，極大地改善了現(xiàn)有同類水性膠的不足，極大地改進(jìn)了對鞋材、面料等的貼合性能，還具有環(huán)保，無毒，無環(huán)境污染，無VOC排放，有利于環(huán)境保護(hù)和使用生產(chǎn)人員的健康。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，采用與本發(fā)明上述實(shí)施例相同或近似的結(jié)構(gòu)，而得到的其他的低表面能材料的雙組分水性粘接劑及其制備方法，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其特征在于，其由以下重量比的組分制成 有機(jī)硅改性聚氨酯乳液92% 96% ； 水性流平劑2% 4. 5% ； 水性消泡劑:1% 2%; 增稠劑1% 2% ； 其中所述的水性流平劑為水性有機(jī)硅氧烷類流平劑，所述的水性消泡劑為水性有機(jī)硅氧烷消泡劑，所述的增稠劑為聚氨酯增稠劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其特征在于，所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液是由以下重量比的組分制成 端輕基有機(jī)娃聚氨酯8% 10% ； 多兀醇55% 60% ； 二異氰酸酯8% 12% ； DMPA ( 二羥甲基丙酸):0. 5% 1% ； 有機(jī)溶劑22% 25% ； 二月桂酸二丁基錫0. 02% 0. 05%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其特征在于，所述的多元醇為聚醚或聚酯多元醇中的一種或兩種；所述的有機(jī)溶劑為丙酮或丁酮中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其特征在于，所述的端羥基有機(jī)硅聚氨酯由二元醇、二羥基硅油(DHPDMS)以及二元異氰酸酯分別以2 :1 :2當(dāng)量比混合制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其特征在于，所述的二元醇為乙二醇、丁二醇或己二醇中的一種或幾種。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的低表面能材料的雙組分水性粘接劑的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟 (1)稱重按重量比稱取下列物質(zhì) 有機(jī)硅改性聚氨酯乳液92% 96% ； 水性流平劑2% 4. 5% ； 水性消泡劑1% 2% ； 增稠劑1% 2% ； 其中所述的水性流平劑為水性有機(jī)硅氧烷類流平劑，所述的水性消泡劑為水性有機(jī)硅氧烷消泡劑，所述的增稠劑為聚氨酯增稠劑。
(2)按重量比量稱取所述的水性流平劑與所述的水性消泡劑以及增稠劑合成為混合溶劑；然后再加入按重量比量取所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液攪拌均勻混合制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙組分水性粘接劑的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液制備方法步驟包括 (11)按以下重量比稱重 端輕基有機(jī)娃聚氨酯8% 10% ；多兀醇55% 60% ； 二異氰酸酯8% 12% ； DMPA ( 二羥甲基丙酸):0. 5% 1% ； 有機(jī)溶劑22% 25% ； 二月桂酸二丁基錫0. 02% 0. 05% ； (12)加熱攪拌將所述步驟(11)中的重量比加入到反應(yīng)器中，加熱至80°C并保持恒溫條件攪拌反應(yīng)3 4h，然后加入步驟(11)總重量的0. 5% 1%的三乙胺反應(yīng)制成有機(jī)硅改性聚氨酯預(yù)聚體； (13)分散乳化將步驟(12)中所述的有機(jī)硅改性聚氨酯預(yù)聚體在高速剪切條件下分散于所述步驟(11)總重量的2% 4%的十二烷基苯磺酸鈉溶液中，并加入所述步驟(11)總重量0. 3% 0. 4%的乙二胺擴(kuò)鏈，并高速剪切分散0. 5h后制成帶藍(lán)光的白色乳液，其固含量為50%的有機(jī)硅改性聚氨酯乳液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙組分水性粘接劑的制備方法，其特征在于，在步驟(11)中所述的端羥基有機(jī)硅聚氨酯由二元醇、二羥基硅油(DHPDMS)以及二元異氰酸酯分別以2 I2當(dāng)量比投入反應(yīng)器中，并在6(T80°C溫度條件下合成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低表面能材料的雙組分水性粘接劑，其由以下重量比的組分制成有機(jī)硅改性聚氨酯乳液92%～96%；水性流平劑2%～4.5%；水性消泡劑1%～2%；增稠劑1%～2%；其中所述的水性流平劑為水性有機(jī)硅氧烷類流平劑，所述的水性消泡劑為水性有機(jī)硅氧烷消泡劑，所述的增稠劑為聚氨酯增稠劑；本發(fā)明還公開了該低表面能材料的雙組分水性粘接劑的制備方法；本發(fā)明采用混合溶劑以及有機(jī)硅氧烷可以規(guī)則的分布于有機(jī)硅改性聚氨酯乳液中，使各方面的力學(xué)性能達(dá)到最優(yōu)化，耐水性好、耐寒、化學(xué)穩(wěn)定性好，固含量高、成膜好、干燥速度快；同時(shí)使用簡單，操作方便，還具有環(huán)保，無毒，無環(huán)境污染，無VOC排放，有利于環(huán)境保護(hù)和使用生產(chǎn)人員的健康。
文檔編號C08G18/61GK103059797SQ20121059331
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者張君俠, 林款興 申請人:東莞市粵泰高分子材料有限公司