本發明涉及一種PUR膠及其生產工藝，具體涉及一種基材與木紋裝飾層粘合用PUR膠及其生產工藝；屬于裝飾建材用材料技術領域。
背景技術：
聚氨酯膠(PUR膠)是分子鏈中含有氨酯基和異氰酸酯基的膠水，由于含有強極性的異氰酸酯和氨基甲酸酯基，具有很高的反應性，能夠室溫固化，因而對金屬、橡膠、玻璃、陶瓷、塑料、木材、織物、皮革等多種材料都有優良的膠粘性能，在建筑、紡織、家裝等眾多領域具有廣泛的應用。
聚氨酯的主鏈柔性很好，最大特點是耐受沖擊震動和彎曲疲勞，剝離強度很高，特別是耐低溫性能極其優異，在現有的膠水中獨占鰲頭，且聚氨酯膠水工藝簡便，室溫和加熱均能固化，不同材料膠粘時熱應力影響小，方便在各個領域予以應用。
但是，聚氨酯膠的耐水性和耐熱性較差，在粘接基材(木材)與木紋裝飾層時，由于木材中本身含水量較高，聚氨酯膠遇潮易起泡，因而需在基材上事先粘接一層撲爾馬層，才能保證后續聚氨酯膠的使用壽命，鑒于此，聚氨酯膠的耐水、耐熱性能還有待改進。
技術實現要素：
為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種耐水、耐極限溫度的適用于基材與木材裝飾層粘合的PUR膠及其生產工藝。
為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：
基材與木紋裝飾層粘合用PUR膠，包括如下重量份的各組分：水性聚氨酯乳液20-40份、羥基硅油5-8份、納米填料3-10份、硼酸鋅8-15份、催化劑1-3份、偶聯劑2-4份、增粘劑2-5份、防老劑0.5-1.5份、表面活性劑0.5-2份及冰醋酸0.1-3份。
優選地，前述納米填料選自納米二氧化鈦、納米氫氧化鎂、納米二氧化硅、納米氧化鋅、納米二氧化鋯中的一種或幾種。
更優選地，前述納米填料均為球形填料，平均粒徑為50-200nm。
再優選地，前述催化劑為2，2’-二嗎啉乙基醚、三亞乙基二胺及二甲基環己胺中的一種或多種。
進一步優選地，前述防老劑為防老劑MB。
更進一步優選地，前述偶聯劑為硅烷偶聯劑。
再進一步優選地，前述表面活性劑是陰離子型表面活性劑，選自硬酯酸或者十二烷基苯磺酸鈉中的一種。
此外，本發明還公開了如前所述的基材與木紋裝飾層粘合用PUR膠的生產工藝，包括如下步驟：
S1、按重量份計，將水性聚氨酯乳液20-40份、催化劑1-3份、偶聯劑2-4份、增粘劑2-5份、防老劑0.5-1.5份及表面活性劑0.5-2份加入反應釜中，升溫攪拌均勻，得到混合物A；
S2、按重量份計，將羥基硅油5-8份、納米填料3-10份及硼酸鋅8-15份研磨混合均勻后投入混合物A中，攪拌均勻得到混合物B；
S3、在混合物B中加入冰醋酸，調節混合物的pH值為6-6.5，即得產物。
優選地，前述步驟S1中，反應釜中溫度為35-45℃，攪拌轉速為600-800rpm，攪拌時間為2-3h。
更優選地，前述步驟S2中，攪拌轉速為20-50rpm，攪拌時間為15-30min，能夠避免長時間、高速度的攪拌導致納米填料發生團聚現象。
本發明的有益之處在于：本發明的PUR膠適用于粘合基材與木紋裝飾層，具有良好的防水性能，遇潮不起泡，粘接性能也不受影響；而且，本發明制備的PUR膠具有極好的耐極限溫度性能，在-70℃～150℃的溫度范圍內均具有良好的物理性能。
具體實施方式
以下結合具體實施例對本發明作具體的介紹。
本實施例中無特殊說明，所用原料均為市購。
實施例1
本實施例的基材與木紋裝飾層粘合用PUR膠，包括如下重量份的各組分：水性聚氨酯乳液20份、羥基硅油5份、納米填料3份、硼酸鋅8份、催化劑1份、偶聯劑2份、增粘劑2份、防老劑0.5份、表面活性劑0.5份及冰醋酸0.5份。
其中，納米填料為球形填料，平均粒徑為50-200nm，為納米二氧化鈦、納米氫氧化鎂、納米二氧化硅的混合物；催化劑為2，2’-二嗎啉乙基醚與三亞乙基二胺的混合物；防老劑為防老劑MB；偶聯劑為硅烷偶聯劑；表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉。
該PUR膠的生產工藝包括如下步驟：
S1、按重量份計，將水性聚氨酯乳液、催化劑、偶聯劑、增粘劑、防老劑及表面活性劑加入反應釜中，升溫攪拌均勻，得到混合物A；
S2、按重量份計，將羥基硅油、納米填料及硼酸鋅研磨混合均勻后投入混合物A中，攪拌均勻得到混合物B；
S3、在混合物B中加入冰醋酸，調節混合物的pH值為6-6.5，即得產物。
在步驟S1中，反應釜中溫度為35-45℃，攪拌轉速為600-800rpm，攪拌時間為2-3h；步驟S2中，攪拌轉速為20-50rpm，攪拌時間為15-30min，能夠避免長時間、高速度的攪拌導致納米填料發生團聚現象。
實施例2
本實施例的基材與木紋裝飾層粘合用PUR膠，與實施例1的區別主要在于各組分的選擇和重量份，具體如下：水性聚氨酯乳液30份、羥基硅油6份、納米填料6份、硼酸鋅12份、催化劑2份、偶聯劑3份、增粘劑3份、防老劑1份、表面活性劑1份及冰醋酸2份。
其中，納米填料為球形填料，平均粒徑為50-200nm，為納米二氧化鈦、納米氧化鋅和納米二氧化鋯的混合物；催化劑為三亞乙基二胺及二甲基環己胺的混合物；防老劑為防老劑MB；偶聯劑為硅烷偶聯劑；表面活性劑是硬酯酸。
該PUR膠的生產工藝包括如下步驟：
S1、按重量份計，將水性聚氨酯乳液、催化劑、偶聯劑、增粘劑、防老劑及表面活性劑加入反應釜中，升溫攪拌均勻，得到混合物A；
S2、按重量份計，將羥基硅油、納米填料及硼酸鋅研磨混合均勻后投入混合物A中，攪拌均勻得到混合物B；
S3、在混合物B中加入冰醋酸，調節混合物的pH值為6-6.5，即得產物。
在步驟S1中，反應釜中溫度為35-45℃，攪拌轉速為600-800rpm，攪拌時間為2-3h；步驟S2中，攪拌轉速為20-50rpm，攪拌時間為15-30min，能夠避免長時間、高速度的攪拌導致納米填料發生團聚現象。
實施例3
本實施例的基材與木紋裝飾層粘合用PUR膠，與實施例1的區別主要在于各組分的選擇和重量份，具體如下：水性聚氨酯乳液40份、羥基硅油8份、納米填料10份、硼酸鋅15份、催化劑3份、偶聯劑4份、增粘劑5份、防老劑1.5份、表面活性劑2份及冰醋酸3份。
其中，納米填料為球形填料，平均粒徑為50-200nm，為納米氫氧化鎂和納米氧化鋅的混合物；催化劑為二甲基環己胺中；防老劑為防老劑MB；偶聯劑為硅烷偶聯劑；表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉。
該PUR膠的生產工藝包括如下步驟：
S1、按重量份計，將水性聚氨酯乳液、催化劑、偶聯劑、增粘劑、防老劑及表面活性劑加入反應釜中，升溫攪拌均勻，得到混合物A；
S2、按重量份計，將羥基硅油、納米填料及硼酸鋅研磨混合均勻后投入混合物A中，攪拌均勻得到混合物B；
S3、在混合物B中加入冰醋酸，調節混合物的pH值為6-6.5，即得產物。
在步驟S1中，反應釜中溫度為35-45℃，攪拌轉速為600-800rpm，攪拌時間為2-3h；步驟S2中，攪拌轉速為20-50rpm，攪拌時間為15-30min，能夠避免長時間、高速度的攪拌導致納米填料發生團聚現象。
對比例1
本對比例與實施例2的區別在于：不包含納米填料，具體如下：水性聚氨酯乳液30份、羥基硅油6份、硼酸鋅12份、催化劑2份、偶聯劑3份、增粘劑3份、防老劑1份、表面活性劑1份及冰醋酸2份。
其中，催化劑為三亞乙基二胺及二甲基環己胺的混合物；防老劑為防老劑MB；偶聯劑為硅烷偶聯劑；表面活性劑是硬酯酸。
該PUR膠的生產工藝包括如下步驟：
S1、按重量份計，將水性聚氨酯乳液、催化劑、偶聯劑、增粘劑、防老劑及表面活性劑加入反應釜中，升溫攪拌均勻，得到混合物A；
S2、在混合物A中加入冰醋酸，調節混合物的pH值為6-6.5，即得產物。
在步驟S1中，反應釜中溫度為35-45℃，攪拌轉速為600-800rpm，攪拌時間為2-3h。
對比例2
本對比例與實施例2的區別在于：不包含羥基硅油和催化劑，具體如下：水性聚氨酯乳液30份、納米填料6份、硼酸鋅12份、偶聯劑3份、增粘劑3份、防老劑1份、表面活性劑1份及冰醋酸2份。
其中，納米填料為球形填料，平均粒徑為50-200nm，為納米二氧化鈦、納米氧化鋅和納米二氧化鋯的混合物；偶聯劑為硅烷偶聯劑；表面活性劑是硬酯酸。
該PUR膠的生產工藝包括如下步驟：
S1、按重量份計，將水性聚氨酯乳液、偶聯劑、增粘劑、防老劑及表面活性劑加入反應釜中，升溫攪拌均勻，得到混合物A；
S2、按重量份計，將納米填料及硼酸鋅研磨混合均勻后投入混合物A中，攪拌均勻得到混合物B；
S3、在混合物B中加入冰醋酸，調節混合物的pH值為6-6.5，即得產物。
在步驟S1中，反應釜中溫度為35-45℃，攪拌轉速為600-800rpm，攪拌時間為2-3h；步驟S2中，攪拌轉速為20-50rpm，攪拌時間為15-30min，能夠避免長時間、高速度的攪拌導致納米填料發生團聚現象。
對比例3
本對比例與實施例2的區別在于：不包含步驟S3，具體如下：水性聚氨酯乳液30份、羥基硅油6份、納米填料6份、硼酸鋅12份、催化劑2份、偶聯劑3份、增粘劑3份、防老劑1份及表面活性劑1份。
其中，納米填料為球形填料，平均粒徑為50-200nm，為納米二氧化鈦、納米氧化鋅和納米二氧化鋯的混合物；催化劑為三亞乙基二胺及二甲基環己胺的混合物；防老劑為防老劑MB；偶聯劑為硅烷偶聯劑；表面活性劑是硬酯酸。
該PUR膠的生產工藝包括如下步驟：
S1、按重量份計，將水性聚氨酯乳液、催化劑、偶聯劑、增粘劑、防老劑及表面活性劑加入反應釜中，升溫攪拌均勻，得到混合物A；
S2、按重量份計，將羥基硅油、納米填料及硼酸鋅研磨混合均勻后投入混合物A中，攪拌均勻得到混合物B，即得產物。
在步驟S1中，反應釜中溫度為35-45℃，攪拌轉速為600-800rpm，攪拌時間為2-3h；步驟S2中，攪拌轉速為20-50rpm，攪拌時間為15-30min，能夠避免長時間、高速度的攪拌導致納米填料發生團聚現象。
性能檢測
將實施例1-3和對比例1-3制得的涂料應用于基材與木紋裝飾層的粘合，對性能進行檢測，結果如下：
表1實施例1-3及對比例1-2的性能檢測結果對比
由表1可見，在本發明中，通過納米填料、羥基硅油、催化劑及冰醋酸調節pH這幾個條件之間發揮協同作用，得到的PUR膠適用于粘合基材與木紋裝飾層，具有良好的防水性能，遇潮不起泡；而且，該PUR膠具有極好的耐極限溫度性能，在-70℃～150℃的溫度范圍內均具有良好的粘接性能。
在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本發明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護范圍內。