一种高强度聚氨酯蜂窝胶及其制备方法与流程

本发明涉及胶粘剂领域，尤其是涉及一种高强度聚氨酯蜂窝胶及其制备方法。

背景技术：

1、聚氨酯蜂窝胶具有优良的物理机械性能和耐化学性能，同时又有类似橡胶的韧性、耐冲击性能好的特点，广泛应用于建筑、汽车、轮船、保温材料等行业。

2、其中，采用聚氨酯蜂窝胶来粘接铝蜂窝板与pvc塑料板时，存在以下难点：第一方面，pvc塑料板表面光滑，粗糙度小，pvc塑料板与聚氨酯蜂窝胶之间的粘接牢度差。第二方面，聚氨酯蜂窝胶的熔点通常在100℃以上，即聚氨酯蜂窝胶的施胶温度要在100℃以上，然而pvc塑料板耐热性不好，在100℃以上的环境中与铝蜂窝板进行复合时pvc塑料板容易发生变色。

技术实现思路

1、为了改善聚氨酯蜂窝胶对铝蜂窝板与pvc塑料板之间的粘接性能差的问题，同时预防pvc塑料板在高温施胶过程中容易发生黄变的问题，本技术提供一种高强度聚氨酯蜂窝胶及其制备方法，以提高聚氨酯蜂窝胶对铝蜂窝板与pvc塑料板之间的粘接性。

2、本技术提供的一种高强度聚氨酯蜂窝胶采用如下的技术方案：

3、一种高强度聚氨酯蜂窝胶，包括以下重量份的原料：

4、异氰酸酯组分：20-30份

5、聚合多元醇：60-80份

6、端羟烷基聚二甲基硅氧烷：10-20份

7、扩链剂：1-3份

8、加速剂：0.01-0.05份

9、所述异氰酸酯组分包括脂肪族二异氰酸酯和芳香族二异氰酸酯，所述脂肪族二异氰酸酯与芳香族二异氰酸酯的重量比为（3-4）:1。

10、其中，采用脂肪族二异氰酸酯与聚合多元醇、端羟烷基聚二甲基硅氧烷配合来制备聚氨酯蜂窝胶时，聚氨酯蜂窝胶虽然能够在70-80℃进行施胶，但是聚氨酯蜂窝胶对光滑板材的粘接牢度差。

11、采用芳香族二异氰酸酯、聚合多元醇以及端羟烷基聚二甲基硅氧烷配合来制备聚氨酯蜂窝胶时，聚氨酯蜂窝胶的施胶温度远大于80℃，不适用于耐热性能差的板材的粘接。

12、采用脂肪族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯以及聚合多元醇配合来制备聚氨酯蜂窝胶时，聚氨酯蜂窝胶的也能够在70-80℃进行施胶，但同样存在聚氨酯蜂窝胶对光滑板材的粘接牢度差的问题。

13、唯有脂肪族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、聚合多元醇以及端羟烷基聚二甲基硅氧烷共同配合，且脂肪族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、聚合多元醇以及端羟烷基聚二甲基硅氧烷的配比均在本技术范围内，才能制得能够在70-80℃进行施胶且润湿能力强、同时适用于粘接光滑材料和耐热性差材料的聚氨酯蜂窝胶。该聚氨酯蜂窝胶能够有效提高铝蜂窝板与pvc塑料板之间的粘接性能，同时由于该聚氨酯蜂窝胶的施胶温度低，能够预防pvc塑料板在施胶过程中容易发生黄变的问题。

14、所述脂肪族二异氰酸酯选用六亚甲基二异氰酸酯、四甲基二亚甲基二异氰酸酯中的任意一种或两种的组合物。

15、所述芳香族二异氰酸酯选用甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或两种的组合物。

16、所述扩链剂选用乙二醇、1-2丙二醇、1-3丙二醇、1-4丁二醇中的任意一种或几种的组合物。

17、所述加速剂选用有机锡催化剂、锑系催化剂中的任意一种或几种的组合物。其中，有机锡催化剂氯化亚锡、醋酸锡、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的任意一种或几种的组合物。锑系催化剂选用醋酸锑、三氧化二锑、乙二醇锑中的任意一种或几种的组合物。

18、可选的，所述聚合多元醇由100重量份二元醇、20-30重量份苯酐、70-80重量份脂肪族二元酸、0.1-0.3重量份催化剂制得；其中，所述二元醇包括含有醚键的二元醇以及含有侧甲基的二元醇，所述含有醚键的二元醇与含有侧甲基的二元醇的重量比为（1-1.5）:1。

19、采用特定配比的含有醚键的二元醇、含有侧甲基的二元醇、苯酐、脂肪族二元酸配合制备聚合多元醇，该聚合多元醇与脂肪族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯以及端羟烷基聚二甲基硅氧烷配合，能够进一步提高聚氨酯蜂窝胶对铝蜂窝板和pvc塑料板的渗透性与润湿性，有利于进一步提高铝蜂窝板和pvc塑料板之间的粘接性能。

20、可选的，所述含有醚键的二元醇选用二甘醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇中的任意一种或几种的组合物。

21、二元醇部分选用含有醚键的二元醇，一方面能够增加聚氨酯蜂窝胶的柔韧性，另一方面有利于获得熔融流动性较好的聚氨酯蜂窝胶，有利于提高聚氨酯蜂窝胶对铝蜂窝板和pvc塑料板之间的粘接性能。

22、可选的，所述含有侧甲基的二元醇选用2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇中的任意一种或几种的组合物。

23、二元醇部分选用含有侧甲基的二元醇，有利于提高聚氨酯蜂窝胶对基材的润湿性，也有利于提高聚氨酯蜂窝胶对铝蜂窝板和pvc塑料板之间的粘接性能。

24、可选的，所述脂肪族二元酸选用戊二酸、己二酸、癸二酸、辛二酸中的任意一种或几种的组合物。

25、脂肪族二元酸选用上述碳原子数范围内的脂肪族二元酸，既有利于获得对铝蜂窝板以及pvc塑料板润湿性好的聚氨酯蜂窝胶，同时不会显著影响聚氨酯蜂窝胶的施胶温度。

26、可选的，所述聚合多元醇由二元醇、苯酐、脂肪族二元酸、催化剂在150-160℃反应0.5-2h，然后升温至180-220℃继续反应0.5-2h，接着继续升温至240-250℃反应1-2h得到。

27、采用上述多梯度升温的方法进行制备聚合多元醇，有利于获得分子量分布较窄的聚合多元醇，有利于提高铝蜂窝板与pvc塑料板之间粘接性能的稳定性。

28、可选的，所述聚氨酯蜂窝胶还包括2-4重量份填料。

29、往聚氨酯蜂窝胶中加入填料，能够提高聚氨酯蜂窝胶的物理机械性能。

30、可选的，所述填料选用氮化铝、氮化硅、氧化铝、氧化镁中的至少一种。

31、填料选用氮化铝、氮化硅、氧化铝以及氧化镁等导热性能好的填料时，完成基材粘接后，能够加速聚氨酯蜂窝胶内部的热量散失速度，可减少基材的受热时间，尤其适用于耐热性差的材料的粘接。但是，填料的掺入量不宜过高，否则，聚氨酯蜂窝胶的固化速率过快，容易导致出现粘接性能降低的情况。

32、第二方面，本技术提供的一种高强度聚氨酯蜂窝胶的制备方法采用如下的技术方案：

33、一种高强度聚氨酯蜂窝胶的制备方法，包括以下步骤：

34、步骤一，往聚合多元醇中加入脂肪族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、与端羟烷基聚二甲基硅氧烷，在温度为70-100℃、真空度为0.06-0.08mpa的条件下反应1-2h；

35、步骤二，往步骤一的产物中加入扩链剂与催化剂，控制反应温度为80～110℃反应2-3h，得到高强度聚氨酯蜂窝胶。

36、采用上述方法制得聚氨酯蜂窝胶具有分子量分布窄的特点，有利于提高铝蜂窝板与pvc塑料板之间粘接性能的稳定性。

37、可选的，步骤一中，在升温之前，还往聚合多元醇中加入了2-4重量份填料。

38、在步骤一中加入填料，有利于填料的均匀分散，同时还能够提高填料与聚氨酯蜂窝胶的结合稳定性。

39、综上所述，本技术的技术方案至少包括以下有益效果：

40、（1）脂肪族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、聚合多元醇以及端羟烷基聚二甲基硅氧烷共同配合，且脂肪族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯、聚合多元醇以及端羟烷基聚二甲基硅氧烷的配比均在本技术范围内，才能制得能够在70-80℃进行施胶且润湿能力强、同时适用于粘接光滑材料和耐热性差材料的聚氨酯蜂窝胶。

41、 （2）采用特定配比的含有醚键的二元醇、含有侧甲基的二元醇、苯酐、脂肪族二元酸配合制备聚合多元醇，该聚合多元醇与脂肪族二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯以及端羟烷基聚二甲基硅氧烷配合，能够进一步提高聚氨酯蜂窝胶对铝蜂窝板和pvc塑料板的渗透性与润湿性，有利于进一步提高铝蜂窝板和pvc塑料板之间的粘接性能。

42、 （3）采用上述多梯度升温的方法进行制备聚合多元醇，有利于获得分子量分布较窄的聚合多元醇，有利于提高铝蜂窝板与pvc塑料板之间粘接性能的稳定性。