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一种用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂及其制备方法

阅读：148发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂及其制备方法，该聚氨酯胶粘剂由包括如下质量份的组分制成所述多元醇12～25份，所述异氰酸酯2～6份，所述改性单体 6-10份，所述溶剂 30～70份，所述粘度调节剂20～30份，所述催化剂0.01～0.03份，所述扩链剂0.1～0.5份，所述引发剂0.01-0.05份，所述终止剂0.2～0.5份，所述溶纤剂0.2～0.5份，所述溶剂包括丁酮、乙酸乙酯和碳酸二甲酯。所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂环保性好，剥离强度高，适用范围广，价格适中。所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂的制备方法，生产工艺可操作性好，适合工厂现场使用。，下面是一种用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述聚氨酯胶粘剂由包括如下质量份的组分制成：
多元醇 12～25，
异氰酸酯 2～6，
改性单体 6～10，
溶剂 30～70，
粘度调节剂 20～30，
催化剂 0.01～0.03，
扩链剂 0.1～0.5，
引发剂 0.01～0.05，
终止剂， 0.2～0.5，
溶纤剂 0.2～0.5；
其中，所述溶剂包括丁酮、乙酸乙酯和碳酸二甲酯。
2.根据权利要求1所述的用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂中，所述溶剂的各组分的质量份数如下：
组分质量份数
丁酮                   10～30
乙酸乙酯               10～15
碳酸二甲酯             10～35。
3.根据权利要求1所述的用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述多元醇包括分子量为3000的聚酯多元醇、分子量为2000的聚酯多元醇和分子量为1000的聚醚多元醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述改性单体采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)中的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1所述的用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述粘度调节剂为丙酮。
7.根据权利要求1所述的用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述催化剂为有机锡催化剂。
8.根据权利要求1所述的用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述扩链剂包括乙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、乙二胺、新戊二醇、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求1所述的用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述引发剂为氧化苯甲酰(BPO)；所述终止剂为甲醇和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)；所述溶纤剂为乙二醇单甲醚。
10.权利要求1～9任一所述的用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)控制反应温度为80℃，向反应釜中依次加入多元醇、改性单体、溶剂，混合搅拌均匀；
(2)控制反应温度为82～85℃，向反应釜中依次加入异氰酸酯和催化剂，混合搅拌均匀，反应3～7h；
(3)控制反应温度为82～85℃，向反应釜中加入扩链剂，继续反应2～4h；
(4)控制反应温度为82～85℃，向反应釜中加入引发剂，继续反应2～4h；
(5)控制反应温度为80～82℃，向反应釜中加入终止剂，继续反应1～2h；
(6)向反应釜中加入溶纤剂，继续反应1～2h；
(7)控制反应温度50℃以下，向反应釜中加入粘度调节剂后出料。

说明书全文

一种用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及胶粘剂领域，特别涉及一种用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 胶粘剂组成复杂，类型和品种繁多，应用领域和对象广泛。聚氨酯胶粘剂是分子链中含有氨酯基(—NHCOO—)和异氰酸酯基(—NCO—)的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂，生产技术要求较高，合成工艺复杂，原料选择余地大，配方多，品种多，性能变化范围大，广泛应用于现代经济、国防和科技领域中。

[0003] 聚氨酯胶粘剂中存在酯基、醚键、氨基甲酸酯基等多种极性基团和多亚甲基等非极性基团，对大多数材料表面都有较强的粘附力，且分子间能够形成氢键，具有较大的内聚力，如对金属、橡胶、塑料、木材、织物等具有良好的粘接性。经过极性单体改性的聚氨酯胶粘剂，由于添加入甲基丙烯酸酯基基团，具有更好的表面浸润效果，更高的极性。这种反应所制得的聚氨酯，是带有部分支化度的线型聚氨酯，同时具有高分子量、高结晶性。这种聚氨酯本身具有较高的极性，适应多种不同极性的表面，在溶剂挥发后，胶粘剂呈现固态，可产生较高的粘结强度。因此，这类胶粘剂一般是高粘度，低固含量，高初粘性。

[0004] 传统的聚氨酯胶粘剂中含有对人体有毒有害的“三苯”有机溶剂(苯、甲苯、二甲苯)，使用时会释放出大量刺激性气体，对环境造成污染。而环保改性的聚氨酯胶粘剂，不使用对人体有毒害的芳香族溶剂，符合国家日益提高的环保指标，符合国外同类型产品的环保要求，也符合可持续发展的需要。

发明内容

[0005] 技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂及其制备方法，

[0006] 技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

[0007] 一种用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，包括多元醇、改性单体、异氰酸酯、溶剂、粘度调节剂、催化剂、扩链剂、引发剂、终止剂和溶纤剂，各组分的质量份数如下：

[0008] 组分质量份数

[0009]

[0010] 其中，所述溶剂包括丁酮、乙酸乙酯和碳酸二甲酯。

[0011] 作为优选，所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂中，所述溶剂的各组分的质量份数如下：

[0012] 组分质量份数

[0013] 丁酮 10～30

[0014] 乙酸乙酯 10～15

[0015] 碳酸二甲酯 10～35。

[0016] 作为优选，所述聚酯多元醇包括分子量为3000的聚酯多元醇、分子量为2000的聚酯多元醇和分子量为1000的聚醚多元醇中的一种或几种的混合物。

[0017] 作为优选，所述异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的一种或几种的混合物。

[0018] 作为优选，所述改性单体采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)中的至少一种。

[0019] 作为优选，所述粘度调节剂采用丙酮。

[0020] 作为优选，所述催化剂采用有机锡催化剂，所述有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡。

[0021] 作为优选，所述扩链剂包括乙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、乙二胺、新戊二醇、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或几种的混合物。

[0022] 作为优选，所述引发剂采用过氧化苯甲酰(BPO)。

[0023] 作为优选，所述终止剂采用甲醇和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)。

[0024] 作为优选，所述溶纤剂采用乙二醇单甲醚。

[0025] 本发明还提供了上述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：

[0026] (1)控制反应温度为80℃，向反应釜中依次加入多元醇、改性单体、溶剂，混合搅拌均匀；

[0027] (2)控制反应温度为82～85℃，向反应釜中依次加入异氰酸酯和催化剂，混合搅拌均匀，反应3～7h；

[0028] (3)控制反应温度为82～85℃，向反应釜中加入扩链剂，继续反应2～4h；

[0029] (4)控制反应温度为82～85℃，向反应釜中加入引发剂，继续反应2～4h；

[0030] (5)控制反应温度为80～82℃，向反应釜中加入终止剂，继续反应1～2h；

[0031] (6)向反应釜中加入溶纤剂，继续反应1～2h；

[0032] (7)控制反应温度50℃以下，向反应釜中加入粘度调节剂后出料。

[0033] 作为优选，步骤(1)中，控制搅拌速度为80r/min～150r/min。

[0034] 作为优选，步骤(2)中，控制搅拌速度为90r/min～150r/min。

[0035] 作为优选，步骤(3)中，控制搅拌速度为90r/min～120r/min。

[0036] 作为优选，步骤(4)中，控制搅拌速度为90r/min～120r/min。

[0037] 作为优选，步骤(5)中，控制搅拌速度为90r/min～120r/min。

[0038] 作为优选，步骤(6)中，控制搅拌速度为90r/min～120r/min。

[0039] 作为优选，步骤(7)中，控制搅拌速度为90r/min～120r/min。

[0040] 有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0041] (1)本发明使用了不同类型的异氰酸酯和多元醇，提高了所得用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂的应用范围。

[0042] (2)本发明提供了一种可控的反应工艺，确认了较低温度下，通过连续反应，生成用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂的可行性。

[0043] (3)本发明采用混合溶剂，使用低成本的丙酮、丁酮、碳酸二甲酯和乙酸乙酯，不使用有毒有害的“三苯”溶剂(苯、甲苯、二甲苯)，降低污染，提高生产的可操控性，同时降低产品的综合成本。

[0044] 本发明所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂的制备方法路线清晰，条件温和，生产连续性好、操控安全，可操作性强。

具体实施方式

[0045] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的应用范围。

[0046] 实施例一

[0047] 一种用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，包括聚酯多元醇、改性单体、异氰酸酯、溶剂、粘度调节剂、催化剂、扩链剂、引发剂、终止剂和溶纤剂，其中，[0048] 所述聚酯多元醇采用分子量为3000的聚酯多元醇；

[0049] 所述改性单体采用MMA；

[0050] 所述异氰酸酯采用MDI；

[0051] 所述溶剂包括丁酮、乙酸乙酯和碳酸二甲酯；

[0052] 所述粘度调节剂采用丙酮；

[0053] 所述催化剂采用有机锡催化剂T-12；

[0054] 所述扩链剂包括乙二醇和1,4-丁二醇；

[0055] 所述引发剂采用BPO；

[0056] 所述终止剂采用甲醇和BHT。各组分含量见表1。

[0057] 所述溶纤剂采用乙二醇单甲醚。

[0058] 所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：

[0059] (1)反应釜预热，控制反应温度为80℃，向反应釜中依次加入聚酯多元醇、改性单体和溶剂，控制搅拌速度为80～150r/min，混合搅拌均匀；

[0060] (2)反应釜升温，控制反应温度为82～85℃，向反应釜中依次加入异氰酸酯和催化剂，控制搅拌速度为90～150r/min，混合搅拌均匀，反应3～7h；

[0061] (3)保持反应温度82～85℃，搅拌速度90～120r/min，向反应釜中加入扩链剂，继续反应2～4h；

[0062] (4)保持反应温度82～85℃，搅拌速度90～120r/min，向反应釜中加入引发剂，继续反应2～4h；

[0063] (5)反应釜降温，控制反应温度为80～82℃，控制搅拌速度为90～120r/min，向反应釜中加入终止剂，继续反应1～2h；

[0064] (6)控制反应温度为80～82℃，控制搅拌速度为90～120r/min，向反应釜中加入溶纤剂乙二醇单甲醚，继续反应1～2h；

[0065] (7)反应釜降温，控制反应温度50℃以下，控制搅拌速度为90～120r/min，向反应釜中加入粘度调节剂后出料。

[0066] 实施例二

[0067] 实施例二与实施例一的区别在于，所述多元醇包括分子量为3000的聚酯多元醇和分子量为1000的聚醚多元醇，各组分含量见表1。

[0068] 实施例三

[0069] 实施例三与实施例一的区别在于，所述异氰酸酯包括HDI和HMDI，各组分含量见表1。

[0070] 实施例四

[0071] 实施例四与实施例一的区别在于，所述扩链剂包括二乙醇胺和三乙醇胺，各组分含量见表1。

[0072] 实施例五

[0073] 实施例五与实施例一的区别在于，所述聚酯多元醇包括分子量为3000的聚酯多元醇和分子量为2000的聚酯多元醇，所述的改性单体为HEMA，各组分含量见表1。

[0074] 实施例六

[0075] 实施例六与实施例一的区别在于，所述的改性单体为HEMA，所述扩链剂包括二乙醇胺和三乙醇胺，各组分含量见表1。

[0076] 将实施例一～六制备得到的用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂进行如下项目测试，结果见表2～3：

[0077] 1、初粘性，参考标准：GB-19340-2014。

[0078] 2、剥离强度，参考标准：GB-19340-2014。

[0079] 3、耐热老化性，参考标准：GB-19340-2014。

[0080] 4、剪切强度，参考标准：GB-19340-2014。

[0081] 5、有害物质限量，参考标准：GB-19340-2014。

[0082] 表1实施例所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂各组分的质量份数(单位：份)

[0083]

[0084]

[0085] 表2实施例所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂的粘接性能

[0086]

[0087] 表3实施例所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂中的所含有害物质限量[0088]

[0089]

[0090] 由表2可以看出：本发明所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂初粘性平均值为2.43N/mm、剥离强度平均值为4.55N/mm、耐热老化性平均值为4.27N/mm、剪切强度平均值为2.25MPa；本发明所得到的产品，其各方面性能均优于国家标准。

[0091] 由表3可以看出：本发明所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂在苯含量、甲苯+二甲苯含量、游离甲苯二异氰酸酯含量、正己烷、总卤代烃含量检测中均未检出，总挥发性有机物含量为722.8g/L；本发明所得到的产品，其各方面性能均优于国家标准。

[0092] 综上所述，本发明所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，考察了芳香族和脂肪族两种不同类型的异氰酸酯的反应活性，提出引入芳香族异氰酸酯，对于提高剥离强度具有帮助。此外，由于采用高低分子量的多元醇进行搭配，所得到的胶粘剂性能具有多样性，有助于满足下游不同的应用加工需求。最后，多种扩链剂混合扩链的反应方式，在确保得到更高固含量产品的前提下，其终端分子量、内聚强度、活性和极性都获得了显著提高。更重要的是，本发明所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂，没有采用苯、甲苯、二甲苯等“三苯”溶剂，转而使用低成本的丁酮、乙酸乙酯和碳酸二甲酯，来作为主要溶剂，有效减轻了对一线生产人员的职业健康危害，降低了环境污染，同时使产品综合成本降低。本发明所述用于家具制造的环保改性聚氨酯胶粘剂产品，生产工艺调整性好，操作性好，产品测试数据稳定，综合性能好，适合工厂化生产和现场应用加工。

[0093] 本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

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