| 成果名稱： | 汽車用環保型水性聚氨酯膠粘劑 |
| 登記日期： | 2021-04-08 |
| 完成單位： | 廣東泰強化工實業有限公司 |
| 完成人員： | 李滿林,陳旭東,張鳳幫,劉志軍,徐志明,章光虎,胡冬妹,胡贊軍,李永超,許開宇 |
| 研究起止日期： | 2016-08-01至2018-07-31 |
| 主要應用行業： | 制造業 |
| 高新技術領域： | 新材料 |
| 評價單位： | 清遠市高新技術企業協會 |
| 評價日期： | 2020-03-18 |
| 成果簡介： | 本項目通過對聚氨酯分子設計及合成技術，比較芳香族/脂肪族二異氰酸酯，聚酯/聚醚低聚物二元醇，二胺/二醇擴鏈劑等原料對合成水性聚氨酯乳液的影響，選擇脂環族二異氰酸酯（IPDI）、聚醚型/聚酯型多元醇（PTMG/PCL）、二羥甲基丙酸（DMPA），乙二胺（EDA），三乙胺（TEA）等為主要原料，采用陰離子自乳化法，通過改進目前現有的水性聚氨酯合成工藝，利用連續工藝生產法、控制合適的工藝條件，制得具有自乳化功能，高固含量、重復性好、貯存穩定的水性聚氨酯膠粘劑，并實現產業化，為汽車行業、制鞋工業、交通工具用座墊等提供環保型優質的膠粘劑。 1、性能指標： （1）項目要求的技術性能指標： 外觀：乳白色粘稠液體 固含量：≥48% 粘度（mPa.s）: ≥2000 粘性維持時間（s）: ≥160 剝離強度（KN/m）: ≥0.7 黃變性：不變黃 存貯期：≥6個月 （2）項目實際達到的技術性能指標： 外觀：乳白色粘稠液體 固含量：52.7% 粘度（mPa.s）:7740 粘性維持時間（s）: ≥160 剝離強度（KN/m）:2.04 黃變性：不變黃 存貯期：≥6個月 2、與國內外同類技術比較： 在汽車內飾用水性聚氨酯粘合劑研制方面，美國、日本和歐洲仍走在前列。日本Sunstat、Sunnex公司最新研制的單組分和雙組分水性聚氨酯膠粘劑已用于汽車內飾。日本三洋化學工業公司開發了用于汽車內飾的離子型水性聚氨酯粘合劑，具有良好的粘接性和貯存穩定性，特別適合于PVC基材的粘接。美國Erode-Tanner公司開發了EV()-Tech385系列水性聚氨酯膠粘劑，所粘接的硬質基材為ABS、聚丙烯纖維板等，粘接的軟質基材包括織物、乙烯基塑料等，具有耐高溫、耐水、粘接強度高等性能，用于汽車的儀表板、前車門、后車門和雜物箱等部位。汽車頂蓬膠粘劑用于將軟質頂棚材料粘貼到車身頂蓋上，增添車內美觀。此外，汽車防聲、阻尼涂料也已水性化并實際應用。 國內水性聚氨酯粘合劑的應用和研究尚處于起步階段。黎明化工研究院開發了外交聯型陽離子水分散液膠粘劑J一961，可用于ABS／尼龍、PVC／PE泡沫、帆布／金屬、玻璃鋼／PS泡沫等粘接 。晨光研究院、安徽大學、山西化工研究所都相繼開展了這方面的研究工作，從產品結構來看，主要是乳液型，水溶性次之，原料多是聚醚型多元醇和TDI，制備方法一般是自乳化、羧酸型、陰離子體系。但水性粘合劑應用水平不高，生產廠家不多，且品種單一，尚無大量商品上市。 本項目針對國內外現狀和自身優勢，在聚氨酯分子結構設計上通過控制NCO/OH摩爾比、擴鏈劑種類及用量來控制聚氨酯的軟硬段比及其分子量；采用含有羧基和磺酸基復合水性單體體系，分別在預聚體合成的聚合階段和擴鏈階段加入，從而使離子基團在大分子中的分布更均勻，有利于預聚體的分散和提高貯存穩定性；采用特殊的復合剪切乳化分散工藝；并提高固含量用于低粘度的丙烯酸酯乳液進行復合改性；采用新的超濾膜分離技術用于水性聚氨酯分散體的濃縮，得到固含量大于百分之五十，高性能水性聚氨酯膠粘劑的改性產品，以提升項目產品質量，降低生產成本。這些研究開發工作，都是圍繞水性聚氨酯膠粘劑質量、增加環保、增強項目產品的市場競爭力而展開的，具有明顯的先進性和廣闊的市場前景。 3、成果的創造性、先進性： (1）在聚氨酯分子結構設計上通過控制NCO/OH摩爾比、擴鏈劑種類及用量來控制聚氨酯的軟硬段比及其分子量。使得到的預聚體在不太高的分子量下就具有較高的內聚強度，較低分子量對其后的乳化分散制備高固含量乳液十分有利，這是本項目的創新之一。 （2）采用含有羧基和磺酸基復合水性單體體系，分別在預聚體合成的聚合階段和擴鏈階段加入，從而使離子基團在大分子中的分布更均勻，有利于預聚體的分散和提高貯存穩定性。該制備預聚體的思路具有明顯的新穎性。 （3）采用新的超濾膜分離技術用于水性聚氨酯分散體的濃縮，還可以進一步得到固含量大于百分之五十，高性能水性聚氨酯膠粘劑的改性產品，這也是本項目的創新之處。 4、推廣應用的范圍、條件和前景以及存在的問題和改進意見： 本產品屬于零VOC、無甲醛，符合中國環境標志產品認證的綠色環保產品，是國家重點支持的高新技術領域的“新材料-精細化工”高新技術產品，是綠色環境友好型膠粘劑。主要應用于汽車、家具、鞋材、建筑、包裝、印刷等領域，具有廣闊市場應用前景。 本項目的研究將提高我國在水性聚氨酯制造方面的技術水平，為使我國在水性聚氨酯方面的研究達到國際領先水平提供了可能。目前該成果需要進一步加大應用推廣力度。 |