一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂及其制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105176476 A (43)申请公布日 2015.12.23

(21)申请号 201510646762.3(22)申请日 2015.09.30

(71)申请人安徽省思维新型建材有限公司

地址230000 安徽省合肥市巢湖市经济开发

区巢宁路与云溪路交叉口(72)发明人胡先海 罗俊杰 付昌春 郭红宝

王书升 罗军(74)专利代理机构合肥市浩智运专利代理事务

所(普通合伙) 34124

代理人王林(51)Int.Cl.

C09J 11/06(2006.01)C08G 18/48(2006.01)C08G 65/331(2006.01)

C09J 175/08(2006.01)C09J 163/00(2006.01)C09J 11/08(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页

(54)发明名称

一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂及其制备方法(57)摘要

本发明公开了一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂及其制备方法，聚氧化丙烯二醇与邻苯二甲酸酐共聚树脂PPG-OPA10～35份，聚氧化丙烯二醇与四氢苯酐共聚树脂PPG-THPA10～35份，聚氧化丙烯二醇与甲基四氢苯酐共聚树脂PPG-MTPA10～35份，异氰酸酯50～100份，催化剂0.1～0.5份，溶剂20～40份，环氧树脂10～20份，消泡剂0.1～1份，潜伏性固化剂0.5～2.0份，促进剂0.1～0.3份，增塑剂20～40份。本发明的黏合剂克服氨酯黏合剂和环氧黏合剂的缺点，发挥它们各自的优点;具有柔韧性好，对有机、无机和金属等材料粘结性能好；开放时间长，耐高温，力学性能优异；常温固化，操作简单，使用方便，成本低，易于产业化。

C N 1 0 5 1 7 6 4 7 6 A CN 105176476 A

权 利 要 求 书

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1.一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂，其特征在于，按重量计，包括以下组分：聚氧化丙烯二醇与邻苯二甲酸酐共聚树脂PPG-OPA 10～35份，聚氧化丙烯二醇与四氢苯酐共聚树脂PPG-THPA 10～35份，聚氧化丙烯二醇与甲基四氢苯酐共聚树脂PPG-MTPA 10～35份，异氰酸酯50～100份，催化剂0.1～0.5份，溶剂20～40份，环氧树脂10～20份，消泡剂0.1～1份，潜伏性固化剂0.5～2.0份，促进剂0.1～0.3份，增塑剂20～40份。

2.根据权利要求1所述的一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂，其特征在于，所述异氰酸酯选自芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯脂、环族多异氰酸酯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂，其特征在于，所述溶剂选自乙酸乙酯、乙酯丁酯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、煤油中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂，其特征在于，所述环氧树脂选自E-42、E-44、E-51、E-55中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂，其特征在于，所述消泡剂选自二甲基硅油、苯甲基硅油、二乙基硅油、甲基乙烯基硅油中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂，其特征在于，所述催化剂选自胺类、有机金属化合物类中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂，其特征在于，所述潜伏性固化剂选自双氰胺类、芳香族二胺类、改性脂肪族胺类、咪唑类、有机酸酐类、有机酰肼类中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂，其特征在于，所述促进剂选自咪唑类、聚酰胺、脂环胺、脂肪胺促进剂、芳香胺、酸酐中的一种或多种。

9.一种如权利要求1所述的单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)聚氧化丙烯二醇(PPG)分别与邻苯二甲酸酐(OPA)、四氢苯酐(THPA)、甲基四氢苯酐(MTPA)反应制得三种聚合物多元醇；

(2)三种聚合物多元醇在催化剂的作用下和异氰酸酯反应聚氨酯预聚物；(3)最后加入环氧树脂、潜伏性固化剂、催化剂、消泡剂、溶剂、促进剂和增塑剂充分混合而成湿固化聚氨酯环氧黏合剂。

10.根据权利要求9所述的一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)包括以下步骤：

(11)将1000～6000份聚氧化丙烯二醇升温至110～120℃，在0.06～0.08MPa真空度下脱水2～3h；

(12)加入140～200份邻苯二甲酸酐、四氢苯酐或甲基四氢苯酐，在3～18份的对甲苯磺酸用作催化，在氮气保护下，反应后再抽真空，降温即得共聚树脂PPG-OPA、PPG-THPA或PPG-MTPA。

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说 明 书

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一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种单组份黏合剂，尤其涉及的是一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂及其制备方法。

[0001]

背景技术

单组份黏合剂由于采用单份包装，运输和使用方便，很受用户的欢迎。单组份聚氨

酯黏合剂有着优良的化学粘结力和高弹性，另外还具有突出的耐油、耐磨、耐冲击、耐低温等特性，然而强度不高。单组份环氧树脂有优异的机械性能及化学稳定性，固化产物变形性差，脆性大，剥离强度低等缺点。由于聚氨酯树脂与环氧树脂有良好的相容性，通过前者结合，可以性能互补，克服了聚氨酯强度低的缺点，又克服了环氧浆材脆性大的缺点，制造出性能理想的胶粘剂。

[0003] 中国发明专利CN200310119060.7，一种湿固化聚氨酯环氧煤沥青防腐涂层，公布了湿固化聚氨酯环氧煤沥青防腐涂料，是由A、B两种组份构成。使用过程中，不但会出现配制胶的麻烦，而且还会出现胶水用不完而固化的浪费。[0004] 《聚氨酯工业》(2011年26卷第2期16-18页)报道了以聚四氢呋喃醚、异佛尔酮二异氰酸酯、2-乙基咪唑为原料，合成了以2-乙基咪唑封端的聚氨酯，并用于改性环氧树脂E-44，得到了一种良好的中温快速固化环氧粘合剂。其固化温度在130℃，常温下是无法固化。

[0002]

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种单组份常温湿固化聚氨酯环

氧黏合剂及其制备方法，开放时间长，可常温湿固化。[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：本发明按重量计，包括以下组分：聚氧化丙烯二醇与邻苯二甲酸酐共聚树脂PPG-OPA 10～35份，聚氧化丙烯二醇与四氢苯酐共聚树脂PPG-THPA 10～35份，聚氧化丙烯二醇与甲基四氢苯酐共聚树脂PPG-MTPA 10～35份，异氰酸酯50～100份，催化剂0.1～0.5份，溶剂20～40份，环氧树脂10～20份，消泡剂0.1～1份，潜伏性固化剂0.5～2.0份，促进剂0.1～0.3份，增塑剂20～40份。[0007] 作为本发明的优选方式之一，所述异氰酸酯选自芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯脂、环族多异氰酸酯中的一种或多种。[0008] 作为本发明的优选方式之一，所述溶剂选自乙酸乙酯、乙酯丁酯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、煤油中的一种或多种。[0009] 作为本发明的优选方式之一，所述环氧树脂选自E-42、E-44、E-51、E-55中的一种或多种。

[0005]

作为本发明的优选方式之一，所述消泡剂选自二甲基硅油、苯甲基硅油、二乙基硅

油、甲基乙烯基硅油中的一种或多种。[0011] 作为本发明的优选方式之一，所述催化剂选自胺类、有机金属化合物类中的一种

[0010]

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CN 105176476 A

说 明 书

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或多种。

作为本发明的优选方式之一，所述潜伏性固化剂选自双氰胺类、芳香族二胺类、改性脂肪族胺类、咪唑类、有机酸酐类、有机酰肼类中的一种或多种。[0013] 作为本发明的优选方式之一，所述促进剂选自咪唑类、聚酰胺、脂环胺、脂肪胺促进剂、芳香胺、酸酐中的一种或多种。[0014] 作为本发明的优选方式之一，所述增塑剂选自邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、环氧酯类、磷酸酯类、含氯增塑剂、烷基磺酸醋类中的一种或多种。[0015] 一种单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂的制备方法，包括以下步骤：[0016] (1)聚氧化丙烯二醇(PPG)分别与邻苯二甲酸酐(OPA)、四氢苯酐(THPA)、甲基四氢苯酐(MTPA)反应制得三种聚合物多元醇；

[0017] (2)三种聚合物多元醇在催化剂的作用下和异氰酸酯反应聚氨酯预聚物；[0018] (3)最后加入环氧树脂、潜伏性固化剂、催化剂、消泡剂、溶剂、促进剂和增塑剂充分混合而成湿固化聚氨酯环氧黏合剂。[0019] 所述步骤(1)包括以下步骤：

[0020] (11)将1000～6000份聚氧化丙烯二醇升温至110～120℃，在0.06～0.08MPa真空度下脱水2～3h；

[0021] (12)加入140～200份邻苯二甲酸酐、四氢苯酐或甲基四氢苯酐，在3～18份的对甲苯磺酸用作催化，在氮气保护下，反应后再抽真空，降温即得共聚树脂PPG-OPA、PPG-THPA或PPG-MTPA。

[0022] 本发明首先通过聚氧化丙烯二醇(PPG)与邻苯二甲酸酐(OPA)、四氢苯酐(THPA)、甲基四氢苯酐(MTPA)制得三种聚合物多元醇。其次，在催化剂存在下，通过聚合物多元醇和异氰酸酯反应聚氨酯预聚物。最后加入环氧树脂、潜伏性固化剂、催化剂、消泡剂、溶剂、促进剂和增塑剂充分混合而成湿固化聚氨酯环氧黏合剂。[0023] 加入邻苯二甲酸酐(OPA)、四氢苯酐(THPA)、甲基四氢苯酐(MTPA)，同时具有聚醚醇和聚酯醇的优点，能够提高产品的整体性能。[0024] 本发明相比现有技术具有以下优点：本发明的黏合剂克服氨酯黏合剂和环氧黏合剂的缺点，发挥它们各自的优点。具有柔韧性好对有机、无机和金属等材料粘结性能好；开放时间长，耐高温，力学性能优异；常温固化，操作简单，使用方便，成本低，易于产业化。

[0012]

具体实施方式

[0025] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0026] 实施例1

[0027] 本实施例的共聚树脂PPG-OPA制备方法如下：

[0028] (11)将2000份聚氧化丙烯二醇升温至110～120℃，在0.06～0.08MPa真空度下脱水2～3h；

(12)加入148份邻苯二甲酸酐，在7份对甲苯磺酸用作催化，在氮气保护下，反应

2-3h，再抽真空2～3h，降温即得共聚树脂PPG-OPA。

[0029]

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CN 105176476 A[0030]

说 明 书

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共聚树脂PPG-THPA的制备过程如下：

[0031] (21)将1600份聚氧化丙烯二醇升温至110～120℃，在0.06～0.08MPa真空度下脱水2～3h；

[0032] (22)加入153份四氢苯酐及4份对甲苯磺酸用作催化，在氮气保护下，反应3～4h，再抽真空2～3h，降温即得共聚树脂PPG-THPA。[0033] 共聚树脂PPG-MTPA的制备过程如下：

[0034] (31)将2400份聚氧化丙烯二醇升温至110～120℃，在0.06～0.08MPa真空度下脱水2～3h；

[0035] (32)加入166份邻苯二甲酸酐及5份对甲苯磺酸用作催化，在氮气保护下，反应3～5h，再抽真空2～3h，降温即得共聚树脂PPG-MTPA。[0036] 将15份共聚树脂PPG-OPA、20份共聚树脂PPG-THPA、20份共聚树脂PPG-MHPA加入反应器中，升温至60℃，加人体系0.1份催化剂二月桂酸二丁基锡，充分搅拌均匀后，加入5份多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)，升温至80℃下反应2.5h，加入20份乙酸乙酯测其产物中异氰酸酯基含量在6％，降至室温，加入0.2份二甲基硅油、10份E-42、1份二氰二胺、0.5份2-甲基咪唑、0.1份2-乙基-4-甲基咪唑、20份邻苯二甲酸二辛酯均匀混合，即得单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂。[0037] 按照GB/F528-1998标准，GB 7124-1986标准及一些行业标准测得本实施例制备出的黏合剂开放时间30min左右，最终强度7.2MPA。[0038] 实施例2

[0039] 将20份共聚树脂PPG-OPA、30份共聚树脂PPG-THPA、30份共聚树脂PPG-MHPA加入反应器中，升温至60℃，加人体系0.3份催化剂二月桂酸二丁基锡，充分搅拌均匀后，加入70份液化MDI，升温至80℃下反应3h，加入20份甲苯，测其产物中异氰酸酯基含量在8％，降至室温，加入0.2份二乙基硅油、10份E-44、1份二氰二胺、0.5份己二酸二酰肼、25份磷酸三甲苯酯、0.1份2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚均匀混合，即得单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂。

[0040] 按照GB/F528-1998标准，GB 7124-1986标准及一些行业标准测得本实施例制备出的黏合剂开放时间25min左右，最终强度8.0MPA。[0041] 其他实施方式和实施例1相同。[0042] 实施例3

[0043] 35份共聚树脂PPG-OPA、35份共聚树脂PPG-THPA、35份共聚树脂PPG-MHPA加入反应器中，升温至60℃，加人体系0.5份催化剂二月桂酸二丁基锡，充分搅拌均匀后，加入80份甲苯二异氰酸酯，升温至80℃下反应2.5h，加入30份二氯甲烷，测其产物中异氰酸酯基含量在10％左右，降至室温，加入0.2份甲基乙烯基硅油、10份E-55、1.0份二氰二胺、1.0份70#酸酐、0.1份2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、30份氯化石蜡均匀混合，即得单组份常温湿固化聚氨酯环氧黏合剂。[0044] 按照GB/F528-1998标准，GB 7124-1986标准及一些行业标准测得本实施例制备出的黏合剂开放时间20min左右，最终强度6.8MPA。其他实施方式和实施例1相同。

[0046] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精

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CN 105176476 A

说 明 书

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神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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