一种水性聚氨酯胶黏剂及其加工方法与流程

本发明涉及胶黏剂，具体涉及一种水性聚氨酯胶黏剂及其加工方法。

背景技术：

1、水性聚氨酯(wpu)凭借其绿色环保的性能逐渐受到各行各业的青睐,在各个领域被广泛使用。与溶剂型聚氨酯胶黏剂相比,wpu胶黏剂具有成本低廉、清洁环保的特性。wpu胶黏剂通过原料配比的变化,可以调节胶层的硬度,满足多种材料复合包装的要求,而且wpu胶黏剂形成的胶膜无毒无味,在食品复合包装领域应用广泛。但wpu耐水性、力学性能差,已经无法满足愈来愈广泛的应用需求。因此,亟需研制出一种耐水高强度的水性聚氨酯胶黏剂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水性聚氨酯胶黏剂及其加工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种水性聚氨酯胶黏剂的加工方法，所述水性聚氨酯胶黏剂的加工方法如下：

4、(1)按重量份数计，取20-30份聚四氢呋喃醚二醇，10-20份亚麻油多元醇，10-15份甲苯二异氰酸酯，20-30份1,4丁二醇，20-30份丙酮，3-5份二羟甲基丙酸，0.2-0.3份催化剂，3-5份咪唑，50-60份去离子水；

5、(2)将真空脱水后的聚四氢呋喃醚二醇和亚麻油多元醇加入到反应釜中，接着加入甲苯二异氰酸酯，于氮气氛围，温度为80-90℃，转速为800-1000r/min条件下，搅拌反应3-5h，接着降温至40-48℃，随后加入1,4丁二醇、丙酮和2,2二羟甲基丙酸，于温度为68-75℃，转速为600-800r/min条件下，搅拌反应1-2h，接着降温至60-70℃，再加入催化剂，于温度为60-70℃，转速为600-800r/min条件下，搅拌反应3-4h后，降温至40-50℃加入咪唑，于温度为60-65℃，转速为600-800r/min条件下，搅拌反应0.5-1h后，降温至45-55℃后，加入三乙胺至体系ph至7.3-7.9，接着加去离子水乳化，得预处理水性聚氨酯乳液；

6、(3)将大豆蛋白分散液与预处理水性聚氨酯乳液按照质量比1:20-1:30混合，再加入大豆蛋白分散液质量0.01-0.03倍的改性增稠剂，随后滴加大豆蛋白分散液质量0.02-0.03倍的正硅酸乙酯，于温度为16-20℃，转速为400-600r/min条件下，搅拌混合2-3h，得水性聚氨酯胶黏剂。

7、作为优选，步骤(1)所述催化剂是由辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡按照质量比1:1制备而成。

8、作为优选，步骤(3)所述大豆蛋白分散液的制备方法为：将大豆分离蛋白与去离子水按照质量比1:10-1:20混合，接着加入氢氧化钠溶液至ph至9.0-9.2，得大豆蛋白分散液。

9、作为优选，步骤(3)所述改性增稠剂的制备方法如下：

10、将木薯粉与无水乙醇按照质量比1:20-1:30混合，浸泡12-16h后，抽滤，得滤渣，随后将滤渣用木薯粉质量80-100倍的去离子水，于温度为80-85℃条件下，重复提取三次，接着加入去离子水体积0.2-0.3倍的sevage试剂摇匀并离心，上清液加入去离子水体积3倍的的无水乙醇醇沉，密封静置12h后过滤并重复冲洗沉淀三次，沉淀经50℃真空干燥得到木薯多糖，重量份数计，取10-20份木薯多糖，40-50份甲酰胺，5-8份乙酸酐，2-3份吡啶，将木薯多糖与甲酰胺置于反应器中，于转速为600-800r/min条件下，搅拌充分溶解，接着加入乙酸酐和吡啶，于转速为600-800r/min，温度为20-30℃条件下，搅拌反应30-50min，随后加入甲酰胺体积2-3倍的无水乙醇沉淀后，真空干燥，得改性增稠剂。

11、作为优选，步骤(1)所述亚麻油多元醇的制备方法为：

12、将盐酸和丙酮按照质量比1:10-1:20放入反应釜中，接着将盐酸质量2-3倍的环氧亚麻油滴加到反应釜中并于温度为40-50℃，转速为600-800r/min下搅拌反应2-3h后，蒸发去除丙酮后倒入分液漏斗并加入盐酸质量3-5倍乙酸乙酯-水混合液得到分离的两层，有机相用过量的水洗涤直至ph＝8并用无水硫酸镁干燥过滤，过滤并蒸发溶剂后得到亚麻油多元醇。

13、作为优选，所述乙酸乙酯-水混合液是由乙酸乙酯和水体积比3∶1混合制备而成。

14、综上所述，由于采用了上述技术，本发明的有益效果是：

15、(1)本发明中，首先，通过亚麻油多元醇的加入，多官能度亚麻油多元醇的引入使水性聚氨酯胶黏剂产生了交联结构，交联可以使体系具有致密的网络，水很难进入到其中，从其耐水性能提升，同时亚麻油多元醇分子链具有较多的疏水链段，引入水性聚氨酯主链中使其分子链疏水性增强，耐水性能提升，其次，亚麻油多元醇的加入使水性聚氨酯的交联密度增大，分子链间的相互作用增大使胶膜的应力增大，同时亚麻油多元醇分子结构中的长非极性疏水链段可赋予水性聚氨酯更好的韧性；

16、(2)在碱性条件使大豆蛋白变性并有助于蛋白在水中分散，使得预处理水性聚氨酯乳液和豆蛋白分散液的混合溶液具有更好的界面接触,从而两相之间的相容性良好，从而在胶黏剂固化过程中形成牢固的交联网络，从而进一步提升产品的力学性能；

17、(3)本发明通过加入改性增稠剂增大胶黏剂的黏度，加快干燥固化速度，即利用乙酰化改性使得乙酰基部分取代多糖分子中的羟基，改变多糖的空间构型，可以提升多糖水溶性，乙酰基的空间位阻和削弱氢键作用力的作用可以提升木薯多糖的溶胶稳定性，改性木薯多糖可作为增稠剂提升水性聚氨酯胶黏剂的黏度，从而进一步提升体系的力学性能，其次，通过加入正硅酸乙酯，引入纳米二氧化硅，纳米二氧化硅能够随着胶黏剂深入木材中，同时，纳米二氧化硅能够与大分子聚氨酯长链结合，能够增大聚氨酯大分子的纠结缠绕，从而进一步提升产品的力学性能。

技术特征：

1.一种水性聚氨酯胶黏剂的加工方法，其特征在于，所述水性聚氨酯胶黏剂的加工方法如下：

2.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯胶黏剂的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述催化剂是由辛酸亚锡和二月桂酸二丁基锡按照质量比1:1制备而成。

3.根据权利要求2所述的一种水性聚氨酯胶黏剂的加工方法，其特征在于，步骤(3)所述大豆蛋白分散液的制备方法为：将大豆分离蛋白与去离子水按照质量比1:10-1:20混合，接着加入氢氧化钠溶液至ph至9.0-9.2，得大豆蛋白分散液。

4.根据权利要求3所述的一种水性聚氨酯胶黏剂的加工方法，其特征在于，步骤(3)所述改性增稠剂的制备方法如下：

5.根据权利要求1所述的一种水性聚氨酯胶黏剂的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述亚麻油多元醇的制备方法为：

6.根据权利要求5所述的一种水性聚氨酯胶黏剂的加工方法，其特征在于，所述乙酸乙酯-水混合液是由乙酸乙酯和水体积比3∶1混合制备而成。

技术总结本发明公开了一种水性聚氨酯胶黏剂及其加工方法，涉及胶黏剂技术领域。本发明将真空脱水后的聚四氢呋喃醚二醇和亚麻油多元醇加入到反应釜中，接着加入甲苯二异氰酸酯，搅拌反应，接着降温，随后加入1,4丁二醇、丙酮和2,2二羟甲基丙酸，搅拌反应，接着降温，再加入催化剂，搅拌反应后，降温加入咪唑，搅拌反应后，降温，加入三乙胺调节体系pH，接着加去离子水乳化，得预处理水性聚氨酯乳液，将大豆蛋白分散液与预处理水性聚氨酯乳液混合，再加入改性增稠剂，随后滴加正硅酸乙酯，搅拌混合，得水性聚氨酯胶黏剂。本发明制备的水性聚氨酯胶黏剂具有优异的力学性能和耐水性能。技术研发人员：朱佩,任亚明受保护的技术使用者：南京伊戈高分子复合新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2