一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂及其应用的制作方法

本发明涉及胶黏剂，具体涉及一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂及其应用。

背景技术：

1、随着全民运动的不断普及，室外运动场地的建设也越来越多，为了提高运动场地的安全性和舒适度，大量运动场地采用铺设地垫的方式来达到上述效果，在众多地垫材质中，epdm橡胶地垫具有优异的吸震性能和弹性，而且符合环保标准，因此常被用作室外运动场地的地垫。一般来说，epdm橡胶地垫的制作过程中，需要使用胶黏剂对橡胶颗粒进行粘结，由于聚氨酯胶黏剂粘结力强，耐寒性好且耐化学性能优异，因此可作为橡胶地垫的胶黏剂，由于室外运动场地长期于环境中暴露，这就需要聚氨酯胶黏剂能够在日晒、雨淋的苛刻环境中保持良好的性能，否则会对橡胶地垫的效果产生负面影响，但是研究发现，聚氨酯胶黏剂的抗紫外效果较差，在阳光长期照射下不仅会发生黄变，影响美观，还会造成胶黏剂的粘结力下降，此外，聚氨酯胶黏剂在雨水的长期侵蚀下，也会导致粘结力大幅下降，因此，需要对聚氨酯胶黏剂进行改进。

2、发明专利公开号cn102732204b公开了一种耐黄变聚氨酯复合胶，通过添加抗紫外线光稳定剂，使制备的聚氨酯复合胶具有优异的耐黄变性能，但是目前所使用的抗紫外线光稳定剂大多为小分子类型，随着使用时间的延长，会逐渐挥发迁移，不具备持久性，因而在实际应用中仍存在缺陷。

3、基于此，本发明提供了一种聚氨酯胶黏剂，具有良好的抗黄变、防水等效果，可在户外长期保持较高的性能，因此能够直接应用于epdm橡胶地垫的制作中。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂及其应用，解决了聚氨酯胶黏剂抗紫外黄变性能较差，且防水性能不佳的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂，按重量份数计，包括以下组分：聚多元醇50-55份、耐黄变稳定剂1-2份、二异氰酸酯35-45份、催化剂0.1-0.5份、改性氟橡胶2-4.5份、消泡剂1-2份、扩链剂5-15份；

4、所述耐黄变稳定剂为结构中含有紫外吸收剂的聚碳酸酯衍生物。

5、更进一步地，所述聚多元醇为聚醚二元醇或者聚四氢呋喃醚二醇；所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或者环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的任一种或一种以上；所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或者二醋酸二丁基锡中的任一种；所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚；所述扩链剂为乙二醇、1,3-丙二醇或者1,4-丁二醇中的任一种或两种。

6、更进一步地，所述耐黄变稳定剂采用以下方法制备：

7、步骤a、将聚碳酸酯二元醇和四氢呋喃混合，充分溶解后，通入氮气进行保护，再加入l-半胱氨酸，混匀，再次加入复配催化剂，加毕，开启搅拌，室温处理6-12h后出料，即可形成物料①；

8、在上述技术方案中，聚碳酸酯二元醇分子链末端的二元醇结构能够与l-半胱氨酸结构中的活性羧基取代基在复配催化剂的作用下发生酯化缩合，形成以酯键连接的半胱氨酸改性聚碳酸酯衍生物，即物料①；

9、步骤b、将物料①和氯仿混合，机械搅拌至形成均匀溶液，通入氮气除氧，再将紫外吸收剂和安息香双甲醚加入至溶液中，加毕，使用波长为365nm的紫外灯照射反应体系，30-60min后分离出产物，即可形成耐黄变稳定剂。

10、在光引发剂安息香双甲醚和紫外光照射条件下，物料①结构末端的巯基取代基可以与紫外吸收剂结构中的不饱和烯基取代基发生高效的点击化反应，从而将紫外吸收剂接枝在聚碳酸酯结构末端，制得耐黄变稳定剂。

11、更进一步地，步骤a中，所述聚碳酸酯二元醇的数均分子量为2000。

12、更进一步地，步骤a中，所述复配催化剂为二环己基碳二亚胺和二甲氨基吡啶的复配混合物，二者的质量比为1:0.3-0.4。

13、更进一步地，步骤b中，所述紫外吸收剂为2-丙烯酸2-(4-苯甲酰-3-羟基苯氧基)乙基酯或者2-[3-(2h-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯。

14、更进一步地，所述改性氟橡胶采用以下方法制备：

15、向充满氮气的反应器中加入端羧基液体氟橡胶和1,4-二氧六环溶剂，并开启搅拌，待混合均匀后，再将叔丁基二甲基甲硅烷基(r)-(–)-缩水甘油醚加入至反应器中，升高温度，使反应器温度维持在70-80℃，再向反应器中加入四丁基溴化铵，加完后，恒温处理4-6h，停止加热，撤去氮气，降温出料，即可制得改性氟橡胶。

16、在上述技术方案中，以四丁基溴化铵为催化剂，可催化端羧基液体氟橡胶结构中的不饱和烯基与叔丁基二甲基甲硅烷基(r)-(–)-缩水甘油醚结构中的环氧基团发生开环酯化，从而在氟橡胶分子链中引入活性羟基和疏水性的叔丁基结构，制得改性氟橡胶。

17、更进一步地，所述端羧基液体氟橡胶的数均分子量为3000。

18、更进一步地，所述聚氨酯胶黏剂采用以下方法制备：

19、步骤一、将聚多元醇于100-110℃的温度条件下真空脱水后，控制温度为70-80℃，在搅拌条件下，与耐黄变稳定剂混合，搅拌均匀后，再加入二异氰酸酯，加毕，搅拌30-60min，形成预聚体；

20、步骤二、将改性氟橡胶和扩链剂加入至预聚体中，加毕，在不断搅拌条件下缓慢加入催化剂，持续搅拌2-4h后，降温出料，即可形成胶黏剂前体；

21、步骤三、向胶黏剂前体中加入消泡剂，搅拌20-40min后，即可形成聚氨酯胶黏剂。

22、在上述技术方案中，以聚多元醇为软段，二异氰酸酯为硬段，由于耐黄变稳定剂分子链末端含有半胱氨酸结构中未反应的胺基取代基，改性氟橡胶结构末端含有因开环反应产生的活性羟基取代基，这些活性取代基均可以与二异氰酸酯结构中的异氰酸酯基团发生相互作用，因此可以在催化剂作用下参与聚氨酯的合成反应，从而在聚氨酯分子链中同时引入大量耐黄变稳定剂链段和改性氟橡胶链段，制得聚氨酯胶黏剂。

23、一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂的应用，将上述聚氨酯胶黏剂应用于epdm橡胶地垫的制作领域中。

24、本发明的有益效果：

25、1)本发明通过在聚氨酯胶黏剂分子链中引入耐黄变稳定剂，由于耐黄变稳定剂结构中含有紫外吸收剂，因此能够以化学键的方式，将紫外吸收剂固载在聚氨酯胶黏剂中，从而增强聚氨酯胶黏剂的抗紫外黄变性能，同时，耐黄变稳定剂结构中还含有聚碳酸酯结构，可以对聚氨酯胶黏剂的耐热性进行增强，防止在室外高温条件下聚氨酯胶黏剂发生高温分解，进而失去粘性的问题。

26、2)本发明通过在聚氨酯胶黏剂分子链中引入改性氟橡胶链段，由于改性氟橡胶链段中同时含有氟元素和叔丁基结构，能够表现出超低的表面能，进而促使聚氨酯胶黏剂表面形成强疏水性的阻隔层，进而能够有效防止雨水渗入，导致胶黏剂粘结力下降的问题。

27、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：聚多元醇50-55份、耐黄变稳定剂1-2份、二异氰酸酯35-45份、催化剂0.1-0.5份、改性氟橡胶2-4.5份、消泡剂1-2份、扩链剂5-15份；

2.根据权利要求1所述的一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述聚多元醇为聚醚二元醇或者聚四氢呋喃醚二醇；所述二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或者环己烷二亚甲基二异氰酸酯中的任一种或一种以上；所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或者二醋酸二丁基锡中的任一种；所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚；所述扩链剂为乙二醇、1,3-丙二醇或者1,4-丁二醇中的任一种或两种。

3.根据权利要求1所述的一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述耐黄变稳定剂采用以下方法制备：

4.根据权利要求3所述的一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂，其特征在于，步骤a中，所述聚碳酸酯二元醇的数均分子量为2000。

5.根据权利要求3所述的一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂，其特征在于，步骤a中，所述复配催化剂为二环己基碳二亚胺和二甲氨基吡啶的复配混合物，二者的质量比为1:0.3-0.4。

6.根据权利要求3所述的一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂，其特征在于，步骤b中，所述紫外吸收剂为2-丙烯酸2-(4-苯甲酰-3-羟基苯氧基)乙基酯或者2-[3-(2h-苯并三唑-2-基)-4-羟基苯基]乙基2-甲基丙烯酸酯。

7.根据权利要求1所述的一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述改性氟橡胶采用以下方法制备：

8.根据权利要求7所述的一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述端羧基液体氟橡胶的数均分子量为3000。

9.根据权利要求1所述的一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂，其特征在于，所述聚氨酯胶黏剂采用以下方法制备：

10.一种如权利要求1所述的可抗黄变的聚氨酯胶黏剂的应用，其特征在于，将所述聚氨酯胶黏剂应用于epdm橡胶地垫的制作领域中。

技术总结本发明涉及胶黏剂技术领域，公开了一种可抗黄变的聚氨酯胶黏剂及其应用，该聚氨酯胶黏剂是以聚多元醇为软段，二异氰酸酯为硬段，通过添加耐黄变稳定剂和改性氟橡胶，并参与聚氨酯胶黏剂的合成过程，因此能够以化学键的方式，使制得的聚氨酯胶黏剂结构中含有能够吸收紫外线能量的紫外吸收剂和具有极低表面能的改性氟橡胶链段，不仅能够利用紫外吸收剂的紫外吸收效果，增强聚氨酯胶黏剂的抗紫外黄变性能，同时，还能利用聚碳酸酯结构，对聚氨酯胶黏剂的耐热性进行增强，改性氟橡胶链段的存在能够使促使聚氨酯胶黏剂表面形成强疏水性的阻隔层，有效防止雨水渗入，提高胶黏剂的耐水性。技术研发人员：许玉娥,刘鹏飞,罗才伟,关义敬,陈山邮受保护的技术使用者：广州市奥悦盛体育产业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11