專利名稱：一種有機硅聚氨酯膠粘劑的制備方法
技術領域：
本發明屬于粘合劑領域，具體涉及一種基于聚醚衍生物的粘合劑的制備方法及該方法所得產物。
背景技術：
聚氨酯是氨基甲酸酯的簡稱，具有基團一NHC00R。聚氨酯膠粘劑是目前正在迅猛發展的聚氨酯樹脂中的一個重要組成部分，具有優異的性能，在許多方面都得到了廣泛的應用，是八大合成膠粘劑中的重要品種之一。其適用于各種結構性粘合領域，并具備優異的柔韌特性。
聚氨酯膠黏劑有許多獨特的性能，它的柔韌性好，耐低溫，抗沖擊。但耐熱性尚不夠理想。有機硅改性聚氨酯，能提高聚氨酯膠黏劑的耐熱性。如果再用樹脂來改性有機硅聚氨酯，不僅可提高聚氨酯的耐水性，而且還可提高聚氨酯的剛性，使聚氨酯產品不僅具有較高的內聚強度粘結強度而且具有較高的耐熱性，而不失其柔韌性。環氧樹脂是分子中含有兩個或兩個以上環氧基團且分子量較低的高分子化合物。有機硅樹脂是由硅氧鍵為主鏈的立體結構組成，在高溫下可進一步縮合成為高度交聯的硬而脆的樹脂。有機硅環氧樹脂改性的聚氨酯膠黏劑，其粘結強度可提高50%，不僅耐水，而且耐溶劑，而工作溫度也可提高40%左右，可粘接應用范圍更廣。不僅在民品，而且在船舶、軍品都能得到應用。我國當前高速公路、鐵路、地下公路的迅速發展，因而富有黏彈性的高強度的結構膠日益增多，國內現有的環氧改性聚氨酯膠粘劑，其粘結性能尚可，但耐溫性不夠；有機硅改性聚氨酯，耐熱性尚可，但其他性能尚不理想。如果把高強度、耐熱性、粘結性三者有機結合，對聚氨酯產品的發展，必會拓展其應用，帶來有益的效果。例如喇叭膠，既要有耐振動，又要有一定的結合強度，并克服因不斷震動而引起的高溫；在地震高發地區，使用環氧改性有機硅聚氨酯為結構膠粘劑，抗震動能力強，又能耐一定的地震熱；在熱加工車間，含有震動的機床、設備等方面的需求。
發明內容
針對現有技術的不足之處，本發明的目的是提出一種有機硅聚氨酯膠粘劑的制備方法。本發明的另一目的是提出由所述制備方法得到的機硅聚氨酯膠粘劑。為實現本發明目的技術方案為一種有機硅聚氨酯膠粘劑的制備方法，其是將聚醚與具有異氰酸酯基團的物質(又稱異氰酸酯)和有機硅反應，得到有機硅改性聚氨酯，然后與環氧樹脂反應而得。其中，所述聚醚是由聚酯多元醇脫水I. 5-2. 5h制得，所述聚酯多元醇為聚酯二元醇。所述聚酯二元醇為脂肪族二元醇與脂肪族二元酸縮聚而得。例如，乙二醇、丁二醇、丁炔二醇、一縮二乙二醇、一縮丙二醇中的一種與癸二酸、己二酸、富馬酸、馬來酸中的一種縮聚所得。其中，所述聚醚是由聚酯多元醇在真空度-O. 08至-O. IMPa下，110-130°c脫水制得。其中，所述聚醚是在常溫下加入到具有異氰酸酯基團的物質中，然后升溫至80-100°C，在此溫度下反應，反應過程中加入有機硅 ，繼續反應得到有機硅改性聚氨酯。其中，所述聚醚與具有異氰酸酯基團的物質反應的時間為2. 5-3. 5h，聚醚和具有異氰酸酯基團的物質加入的重量份分別為200-300份和80-100份。其中，所述有機硅是在反應進行O. 5-1. 5小時時加入，加入的重量份為10-15份。有機硅，即有機硅化合物，是指含有Si-O鍵、且至少有一個有機基團是直接與硅原子相連的化合物，習慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基團與硅原子相連接的化合物也當作有機硅化合物。本發明的反應中使用的有機硅為聚硅氧烷或硅烷偶聯劑，例如選自下組中的一種乙烯基三氯娃燒(vinyltrichlorosilane,A-150娃燒偶聯劑)、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151硅烷偶聯劑)、甲基丙烯酰氧基硅烷(硅烷偶聯劑KH-570)、乙烯基三甲氧基娃燒、乙稀基二( β _甲氧基乙氧基)娃燒、Y-氣丙基二甲氧基娃燒、Y-縮水甘油釀氧丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶聯劑ΚΗ-560)。其中，所述具有異氰酸酯基團的物質選自甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、多亞甲基多苯基異氰酸(ΡΑΡΙ)、正丁基異氰酸酯、叔丁基異氰酸酯、3-氯-4-甲基苯基異氰酸酯、對三氟甲基苯基異氰酸酯和間四甲基二甲苯二異氰酸酯中的一種。其中，所述有機硅改性聚氨酯與環氧樹脂反應的條件為70_90°C下反應
I.5~2. 5h。其中，所述有機硅改性聚氨酯與環氧樹脂的反應，是將5-10重量份的環氧樹脂加入到有機硅改性聚氨酯中進行反應。反應最后產物中的-NCO含量的控制是由整個反應控制的，聚醚、有機硅、環氧都會與-NCO這個基團反應。通過反應原料的配比，控制產物中-NCO含量8-12%。其中，所述環氧樹脂是雙酚A環氧樹脂。本發明提出的制備方法制得的有機硅聚氨酯膠粘劑。本發明的有益效果在于本發明提出的制備方法工藝簡單，易于操作。所得到的有機硅聚氨酯膠粘劑不僅粘結性能優異、柔韌性好、耐低溫、抗沖擊，而且可以耐80°C的環境溫度，可用于有機械振動、產生熱量的工業部件的粘結，如機床、在地震高發地區的建筑和公共設施、熱加工車間等。適用于廣泛的工業領域。
圖I為本發明制備有機硅聚氨酯膠粘劑的工藝流程圖。
具體實施例方式現以以下最佳實施例來說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。實施例中，所用TDI或MDI、IPDI購自日本聚氨酯工業株式會社，型號為TDI、MDI和IPDI，聚酯多元醇購自美國陶氏公司，型號為3050、3010、210、2070，環氧樹脂購自三木公司，型號為雙酚A環氧樹脂E-54。硅烷偶聯劑購自湖北武大有機硅新材料有限公司。實施例I :按照圖I的流程。聚酯多元醇(型號3010)在_0.09MPa、120°C下，脫水2h，得聚醚。將聚醚降溫至常溫。反應釜中加入90kg的TDI，然后加入250kg聚醚，開啟攪拌，升溫至90°C，反應lh，加入IOkg有機硅硅烷偶聯劑KH-570，在90°C溫度下反應2h，得有機硅改性聚氨酯；將7kg環氧樹脂加入到有機硅改性聚氨酯中，開啟攪拌，加熱至80-100°C，反應2h。冷卻得無色有機硅聚氨酯膠粘劑產品。按照標準HG/T 2409-1992進行產品中異氰酸 酯基一NCO含量的測定。產品中一NCO含量為10%。實施例2 聚酯多元醇(型號210)在-O. 08MPa、110°C下，脫水2. 5h，得聚醚。將聚醚降溫至常溫，為25°C ；反應釜中加入80kg的MDI，然后加入200kg的聚醚，開啟攪拌，升溫至80°C，反應
0.8h，加入15kg硅烷偶聯劑KH-560，在上述溫度下繼續反應I. 7h，得有機硅改性聚氨酯；將IOkg環氧樹脂加入到有機硅改性聚氨酯中，開啟攪拌，加熱至90°C，反應I. 5h。冷卻得淡黃色有機硅聚氨酯膠粘劑產品。產品中一NCO含量為8%。實施例3 聚酯多元醇(型號210)在-O. lMPa、130°C下，脫水I. 5h，得聚醚。將聚醚降溫至常溫，為26°C ；反應釜中加入85kg的IPDI，然后加入220kg聚醚，開啟攪拌，升溫至80°C，反應
1.5h，加入12kg有機硅硅烷偶聯劑KH-570，在上述溫度下反應2h，，得有機硅改性聚氨酯；將12kg環氧樹脂加入到有機硅改性聚氨酯中，加熱至70°C，反應2. 5h。冷卻得無色有機硅聚氨酯膠粘劑產品。產品中一NCO含量為12%。實驗例本發明實施例所得有機硅聚氨酯膠粘劑，使用時直接粘接。粘接力測試采用國標如下GB/T 6329 :膠黏劑對接接頭拉伸強度的測定方法，GB/T 7124 :膠黏劑拉伸剪切強度測定方法，GB/T 6328 :膠黏劑剪切沖擊強度試驗方法。測試結果見表I。表I實施例成品性能測試
權利要求
1.一種有機硅聚氨酯膠粘劑的制備方法，其特征在于，是將聚醚與具有異氰酸酯基團的物質和有機硅反應，得到有機硅改性聚氨酯，然后與環氧樹脂反應而得。
2.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述聚醚是由聚酯多元醇脫水I.5-2. 5h制得，所述聚酯多元醇為聚酯二元醇、或聚酯三元醇、或其混合物。
3.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述聚醚是由聚酯多元醇在真空度-O. 08 至-O. IMPa 下，110_130°C脫水制得。
4.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述聚醚是在常溫下加入到具有異氰酸酯基團的物質中，然后升溫至70-90°C進行反應，反應過程中加入有機硅，繼續反應得到有機硅改性聚氨酯。
5.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述聚醚與具有異氰酸酯基團的物質反應的時間為2. 5-3. 5h，聚醚和具有異氰酸酯基團的物質加入的重量份分別為200-300份和 80-100 份，
6.如權利要求1-5任一所述的制備方法，其特征在于，所述有機硅是在反應進行O.5-1. 5小時時加入,加入的重量份為10-15份,所述有機娃為聚娃氧燒或娃燒偶聯劑。
7.如權利要求1-5任一所述的制備方法，其特征在于，所述具有異氰酸酯基團的物質選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯、正丁基異氰酸酯、叔丁基異氰酸酯、3-氯-4-甲基苯基異氰酸酯、對三氟甲基苯基異氰酸酯和間四甲基二甲苯二異氰酸酯中的一種。
8.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于，所述有機硅改性聚氨酯與環氧樹脂反應的條件為80-100°C下反應I. 5-2. 5h。
9.如權利要求I或7所述的制備方法，其特征在于，所述有機硅改性聚氨酯與環氧樹脂的反應，是將5-10重量份的環氧樹脂加入到有機硅改性聚氨酯中進行反應；所述環氧樹脂是為雙酌· A環氧樹脂。
10.權利要求1-9任一所述的制備方法制得的有機硅聚氨酯膠粘劑。
全文摘要
本發明提供一種有機硅聚氨酯膠粘劑的制備方法，是將聚醚與具有異氰酸酯基團的物質反應，得到有機硅改性聚氨酯，然后與環氧樹脂反應。本發明提出的制備方法工藝簡單，易于操作。所得到的有機硅聚氨酯膠粘劑不僅粘結性能優異、柔韌性好、耐低溫、抗沖擊，而且可以耐80℃的環境溫度，可用于有機械振動、產生熱量的工業部件的粘結，如機床、在地震高發地區的建筑和公共設施、熱加工車間等。適用于廣泛的工業領域。
文檔編號C09J175/08GK102898611SQ20121033402
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者曹建強 申請人:蘇州市膠粘劑廠有限公司