一种双组份聚氨酯粘结剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及聚氨酯材料，具体涉及一种双组份聚氨酯粘结剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚氨酯粘结剂(pu)是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(-nhcoo-)或异氰酸酯基(-nco)的粘结剂，聚氨酯粘结剂不仅可以胶接聚氨酯海绵和聚氨酯橡胶，而且能胶接橡胶与织物、橡胶与金属、金属与金属、金属与陶瓷、木材与木材和橡胶与塑料等，具有优良的机械物理性能、耐化学腐蚀、耐低温、耐油污、耐磨等特性，因此被广泛应用于汽车、火车、高铁、建筑以及航天领域。

2、常用的聚氨酯粘结剂主要分为单组分聚氨酯粘结剂和双组份聚氨酯粘结剂。其中，双组分聚氨酯粘结剂具有性能可调节性强、粘结范围广、既可以常温固化又可以加热固化、适用范围更广泛而逐渐成为聚氨酯粘结剂中品种最多、产量最大的产品。

3、但是双组份聚氨酯粘结剂在高温下使用，粘结剂的固化时间短，无法留下充足的操作时间，而在低温下使用，固化时间又太长，影响了生产效率，并且在低温条件下和金属的粘结性能不佳。

4、另外，双组份聚氨酯粘结剂在粘结镀铝镁锌金属材料和镀达克罗金属材料时，要求粘结剂既要具有结构胶的粘结性能，又需要具备灌封胶的特性，并且要求粘结剂在户外使用时达到30年的使用寿命，然而现有的双组份聚氨酯粘结剂无法满足这些要求。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双组份聚氨酯粘结剂及其制备方法和应用，该双组份聚氨酯粘结剂在高温下使用时，固化时间延长，能够留下充足的操作时间，在低温下使用时，固化时间缩短，并且和金属的粘结性能好。

2、为此，本发明提供了以下技术方案，

3、第一方面，本发明在可选的实施方式中提供了一种双组份聚氨酯粘结剂，所述粘结剂的原料包括40-80份的组分a和100份的组分b，所述组分a包括如下质量份的原料：多亚甲基多苯基多异氰酸酯50-65份；二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯30-45份；和邻-(对-异氰酸苯基)异氰酸苯酯1-10份；所述组分b包括如下质量份的原料：聚醚多元醇30-35份；聚醚胺25-40；催化剂0.05-0.1份；和无机填料35-45份；其中，所述聚醚多元醇的官能度为2-3，分子量为500-3000。

4、在本发明中，组分a由多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯和邻-(对-异氰酸苯基)异氰酸苯酯组成，组分b由聚醚多元醇、聚醚胺、催化剂和填料组成，并且聚醚多元醇的官能度为2-3，分子量为500-3000。采用三种特定的异氰酸酯和特定的聚醚多元醇混合而成的双组份聚氨酯粘结剂，在高温下使用时，能够延长固化时间，从而留下充足的操作时间，在低温下使用时，能够缩短固化时间，并且和金属的粘结性好。同时，本发明的双组份聚氨酯粘结剂在粘结镀铝镁锌金属材料时，既具有结构胶的粘结性能，又具备灌封胶的特性，且在户外使用时能够达到30年的使用寿命。

5、进一步的，所述粘结剂的原料包括50-70份的组分a和100份的组分b，所述组分a包括55-60份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯、35-40份的二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯和3-8份的邻-(对-异氰酸苯基)异氰酸苯酯，所述组分b包括30-32份的聚醚多元醇、30-35份的聚醚胺、0.06-0.08份的催化剂和38-42份的无机填料。

6、更进一步的，所述粘结剂的原料为70份组分a和100份组分b，所述组分a包括55份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯、40份的二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯和5份的邻-(对-异氰酸苯基)异氰酸苯酯，所述组分b包括30份的聚醚多元醇、30份的聚醚胺、0.06份的二月桂酸二丁基锡和40份的亚纳米超细空心玻璃微。

7、优选的，所述聚醚胺的官能度为2-3，分子量为300-5000。

8、优选的，所述催化剂选自有机锡类催化剂、有机铋类催化剂或氨类催化剂中的一种或多种；和/或，所述填料选自碳酸钙或亚纳米超细空心微球中的一种或多种。所述有机锡类催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或多种；所述有机铋类催化剂选自异辛酸铋、新葵酸铋、二月桂酸铋或环烷酸铋中的一种或多种。

9、第二方面，本发明在可选的实施方式中提供了一种上述双组份聚氨酯粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

10、s1：按照质量份，将多亚甲基多苯基多异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯和邻-(对-异氰酸苯基)异氰酸苯酯混合、搅拌后，得到组分a；

11、s2：按照质量份，将聚醚多元醇、聚醚胺、催化剂和填料混合、搅拌后，得到组分b；

12、s3：将所述组分a和组分b混合均匀后，得到聚氨酯粘结剂。

13、优选的，在步骤s1中，所述搅拌的时间为1.5-2.5小时，温度为70-80℃；和/或，在所述混合、搅拌过程中，体系的真空度为0.005-0.015mpa。在步骤s2中，所述搅拌的时间为1.5-2.5小时，温度为115-125℃；和/或，在所述混合、搅拌过程中，体系的真空度为0.005-0.015mpa。

14、第三方面，本发明在可选的实施方式中还提供了一种上述双组份聚氨酯粘结剂在镀铝镁锌金属材料的灌封与粘接中的应用。

15、在本发明中，高温是指25℃，低温是指-5℃。

16、本发明和现有技术相比，具有如下有益效果之一：

17、1.本发明提供的聚氨酯粘结剂，在高温下使用时，可以延长固化时间，从而留下充足的操作时间，在低温下使用时，可以缩短固化时间，并且和金属的粘结性能好。

18、2.本发明提供的聚氨酯粘结剂，同时具备结构粘结用胶和灌封用胶的特性，可以应用在镀铝镁锌金属材料的灌封和粘结中，并且在户外使用时能够达到30年的使用寿命。

19、3.在-5℃的环境下，25×30×30mm尺寸的胶块初固时间(硬度＞30hd)为38分钟以下，可操作时间为260秒以下，流平性能良好，无裂纹，具有良好的施工操作性，优异的耐老化性能。

20、4.在25℃的环境下，25×30×30mm尺寸的胶块初固时间(硬度＞30hd)为22分钟以下，可操作时间为120秒以上，流平性能良好，无裂纹，具有良好的施工操作性，优异的耐老化性能。

技术特征：

1.一种双组份聚氨酯粘结剂，其特征在于，所述粘结剂的原料包括40-80份的组分a和100份的组分b，

2.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯粘结剂，其特征在于，所述粘结剂的原料包括50-70份的组分a和100份的组分b，所述组分a包括55-60份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯、35-40份的二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯和3-8份的邻-(对-异氰酸苯基)异氰酸苯酯，所述组分b包括30-32份的聚醚多元醇、30-35份的聚醚胺、0.06-0.08份的催化剂和38-42份的无机填料。

3.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯粘结剂，其特征在于，所述粘结剂的原料为70份组分a和100份组分b，所述组分a包括55份的多亚甲基多苯基多异氰酸酯、40份的二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯和5份的邻-(对-异氰酸苯基)异氰酸苯酯，所述组分b包括30份的聚醚多元醇、30份的聚醚胺、0.06份的二月桂酸二丁基锡和40份的亚纳米超细空心玻璃微。

4.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯粘结剂，其特征在于，所述聚醚胺的官能度为2-3，分子量为300-5000。

5.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯粘结剂，其特征在于，所述催化剂选自有机锡类催化剂、有机铋类催化剂或氨类催化剂中的一种或多种；和/或

6.根据权利要求5所述的双组份聚氨酯粘结剂，其特征在于，所述有机锡类催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、辛酸亚锡中的一种或多种；和/或

7.一种权利要求1-6任一项所述双组份聚氨酯粘结剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的双组份聚氨酯粘结剂的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述搅拌的时间为1.5-2.5小时，温度为70-80℃；和/或

9.根据权利要求7或8所述的双组份聚氨酯粘结剂的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述搅拌的时间为1.5-2.5小时，温度为115-125℃；和/或

10.一种权利要求1-6任一项所述双组份聚氨酯粘结剂在镀铝镁锌金属材料和镀达克罗金属材料的灌封与粘接中的应用。

技术总结本发明涉及聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种双组份聚氨酯粘结剂及其制备方法和应用。本发明提供的双组份聚氨酯粘结剂，原料包括40‑80份的组分A和100份的组分B，组分A包括如下质量份的原料：多亚甲基多苯基多异氰酸酯50‑65份；二苯基甲烷‑4,4’‑二异氰酸酯30‑45份；邻‑(对‑异氰酸苯基)异氰酸苯酯1‑10份；组分B包括如下质量份的原料：聚醚多元醇20‑35份；聚醚胺25‑40份；催化剂0.05‑0.1份；无机填料35‑45份；聚醚多元醇的官能度为2‑3，分子量为500‑3000。该聚氨酯粘结剂，在高温下使用时，可以延长固化时间，在低温下使用时，可以缩短固化时间，并且和金属的粘结性能好。技术研发人员：韩缚龙,廉磊,刘天野受保护的技术使用者：恒基能脉新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15