CN110183606A - 一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料及方法，本发明其原料按重量份比包括：A黑料15‑150份、B白料混合物80‑110份、消泡剂5‑10份和亲水型催化剂1‑5份，本发明涉及建材技术领域。该具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料及方法，可实现在原有配方中引进了消泡剂B‑501，同时降低硅油的用量，泡沫喷出后立即破泡，在被粘物和基材以胶水的形态呈现，可以填充粘接材料表面不平的空隙，从而大大提高了粘接强度，可实现通过调整组分的比例，增加粘接强度，使粘接强度达到10Mpa以上，可实现通过在增加原有DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂用量的基础上又引入了亲水型催化剂，来缩短表干和固化时间，从而使施工更加方便快捷。

Description

一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料及方法

技术领域

本发明涉及建材技术领域，具体为一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料及方法。

背景技术

单组分聚氨酯发泡材料(简称“单聚发泡”，英文缩写OCF)，区别于双组分聚氨酯发泡材料，双组分是在施工前，“黑料”MDI二苯基甲烷二异氰酸酯与“白料”聚醚多元醇及其辅助剂不发生混合，两种物料单独存放，在现场施工时才将两者混合搅拌在一起，发生聚合反应，从而发泡形成填充材料，为了实现便捷携带，简易施工，催生一种特有的产品形式，聚氨酯泡沫填缝剂，它是一种将聚氨酯预聚体、催化剂、及气体抛射剂灌装于同一个耐压的铁皮气雾罐中的单组分产品，施工时通过配套胶枪或塑料管喷将气雾状胶体喷射至待施工的部位，通过湿固化反应完成短期固化成型、发泡、粘接和密封的过程，其固化泡沫弹性体具有粘结、防水、耐热胀冷缩、隔热、隔音和阻燃等优良性能，广泛用于建筑门窗边缝、构件伸缩缝及孔洞处的填充、密封等。

现有的单组分聚氨酯发泡材料表现出的普遍性能要求发泡量大、固化时间较长、耐候性强、该技术配方成熟，但是在施工现场某种应用条件下要求发泡材料最好也有较强的粘接性能，同时不需要较丰富的泡沫出现，例如装修中踢脚线与墙面粘接、垭口与墙面粘接、瓷砖与墙面粘接等施工情况，如果用一般型发泡材料进行上述施工，有丰富泡沫存在会影响粘接效果，出现粘接物表面变形，粘接不牢固，容易断裂、脱落等现象，此外，由于固化时间较长，也给施工增加等待时间，降低施工效率。

同时现有配方泡沫固化后，泡沫本身的强度不够，泡沫自身的撕裂强度远远低于泡沫的粘接强度，这样在测试是不能得到合理的粘接强度的数据，单组份泡沫为了平衡泡沫的凝胶时间和固化时间，故而在配方中只添加了白料组分1％的DMDEE作为体系的催化剂，这样造成了泡沫固化时间很长，低温低湿的条件下可能几小时不干，甚至大体积泡块儿干不透。影响产品的使用。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料及方法，解决了现有的发泡材料易出现粘接物表面变形，粘接不牢固，容易断裂、脱落现象，同时由于固化时间较长，也给施工增加等待时间，降低施工效率的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其原料按重量份比包括：A黑料15-150份、B白料混合物80-110份、消泡剂5-10份和亲水型催化剂1-5份。

优选的，其原料包括如下组分：A黑料150份、B白料混合物100份、消泡剂7份和亲水型催化剂3份。

优选的，其原料包括如下组分：A黑料120份、B白料混合物100份、消泡剂5份和亲水型催化剂1份。

优选的，其原料包括如下组分：A黑料80份、B白料混合物100份、消泡剂10份和亲水型催化剂5份。

优选的，其原料包括如下组分：A黑料40份、B白料混合物100份、消泡剂6份和亲水型催化剂2份。

优选的，其原料包括如下组分：A黑料15份、B白料混合物100份、消泡剂8份和亲水型催化剂4份。

优选的，所述B白料混合物是由99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂组成，且聚醚多元醇的分子量为3000-5000。

优选的，所述A黑料为MDI二苯基甲烷二异氰酸酯。

优选的，所述消泡剂为B-501型消泡剂。

本发明还还公开了一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料的制备和使用方法，具体包括以下步骤：

S1、B白料混合物的制备：首先使用称量装置分别量取99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂，量取完成后，将99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂置于混合搅拌器内，以转速为500-600r/min，温度为26-35℃的条件下搅拌30-50min，从而制得B白料混合物；

S2、预使用混合物料的制备：然后使用称量装置分别量取相应比份的消泡剂和亲水型催化剂，并将选取的消泡剂和亲水型催化剂依次加入到步骤S1得到的B白料混合物内，以700-900r/min的转速，温度为26-35℃的条件下搅拌1-2h，从而得到预使用的混合物料；

S3、使用前混合配料：先通过称量装置量取相应比份的A黑料，然后将步骤S2得到的预使用混合物料与称量的A黑料依次加入到混合搅拌器中，以转速为800-1000r/min，温度为26-35℃的条件下搅拌2-3h，从而制得聚氨酯微发泡材料；

S4、聚氨酯微发泡材料的使用：使用时先通过擦拭布将待涂覆的位置擦拭干净，然后将步骤S3配料完成后的发泡材料通过配套胶枪或塑料管将气雾状胶体喷射至待施工的部位，之后通过湿固化反应完成短期固化成型、发泡、粘接和密封的过程。

(三)有益效果

本发明提供了一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料及方法，其原料按重量份比包括：A黑料15-150份、B白料混合物80-110份、消泡剂5-10份和亲水型催化剂1-5份，可实现在原有配方中引进了消泡剂B-501，同时降低硅油的用量，这样泡沫喷出后立即破泡，在被粘物和基材以胶水的形态呈现，不会造成表面不平的问题，同时游离的N＝C＝O基在固化过程中与水反应生成二氧化碳形成的微小泡，可以填充粘接材料表面不平的空隙，从而大大提高了粘接强度。

(2)、该具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料及方法，通过B白料混合物是由99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂组成，且聚醚多元醇的分子量为3000-5000，A黑料为MDI二苯基甲烷二异氰酸酯，消泡剂为B-501型消泡剂，可实现通过调整组分的比例，增加粘接强度，使用分子量3000-5000的聚醚多元醇，同时提高MDI的用量，增强胶体的粘接强度，从而使粘接强度达到10Mpa以上。

(3)、该具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料及方法，通过具体包括以下步骤：S1、B白料混合物的制备：首先使用称量装置分别量取99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂，量取完成后，将99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂置于混合搅拌器内，以转速为500-600r/min，温度为26-35℃的条件下搅拌30-50min，从而制得B白料混合物，S2、预使用混合物料的制备：然后使用称量装置分别量取相应比份的消泡剂和亲水型催化剂，并将选取的消泡剂和亲水型催化剂依次加入到步骤S1得到的B白料混合物内，以700-900r/min的转速，温度为26-35℃的条件下搅拌1-2h，从而得到预使用的混合物料，S3、使用前混合配料：先通过称量装置量取相应比份的A黑料，然后将步骤S2得到的预使用混合物料与称量的A黑料依次加入到混合搅拌器中，以转速为800-1000r/min，温度为26-35℃的条件下搅拌2-3h，从而制得聚氨酯微发泡材料，S4、聚氨酯微发泡材料的使用：使用时先通过擦拭布将待涂覆的位置擦拭干净，然后将步骤S3配料完成后的发泡材料通过配套胶枪或塑料管将气雾状胶体喷射至待施工的部位，之后通过湿固化反应完成短期固化成型、发泡、粘接和密封的过程，可实现通过在增加原有DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂用量的基础上又引入了亲水型催化剂，来缩短表干和固化时间，表干时间1-2分钟，十分钟达到较好的粘接强度，2小时基本完全固化，从而使施工更加方便快捷。

附图说明

图1为本发明制备和使用方法的流程图；

图2为本发明现有发泡材料配方和生产方法的测试试验数据表图；

图3为本发明测试试验的数据表图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明实施例提供五种技术方案：一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料的制备和使用方法，具体包括以下实施例：

实施例1

S1、B白料混合物的制备：首先使用称量装置分别量取99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂，量取完成后，将99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂置于混合搅拌器内，以转速为550r/min，温度为30℃的条件下搅拌40min，从而制得B白料混合物；

S2、预使用混合物料的制备：然后使用称量装置分别量取相应比份的7份消泡剂和3份亲水型催化剂，并将选取的消泡剂和亲水型催化剂依次加入到步骤S1得到的100份B白料混合物内，以800r/min的转速，温度为30℃的条件下搅拌1.5h，从而得到预使用的混合物料；

S3、使用前混合配料：先通过称量装置量取相应比份的150份A黑料，然后将步骤S2得到的预使用混合物料与称量的A黑料依次加入到混合搅拌器中，以转速为900r/min，温度为30℃的条件下搅拌2.5h，从而制得聚氨酯微发泡材料；

S4、聚氨酯微发泡材料的使用：使用时先通过擦拭布将待涂覆的位置擦拭干净，然后将步骤S3配料完成后的发泡材料通过配套胶枪或塑料管将气雾状胶体喷射至待施工的部位，之后通过湿固化反应完成短期固化成型、发泡、粘接和密封的过程。

实施例2

S1、B白料混合物的制备：首先使用称量装置分别量取99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂，量取完成后，将99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂置于混合搅拌器内，以转速为500r/min，温度为26℃的条件下搅拌30min，从而制得B白料混合物；

S2、预使用混合物料的制备：然后使用称量装置分别量取相应比份的5份消泡剂和1份亲水型催化剂，并将选取的消泡剂和亲水型催化剂依次加入到步骤S1得到的100份B白料混合物内，以700r/min的转速，温度为26℃的条件下搅拌1h，从而得到预使用的混合物料；

S3、使用前混合配料：先通过称量装置量取相应比份的120份A黑料，然后将步骤S2得到的预使用混合物料与称量的A黑料依次加入到混合搅拌器中，以转速为800r/min，温度为26℃的条件下搅拌2h，从而制得聚氨酯微发泡材料；

S4、聚氨酯微发泡材料的使用：使用时先通过擦拭布将待涂覆的位置擦拭干净，然后将步骤S3配料完成后的发泡材料通过配套胶枪或塑料管将气雾状胶体喷射至待施工的部位，之后通过湿固化反应完成短期固化成型、发泡、粘接和密封的过程。

实施例3

S1、B白料混合物的制备：首先使用称量装置分别量取99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂，量取完成后，将99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂置于混合搅拌器内，以转速为600r/min，温度为35℃的条件下搅拌50min，从而制得B白料混合物；

S2、预使用混合物料的制备：然后使用称量装置分别量取相应比份的10份消泡剂和5份亲水型催化剂，并将选取的消泡剂和亲水型催化剂依次加入到步骤S1得到的100份B白料混合物内，以900r/min的转速，温度为35℃的条件下搅拌2h，从而得到预使用的混合物料；

S3、使用前混合配料：先通过称量装置量取相应比份的80份A黑料，然后将步骤S2得到的预使用混合物料与称量的A黑料依次加入到混合搅拌器中，以转速为1000r/min，温度为35℃的条件下搅拌3h，从而制得聚氨酯微发泡材料；

S4、聚氨酯微发泡材料的使用：使用时先通过擦拭布将待涂覆的位置擦拭干净，然后将步骤S3配料完成后的发泡材料通过配套胶枪或塑料管将气雾状胶体喷射至待施工的部位，之后通过湿固化反应完成短期固化成型、发泡、粘接和密封的过程。

实施例4

S1、B白料混合物的制备：首先使用称量装置分别量取99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂，量取完成后，将99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂置于混合搅拌器内，以转速为525r/min，温度为28℃的条件下搅拌35min，从而制得B白料混合物；

S2、预使用混合物料的制备：然后使用称量装置分别量取相应比份的6份消泡剂和2份亲水型催化剂，并将选取的消泡剂和亲水型催化剂依次加入到步骤S1得到的100份B白料混合物内，以750r/min的转速，温度为28℃的条件下搅拌1.3h，从而得到预使用的混合物料；

S3、使用前混合配料：先通过称量装置量取相应比份的40份A黑料，然后将步骤S2得到的预使用混合物料与称量的A黑料依次加入到混合搅拌器中，以转速为850r/min，温度为28℃的条件下搅拌2.3h，从而制得聚氨酯微发泡材料；

S4、聚氨酯微发泡材料的使用：使用时先通过擦拭布将待涂覆的位置擦拭干净，然后将步骤S3配料完成后的发泡材料通过配套胶枪或塑料管将气雾状胶体喷射至待施工的部位，之后通过湿固化反应完成短期固化成型、发泡、粘接和密封的过程。

实施例5

S1、B白料混合物的制备：首先使用称量装置分别量取99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂，量取完成后，将99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂置于混合搅拌器内，以转速为580r/min，温度为33℃的条件下搅拌45min，从而制得B白料混合物；

S2、预使用混合物料的制备：然后使用称量装置分别量取相应比份的8份消泡剂和4份亲水型催化剂，并将选取的消泡剂和亲水型催化剂依次加入到步骤S1得到的100份B白料混合物内，以850r/min的转速，温度为33℃的条件下搅拌1.8h，从而得到预使用的混合物料；

S3、使用前混合配料：先通过称量装置量取相应比份的15份A黑料，然后将步骤S2得到的预使用混合物料与称量的A黑料依次加入到混合搅拌器中，以转速为950r/min，温度为33℃的条件下搅拌2.7h，从而制得聚氨酯微发泡材料；

S4、聚氨酯微发泡材料的使用：使用时先通过擦拭布将待涂覆的位置擦拭干净，然后将步骤S3配料完成后的发泡材料通过配套胶枪或塑料管将气雾状胶体喷射至待施工的部位，之后通过湿固化反应完成短期固化成型、发泡、粘接和密封的过程。

本发明中，B白料混合物是由99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂组成，且聚醚多元醇的分子量为3000-5000。

本发明中，A黑料为MDI二苯基甲烷二异氰酸酯。

本发明中，消泡剂为B-501型消泡剂。

测试试验

采用本发明实施例1-5分别生产出试验发泡材料B1、B2、B3、B4和B5，同时采用现有发泡材料的配方和生产方法分别生产出试验发泡材料A1、A2、A3、A4和A5，然后分别对试验发泡材料A1、A2、A3、A4、A5、B1、B2、B3、B4和B5进行测试试验，试验过程中分别记录各发泡材料的发泡量指标、粘接性指标和固化时间。

由表图2和表图3可知，随着黑料的减少，其发泡量，粘接强度都明显下降了，整体固化时间也变低了，横向对比，改进配方与之大致对应的现有配方相比，泡沫在发泡量略有提高的同时粘接强度和固化时间大幅度提高了，因此，本发明可实现在原有配方中引进了消泡剂B-501，同时降低硅油的用量，这样泡沫喷出后立即破泡，在被粘物和基材以胶水的形态呈现，不会造成表面不平的问题，同时游离的N＝C＝O基在固化过程中与水反应生成二氧化碳形成的微小泡，可以填充粘接材料表面不平的空隙，从而大大提高了粘接强度，可实现通过调整组分的比例，增加粘接强度，使用分子量3000-5000的聚醚多元醇，同时提高MDI的用量，增强胶体的粘接强度，从而使粘接强度达到10Mpa以上，可实现通过在增加原有DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂用量的基础上又引入了亲水型催化剂，来缩短表干和固化时间，表干时间1-2分钟，十分钟达到较好的粘接强度，2小时基本完全固化，从而使施工更加方便快捷。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其特征在于：其原料按重量份比包括：A黑料15-150份、B白料混合物80-110份、消泡剂5-10份和亲水型催化剂1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其特征在于：其原料包括如下组分：A黑料150份、B白料混合物100份、消泡剂7份和亲水型催化剂3份。

3.根据权利要求1所述的一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其特征在于：其原料包括如下组分：A黑料120份、B白料混合物100份、消泡剂5份和亲水型催化剂1份。

4.根据权利要求1所述的一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其特征在于：其原料包括如下组分：A黑料80份、B白料混合物100份、消泡剂10份和亲水型催化剂5份。

5.根据权利要求1所述的一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其特征在于：其原料包括如下组分：A黑料40份、B白料混合物100份、消泡剂6份和亲水型催化剂2份。

6.根据权利要求1所述的一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其特征在于：其原料包括如下组分：A黑料15份、B白料混合物100份、消泡剂8份和亲水型催化剂4份。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其特征在于：所述B白料混合物是由99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂组成，且聚醚多元醇的分子量为3000-5000。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其特征在于：所述A黑料为MDI二苯基甲烷二异氰酸酯。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其特征在于：所述消泡剂为B-501型消泡剂。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的一种具有强粘接性能的单组分聚氨酯微发泡材料，其特征在于：其制备和使用方法具体包括以下步骤：

S1、B白料混合物的制备：首先使用称量装置分别量取99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂，量取完成后，将99％的聚醚多元醇和1％的DMDEE二吗啉二乙基醚催化剂置于混合搅拌器内，以转速为500-600r/min，温度为26-35℃的条件下搅拌30-50min，从而制得B白料混合物；

S2、预使用混合物料的制备：然后使用称量装置分别量取相应比份的消泡剂和亲水型催化剂，并将选取的消泡剂和亲水型催化剂依次加入到步骤S1得到的B白料混合物内，以700-900r/min的转速，温度为26-35℃的条件下搅拌1-2h，从而得到预使用的混合物料；

S3、使用前混合配料：先通过称量装置量取相应比份的A黑料，然后将步骤S2得到的预使用混合物料与称量的A黑料依次加入到混合搅拌器中，以转速为800-1000r/min，温度为26-35℃的条件下搅拌2-3h，从而制得聚氨酯微发泡材料；

S4、聚氨酯微发泡材料的使用：使用时先通过擦拭布将待涂覆的位置擦拭干净，然后将步骤S3配料完成后的发泡材料通过配套胶枪或塑料管将气雾状胶体喷射至待施工的部位，之后通过湿固化反应完成短期固化成型、发泡、粘接和密封的过程。