一种封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂与应用的制作方法

本发明属于胶黏剂，尤其涉及一种封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂与应用。

背景技术：

1、现在橡胶制品广泛应用于我们生活或工业的各个方面，如轮胎、输送带、v带等。为了提高橡胶的强度和尺寸稳定性，通常在橡胶中以聚酯纤维作为骨架材料，用于增强橡胶的强度。但聚酯纤维的表面非常光滑，表面活性基团很少，聚酯纤维与橡胶之间的相互作用较弱，无法形成良好的粘合。而橡胶与聚酯纤维之间的粘合力直接影响橡胶制品的质量与使用寿命。因此，有必要对聚酯纤维表面进行改性，以改善橡胶与聚酯纤维之间的相互作用。最常见的纤维改性方法是将聚酯纤维帘线浸渍在间二苯酚-甲醛-胶乳(rfl)浸渍体系中，来提高聚酯纤维与橡胶基体间界面粘合强度。但是，rfl浸渍体系中的间苯二酚和甲醛对人体和环境危害很大，如果大量接触，会导致人体中毒甚至死亡。等离子体改性对设备的要求比较高，反应条件难以控制，不利于大规模应用。碱处理和接枝改性后的聚酯纤维与橡胶的粘合性能仍有待提高。因此，急需一种环保且可以提高聚酯纤维与橡胶之间粘合强度的方法。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂与应用，具体的技术方案如下：

2、本发明的第一个目的在于提供一种封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂，包括封端水性聚氨酯乳液和含双键胶乳；

3、所述封端水性聚氨酯乳液包括以下重量份的组分：

4、2，4-甲苯二异氰酸酯550-720份，聚酯多元醇800-1200份，催化剂2-5份，二羟甲基丙酸(dmba)4-5份，聚乙二醇8-12份，己内酰胺45-70份，三乙胺1.4-1.7份，去离子水3400-3600份；

5、所述封端水性聚氨酯乳液和含双键胶乳的质量比为(1-2.2)：40。

6、本发明提供的封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂由封端水性聚氨酯以及含双键的胶乳组成，二者在聚酯纤维与橡胶黏合加工时的高温作用下会形成互穿聚合物网络(ipn)结构，其中封端水性聚氨酯含有极性基团以及可以解封的-nco基团，解封后的-nco基团可以与聚酯纤维上的羟基和羧基进行反应，形成化学键；胶乳中的碳碳双键可以与橡胶中的碳碳双键在聚酯纤维与橡胶基体黏合加工时加入到橡胶基体中硫磺的硫化作用下形成化学键，封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂在聚氨酯纤维与橡胶之间形成一个稳定的过渡层将两者连接起来，其原理如图1所示。同时，封端水性聚氨酯的分子链上具有大量的极性基团并且其分子量较大，使得封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂具有优异的附着力、柔韧性、高内聚强度、低温效率和高效的固化速度等优点，也使得应用工艺更加的简单。

7、进一步地，所述含双键胶乳为丁吡胶乳、聚丁二烯胶乳、丁苯吡胶乳中的任意一种。

8、进一步地，所述聚酯多元醇为华大化学集团有限公司的cma-1534、cma-1525或cma-1540中的一种或两种及以上。

9、进一步地，所述封端水性聚氨酯乳液的制备方法，包括如下步骤：

10、(1)将己内酰胺、二羟甲基丙酸、聚乙二醇和聚酯多元醇进行脱水处理；

11、(2)将脱水处理后的聚乙二醇和聚酯多元醇混合，在60-70℃下，加入2，4-甲苯二异氰酸酯和催化剂，在150-250rpm转速的搅拌下，将温度升至75-85℃，反应1.5-2.5小时，得反应体系一；

12、(3)反应体系一中加入脱水处理后的二羟甲基丙酸，75-85℃反应0.5-1.5小时，得到扩链后的预聚体；

13、(4)将脱水后的己内酰胺加入到扩链后的预聚体中，75-85℃反应20-40min，得到封端后的预聚体；

14、(5)将封端后的预聚体降温至20-30℃，加入三乙胺在250-350rpm转速下搅拌10-20min，再加入去离子水搅拌20-40min，即得到封端水性聚氨酯乳液。

15、进一步地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

16、进一步地，所述己内酰胺和二羟甲基丙酸的脱水处理方法是在75-85℃真空烘箱中脱水24h以上。

17、进一步地，所述聚酯多元醇的脱水处理方法是在100-120℃，真空度-0.01atm下，同时在150-250rpm转速搅拌下，进行真空脱水1.5-2.5小时。

18、进一步地，所述封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂的使用方法是将封端水性聚氨酯乳液与含双键胶乳在20-30℃条件下混合1.5-2.5h，熟化2-30h后使用。

19、本发明的第二个目的在于提供上述封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂在制备聚酯纤维/橡胶复合材料中的应用。

20、本发明的有益效果为：

21、本发明提供的封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂可在聚氨酯纤维与橡胶之间形成一个稳定的过渡层将两者连接起来，不含有间苯二酚和甲醛，对环境污染小，对人体危害小，更加环保；且具有优异的附着力、柔韧性、高内聚强度、低温效率和高效的固化速度等优点，可使应用工艺更加简单。

技术特征：

1.一种封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂，其特征在于，包括封端水性聚氨酯乳液和含双键胶乳；

2.根据权利要求1所述的封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂，其特征在于，所述含双键胶乳为丁吡胶乳、聚丁二烯胶乳、丁苯吡胶乳中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂，其特征在于，所述封端水性聚氨酯乳液的制备方法，包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

5.根据权利要求3所述的封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂，其特征在于，所述己内酰胺和二羟甲基丙酸的脱水处理方法是在75-85℃真空烘箱中脱水24h以上。

6.根据权利要求3所述的封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂，其特征在于，所述聚酯多元醇的脱水处理方法是在100-120℃，真空度-0.01atm下，同时在150-250rpm转速搅拌下，进行真空脱水1.5-2.5小时。

7.根据权利要求1所述的封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂，其特征在于，将封端水性聚氨酯乳液与含双键胶乳在20-30℃条件下混合1.5-2.5h，熟化2-30h后使用。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的封端水性聚氨酯-胶乳胶黏剂，在制备聚酯纤维/橡胶复合材料中的应用。

技术总结
本发明属于胶黏剂技术领域，涉及一种封端水性聚氨酯‑胶乳胶黏剂与应用，所述封端水性聚氨酯‑胶乳胶黏剂，包括封端水性聚氨酯乳液和含双键胶乳；所述封端水性聚氨酯乳液和含双键胶乳的质量比为(1‑2.2)：40。本发明的封端水性聚氨酯‑胶乳胶黏剂可在聚氨酯纤维与橡胶之间形成一个稳定的过渡层将两者连接起来，不含有间苯二酚和甲醛，对环境污染小，对人体危害小，更加环保；且具有优异的附着力、柔韧性、高内聚强度、低温效率和高效的固化速度等优点，可使应用工艺更加简单。

技术研发人员：孟祥泽,姜元硕,姜海龙,张泽绮,王一岚
受保护的技术使用者：华大化学集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23