CN102408865B - 双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法。该双组份聚氨酯胶粘剂，以重量份计，包括A组分：苯乙烯接枝聚醚多元醇300-800份(优选500-700，更优选600)，聚丙二醇PPG400 100-300份(优选170-210，更优选195份)，聚丙二醇PPG2000 100-300份(优选170-210，更优选195份)，和选择性添加的添加剂1-20份(优选3-14份)；以及B组分：亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯600-800份(优选700份)，和粗MDI 200-400份(优选300份)。该聚氨酯胶黏剂具有良好的初始粘结力，良好的韧性，完全固化后被粘接的PP板材能进行剥离修复，同时具有耐水洗的性能；且与PP板材上的油墨配合，达到符合要求的表面电阻。
Description
技术领域
本发明涉及一种双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法，尤其是涉及一种用于滤网材料的双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂配合导电油墨能产生符合要求的表面电阻。
背景技术
常规静电除尘器的滤网，包括平行相间设置的阴极板和阳极板。该滤网进、出口通道与阴、阳极极板垂直；所述的阴、阳极极板分别相互上下错位设置，形成被净化气体流动的盘形通道。常规的聚氨酯胶黏剂，容易将板材上的导电油墨溶解，或者跟油墨发生反应，无法产生达到需要的表面电阻。
双组分聚氨酯胶粘剂通常具有A组分和B组分。A组分通常是多元醇，B组分通常是异氰酸酯。当需要粘合时，将A组分和B组分混合，然后施用于基材上，游离的异氰酸酯基团和多元醇的活性氢之间发生固化作用，产生粘合。
由于该类粘合剂可以自由改变配方组成，因此可以根据用途的需要调整配方。为了改善带导电油墨的材料粘合时的表面电阻，使其能够达到产品用途的需求，本发明人不断创新，得到了一种新的双组份聚氨酯胶粘剂。本发明双组份聚氨酯胶粘剂，将多块带有导电油墨的板材粘接起来，形成具有一定尺寸规格的滤网。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服粘附带有导电油墨层的材料时，导电油墨与胶粘剂产生的表面电阻不符合要求的缺陷，提供一种双组份聚氨酯胶粘剂，当其使用于滤网材料上时，能够与导电油墨配合，产生符合客户需求的表面电阻(该应用要求表面电阻为106～108Ω)。并且该胶粘剂具有极佳的初始粘附力和良好的韧性，同时便于被粘接材料返工维修，水洗后不影响胶粘剂的附着力。
为了解决上述技术问题，本发明双组份聚氨酯胶粘剂，将不同分子量的聚醚多元醇作为A组分，将亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯(4，4’-亚甲基二(苯基异氰酸酯)，MDI)和粗MDI作为B组分。当该双组份聚氨酯胶粘剂与导电油墨配合时，能产生符合客户需求的表面电阻。
具体来说，本发明提供了如下的技术方案：
本发明采用的第一技术方案是，提供了一种双组份聚氨酯胶粘剂，以重量份计，包括A组分：苯乙烯接枝聚醚多元醇300-800份(优选500-700份，更优选600份)，聚丙二醇PPG400 100-300份(优选170-210份，更优选195份)，聚丙二醇PPG2000 100-300份(优选170-210份，更优选195份)，和选择性添加的添加剂1-20份(优选3-14份)；以及B组分：亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯600-800份(优选700份)，和粗MDI 200-400份(优选300份)。
本发明所用苯乙烯接枝聚醚多元醇是采用苯乙烯对聚醚多元醇按照重量份30-65∶45-60进行接枝改性得到的；所述聚醚多元醇是甘油引发的环氧乙烷、环氧丙烷加合物，其重复单元是
该苯乙烯接枝聚醚多元醇数均分子量大约2000g/mol。本发明所用苯乙烯接枝聚醚多元醇的羟值为155mg KOH/g，粘度在25℃时为2600mPas，密度在25℃时为1.01g/cm3。
本发明所用亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯是含有碳化二亚胺和/或脲酮亚胺基团的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯，NCO含量为20％-40％，优选NCO含量为29.5％。
本发明所用亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯可以是自行合成的，也可以是市购的。其反应方程式如下：
另外，二亚胺基团能够进一步与过量的异氰酸酯基反应得到脲酮亚胺。
本发明所用粗MDI是多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PMDI)和4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)的混合物，该粗MDI官能度(NCO基团)约为2.6～2.7，其中4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯约占40-60％(优选约50％)，NCO含量为30％-32％。例如BASF公司生产的M20S。上述多亚甲基多苯基多异氰酸酯是由组份含量可调变的亚甲基二苯基二异氰酯酯、二亚甲基三苯基三异氰酸酯、三亚甲基四苯基四异氰酸酯等同系物组成。
本发明根据应用情况，还可以添加一些常规的用于聚氨酯胶粘剂的添加剂，例如消泡剂、催化剂、除水剂、增链剂、封端剂、填料、颜料等。
前述的双组份聚氨酯胶粘剂，以重量份计，所述添加剂包括消泡剂1-3份(优选2份)、催化剂1-3份(优选2份)和除水剂4-8份(优选6份)。
本发明所用消泡剂是有机硅系消泡剂，其溶剂是C12-20异链烷烃(石油馏分，cas：64742-46-7)，可以购买自BYK A530。
本发明所用催化剂是锡催化剂或有机铋，优选二月桂酸二丁锡或2-乙基己酸铋。
本发明所用除水剂为美国Angus化学公司的噁唑烷除水剂ZoldineMS-PLus，化学名称为3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1，3-噁唑烷。
本发明采用的第二技术方案是，提供了一种制备双组份聚氨酯胶粘剂的方法，该方法包括：以重量份计算，将苯乙烯接枝聚醚多元醇300-800份(优选500-700份，更优选600份)，聚丙二醇PPG400 100-300份(优选170-210份，更优选195份)和聚丙二醇PPG2000 100-300份(优选170-210份，更优选195份)混合，在60-80℃下搅拌20-40分钟，得到混合物；消泡剂1-3份(优选2份)、催化剂1-3份(优选2份)和除水剂4-8份(优选6份)加入到上述混合物中，在60-80℃下持续搅拌20-40分钟；冷却到室温，得到A组分；以重量份计算，将亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯600-800份(优选700份)，和粗MDI 200-400份(优选300份)混合，得到B组分。
本发明A组分和B组分分别包装，使用时将A组分和B组混合，然后涂抹在需要粘合的物体表面。
本发明用于带有导电油墨层的滤网材料的粘合，采用上述的本发明的技术方案，至少可以得到如下的有益效果：
1.本发明是无溶剂胶粘剂，固化后无任何味道，与传统含溶剂的胶黏剂相比更加环保。
2.本发明具有优良的耐水性能，便于粘接部件水洗。
3.本发明具有极佳的初始粘附力和良好的韧性，粘接后的材质能被弯曲压缩放置特制的框架内，同时便于被粘接PP材料返工维修。
4.本发明与导电油墨配合，能产生符合客户需求的表面电阻。
具体实施方式
本发明的双组份聚氨酯胶粘剂，将不同分子量的聚醚多元醇作为A组分，将亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯和粗MDI作为B组分。当该双组份聚氨酯胶粘剂与导电油墨配合时，能产生符合客户需求的表面电阻。
具体来说，本发明的双组份聚氨酯胶粘剂有如下几种方案：
一种双组份聚氨酯胶粘剂，以重量份计，包括A组分：苯乙烯接枝聚醚多元醇300-800份(优选500-700份，更优选600份)，聚丙二醇PPG400 100-300份(优选170-210份，更优选195份)，聚丙二醇PPG2000 100-300份(优选170-210份，更优选195份)，和选择性添加的添加剂1-20份(优选3-14份)；以及B组分：亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯600-800份(优选700份)，和粗MDI 200-400份(优选300份)。
一种双组份聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括以重量份计算，将苯乙烯接枝聚醚多元醇300-800份(优选500-700份，更优选600份)，聚丙二醇PPG400100-300份(优选170-210份，更优选195份)和聚丙二醇PPG2000 100-300份(优选170-210份，更优选195份)混合，在60-80℃下搅拌20-40分钟，得到混合物；消泡剂1-3份(优选2份)、催化剂1-3份(优选2份)和除水剂4-8份(优选6份)加入到上述混合物中，在60-80℃下持续搅拌20-40分钟；冷却到室温，得到A组分；以重量份计算，将亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯600-800份(优选700份)，和粗MDI 200-400份(优选300份)混合，得到B组分。
下面通过实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明的保护范围不限于具体的实施例。
实施例中所用的实验材料如下：
实施例1
将苯乙烯接枝聚醚多元醇300kg，聚丙二醇PPG400 100kg和聚丙二醇PPG2000 100kg混合，在60℃下以100转/分钟的速度搅拌20分钟，得到混合物；将消泡剂1kg、催化剂1kg和除水剂4kg加入到上述混合物中，在60℃下以100转/分钟的速度持续搅拌20分钟；冷却到室温，得到A组分。将亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯600kg，和粗MDI 200kg在室温下，以100转/分钟的速度搅拌混合均匀，得到B组分。
实施例2
将苯乙烯接枝聚醚多元醇600kg，聚丙二醇PPG400 195kg和聚丙二醇PPG2000 195kg混合，在70℃下以100转/分钟的速度搅拌20分钟，得到混合物；将消泡剂2kg、催化剂2kg和除水剂6kg加入到上述混合物中，在70℃下以100转/分钟的速度持续搅拌30分钟；冷却到室温，得到A组分。将亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯700kg，和粗MDI 300kg在室温下，以100转/分钟的速度搅拌混合均匀，得到B组分。
实施例3
将苯乙烯接枝聚醚多元醇800kg，聚丙二醇PPG400 300kg和聚丙二醇PPG2000 300kg混合，在80℃下以100转/分钟的速度搅拌20分钟，得到混合物；将消泡剂3kg、催化剂3kg和除水剂8kg加入到上述混合物中，在80℃下以100转/分钟的速度持续搅拌40分钟；冷却到室温，得到A组分。将亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯800kg，和粗MDI 400kg在室温下，以100转/分钟的速度搅拌混合均匀，得到B组分。
实施例4性能测试
本发明在测试环境条件：温度(25～28℃)，湿度(60～65％)下进行。
准备宽度为5cm，厚度为0.8mm，长度为30cm的PP薄膜板材12块。在其中6块板材的一面涂上导电油墨层，最终所得导电油墨层为宽度1cm，厚度50μm，长度5cm。PP板材为市面普通板材。
将实施例1、实施例2和实施例3的A组分和B组分分别混合，得到聚氨酯胶粘剂。
将其中3块涂有导电油墨的板材按照0.8g/cm2的使用量，分别涂布上实施例1、实施例2和实施例3的聚氨酯胶粘剂，然后分别与其中三块未涂覆胶粘剂的板材粘接上，在两块板材的两头挨着油墨的位置放置长度为2cm的铜箔，其中1cm与油墨相接，1cm外露作为测试端，这三组板材标注为样品1#，样品2#，样品3#。
将余下的三块涂有导电油墨的板材按照0.8g/cm2的使用量，分别在半块板子(15cm)的面积上涂布上实施例1、实施例2和实施例3的聚氨酯胶粘剂，并分别与剩下的三块未涂覆导电油墨的板材粘接上，标注为样品4#，样品5#，样品6#。
将上述6个样品放入80℃烘箱内加热30分钟后取出冷却50分钟，然后对上述6个样品进行测试。
初始附着力测试：采用美国双杰兄弟弹簧测力计(200N LTZ型)，测试标准参考GB-T2791-1995胶粘剂T剥离强度试验方法，对上述样品4#，样品5#，样品6#进行初始粘接力测试，结果显示初始粘接力皆大于1.0kgf/cm2。
表面电阻测试：采用美国ACL386电阻系数测试器，测试方法参照ASTMD-257标准，对样品1#、样品2#、样品3#进行表面电阻的测试，结果表明样品1#、样品2#、样品3#皆处于106～108Ω。
实施例5
本发明在测试环境条件：温度(25～28℃)，湿度(60～65％)下进行。
胶水固化后的耐水测试：按照实施例4的样品制备方法，重新制备样品1#、样品2#、样品3#、样品4#、样品5#、样品6#，将上述样品浸泡在自来水中24小时后，晾干。对样品1#、样品2#、样品3#进行上述相同的初始附着力测试，结果表明初始粘接力大于1.0kgf/cm2。对样品4#、样品5#、样品6#进行上述相同的表面电阻测试，结果表明表面电阻处于106～108Ω。
PP板材可修复能力测试：按照实施例4的样品制备方法，重新制备样品1#、样品2#、样品3#，固化24小时后，用手将两块PP板材可剥离开，板材表面无损伤。
Claims (7)
1.一种双组份聚氨酯胶粘剂，以重量份计，包括A组分：苯乙烯接枝聚醚多元醇300-800份，聚丙二醇PPG400100-300份，聚丙二醇PPG2000100-300份，和选择性添加的添加剂1-20份；以及B组分：亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯600-800份，和粗MDI200-400份；所述亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯是含有碳化二亚胺和/或脲酮亚胺基团的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯，NCO含量为20％-40％；所述粗MDI是多苯基多亚甲基多异氰酸酯和4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯的混合物，其官能度为2.6～2.7；其中4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯占40-60％，NCO含量为30％-32％。
2.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述双组份聚氨酯胶粘剂，以重量份计，包括A组分：苯乙烯接枝聚醚多元醇500-700份，聚丙二醇PPG400170-210份，聚丙二醇PPG2000170-210份，和选择性添加的添加剂3-14份。
3.根据权利要求1或2所述的双组份聚氨酯胶粘剂，其特征在于，以重量份计，所述添加剂包括消泡剂1-3份、催化剂1-3份和除水剂4-8份。
4.根据权利要求3所述的双组份聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述催化剂是锡催化剂或有机铋。
5.根据权利要求4所述的双组份聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述催化剂是二月桂酸二丁锡或2-乙基己酸铋。
6.根据权利要求3所述的双组份聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述除水剂是3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1，3-噁唑烷。
7.一种制备双组份聚氨酯胶粘剂方法，该方法包括：以重量份计算，将苯乙烯接枝聚醚多元醇300-800份，聚丙二醇PPG400100-300份和聚丙二醇PPG2000100-300份混合，在60-80℃下搅拌20-40分钟，得到混合物；将消泡剂1-3份、催化剂1-3份和除水剂4-8份加入到上述混合物中，在60-80℃下持续搅拌20-40分钟；冷却到室温，得到A组分；以重量份计算，将亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯600-800份，和粗MDI200-400份混合，得到B组分；所述亚胺改性4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯是含有碳化二亚胺和/或脲酮亚胺基团的4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯，NCO含量为20％-40％；所述粗MDI是多苯基多亚甲基多异氰酸酯和4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯的混合物，其官能度为2.6～2.7；其中4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯占40-60％，NCO含量为30％-32％。
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