一种水泥改性水性聚氨酯胶制备方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯胶制备技术领域，具体为一种水泥改性水性聚氨酯胶制备方法。

背景技术

聚氨酯胶粘剂可常温固化、与多种基材具有良好的附着力、其固化物具有良好的耐水、耐油、耐溶剂、耐化学品、耐臭氧以及耐细菌等性能，并且柔韧性好，耐低温和超低温、耐磨、耐挠曲、耐弯折疲劳。经常使用的聚氨酯胶粘剂包含无溶剂型、溶剂型及水性。

无溶剂型可一次涂膜较厚(超过1毫米)，溶剂型及水性聚氨酯胶粘剂则存在一次涂膜比较薄的缺点。无溶剂型具有环保、高强度等特点，但对于水份比较敏感(遇水容易鼓泡)，其生产制造要求比较高(分散搅拌需要抽真空或者充氮气进行保护)并且对于原材料含水率的控制比较严格，使用时对于基层的含水率及空气湿度有严格的要求，再则成本也相对比较高，溶剂型胶粘剂则不环保。传统的水性聚氨酯由于大部分水份不参与反应而最终挥发到空气中，导致最终固化物体积收缩比较大，导致一次成膜比较薄。

基于此，本发明设计了一种水泥改性水性聚氨酯胶制备方法，以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水泥改性水性聚氨酯胶制备方法，引入了水泥成分，使得水性聚氨酯体系内大部分水份参与了水泥的水化反应，使得固化物体积收缩减少进而可以达到一次成膜较厚的目的，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水泥改性水性聚氨酯胶制备方法，包括以下步骤：

将同等份量的水性聚氨酯乳液与异氰酸酯固化剂混合均匀，得到第一混合液；

向上述第一混合液内缓慢添加硅酸盐水泥和辅助反应剂，并在添加时进行搅拌均匀。

优选的，所述水性聚氨酯乳液包括水溶性羟基树脂或者羟基树脂乳液。

优选的，所述羟基树脂乳的液羟基树脂含量为50-80％、乳化剂2-10％、水10-30％，第一添加剂5-20％。

优选的，所述异氰酸酯固化剂包括甲苯二异氰酸酯类、异弗尔同二异氰酸酯类、二苯基甲烷二异氰酸酯类、二异己基甲烷二异氰酸酯类、六亚甲基二异氰酸酯类和赖氨酸二异氰酸酯类。

优选的，所述辅助反应剂包括氢氧化钙、颜填料和第二添加剂。

优选的，按照重量份数，所述硅酸盐水泥的份数为20-60，所述氢氧化钙的份数为10-30，所述颜填料的份数为30-50，所述第二添加剂的份数为2-10。

优选的，制备中，主反应为异氰酸酯与羟基的酯化反应和水泥与水的水化反应。

优选的，制备中，副反应为异氰酸酯与水的反应放出二氧化碳和二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过水泥共混改性水性聚氨酯制备地板类胶粘剂，解决了水性聚氨酯胶粘剂一次成膜比较低的缺点，通过引入水泥基材料的刚性，结合聚氨酯韧性，制备了既有刚性又有韧性的复合型胶粘剂；通过引入水泥基材料，增强了该胶粘剂对于水泥基基材的附着力，并且与水泥基材的膨胀系数更为接近，减小了层间脱层的风险；通过引入水泥基材料，减少了水性聚氨酯胶粘剂体积收缩率，达到了一次涂膜厚度增加的可能；通过引入水泥基材料，提高了固化物的玻璃化转变温度，对于该胶粘剂于高温环境的应用得到了改善；通过引入水泥基材料，使得该材料的原材料成本得以降低。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中的水性聚氨酯由于大部分水份不参与反应而最终挥发到空气中，导致最终固化物体积收缩比较大，导致一次成膜比较薄。

本发明采用3组份包装：A组份为水性聚氨酯乳液，B组份为异氰酸酯固化剂，C组份为硅酸盐水泥及其他添加剂；使用时先将A、B混合均匀后，缓慢添加入C组份，搅拌均匀后即可使用。

本发明提供一种水泥改性水性聚氨酯胶制备方法技术方案：包括以下步骤：

将同等份量的水性聚氨酯乳液与异氰酸酯固化剂混合均匀，得到第一混合液；

向上述第一混合液内缓慢添加硅酸盐水泥和辅助反应剂，并在添加时进行搅拌均匀。

在一些实施方式中，所述水性聚氨酯乳液包括水溶性羟基树脂或者羟基树脂乳液。

在一些实施方式中，所述羟基树脂乳的液羟基树脂含量为50-80％、乳化剂2-10％、水10-30％，第一添加剂5-20％。

在一些实施方式中，所述异氰酸酯固化剂包括甲苯二异氰酸酯类、异弗尔同二异氰酸酯类、二苯基甲烷二异氰酸酯类、二异己基甲烷二异氰酸酯类、六亚甲基二异氰酸酯类和赖氨酸二异氰酸酯类。

在一些实施方式中，所述辅助反应剂包括氢氧化钙、颜填料和第二添加剂。

在一些实施方式中，按照重量份数，所述硅酸盐水泥的份数为20-60，所述氢氧化钙的份数为10-30，所述颜填料的份数为30-50，所述第二添加剂的份数为2-10。

在一些实施方式中，制备中，主反应为异氰酸酯(-NCO)与羟基(-OH)的酯化反应和水泥与水的水化反应。

在一些实施方式中，制备中，副反应为异氰酸酯(-NCO)与水的反应放出二氧化碳(CO2)，二氧化碳(CO2)与配方中添加的氢氧化钙及水泥水化反应产生的氢氧化钙反应生成碳酸钙。

本发明的关键点在于：

1、体系水份含量与硅酸盐水泥含量的控制；

2、有机交联物与无机胶凝材料的比例；

3、氢氧化钙的用量；

4、聚氨酯乳液乳化体系的选择。

上述水性聚氨酯胶主要应用于陶瓷、塑料、金属、石材、水泥制品、橡胶类、木材类、人造地板等与混凝土基材的粘结，可用于高承载场所

综上所述，本发明通过水泥共混改性水性聚氨酯制备地板类胶粘剂，解决了水性聚氨酯胶粘剂一次成膜比较低的缺点，并避免了无溶剂胶粘剂对于水汽比较敏感及溶剂型聚氨酯胶粘剂对于环境不够友好的特点；

通过引入水泥基材料的刚性，结合聚氨酯韧性，制备了既有刚性又有韧性的复合型胶粘剂；

通过引入水泥基材料，增强了该胶粘剂对于水泥基基材的附着力，并且与水泥基材的膨胀系数更为接近，减小了层间脱层的风险；

通过引入水泥基材料，减少了水性聚氨酯胶粘剂体积收缩率，达到了一次涂膜厚度增加的可能；

本发明通过引入水泥基材料，提高了固化物的玻璃化转变温度，对于该胶粘剂于高温环境的应用得到了改善；

通过引入水泥基材料，使得该材料的原材料成本得以降低，从而带来比较好的经济效益。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。