聚氨酯木結(jié)構(gòu)膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚氨酯木結(jié)構(gòu)膠，具體地，涉及國際專利分類號(hào)C09J175/00。本發(fā)明 還涉及聚氨酯木結(jié)構(gòu)膠的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 材料被廣泛運(yùn)用于建筑、家具中，木質(zhì)材料的使用有很多不同的結(jié)構(gòu)，對(duì)于特殊的 木結(jié)構(gòu)的粘結(jié)一般要求膠縫的抗剪和抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于被膠合木材的強(qiáng)度，并具有良好膠 合木結(jié)構(gòu)的抗菌性和耐久性。
[0003] 然而，市面銷售的膠黏劑拉伸強(qiáng)度不高，易吸水等缺陷，限制了木制品的使用期 限，此外，目前使用的木結(jié)構(gòu)膠在低溫下固化速度較慢，冬天天冷的環(huán)境不利于施工，嚴(yán)重 影響工作效率，尤其是具有環(huán)氧結(jié)構(gòu)的聚氨酯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，所述聚氨酯工程木結(jié)構(gòu)膠包括聚氨酯預(yù)聚物，所述聚氨 酯預(yù)聚物由包括多元醇化合物、多異氰酸酯、環(huán)氧樹脂、含吡啶的單氨基化合物的合成組合 物制備而成，所述聚氨酯預(yù)聚物為異氰酸酯封端，所述含吡啶的單氨基化合物的結(jié)構(gòu)為：
所述R1-5獨(dú)立地表示氫、氯、氟、溴、氨基、具有氨基基團(tuán)或不具有氨基基團(tuán)的碳原子 數(shù)為1-16的烷基、具有氨基基團(tuán)或不具有氨基基團(tuán)的碳原子數(shù)為1-16的環(huán)烷基、具有氨基 基團(tuán)或不具有氨基基團(tuán)的碳原子數(shù)為6-14的芳基，所述含吡啶的單氨基化合物分子中具 有一個(gè)氨基基團(tuán)，且不含有其他具有活性氫的基團(tuán)。
[0005] 所述合成組合物中的氨基基團(tuán)與羥基基團(tuán)的摩爾比為I :10-50。
[0006] 所述R1-5中的烷基、烷氧基為支鏈結(jié)構(gòu)。
[0007] 所述合成組合物還包括含吡啶的二氨基化合物，所述含吡啶的二氨基化合物的結(jié) 構(gòu)為：
所述R1-5獨(dú)立地表示氫、氯、氟、溴、氨基、具有氨基基團(tuán)或不具有氨基基團(tuán)的碳原子 數(shù)為1-16的烷基、具有氨基基團(tuán)或不具有氨基基團(tuán)的碳原子數(shù)為1-16的環(huán)烷基、具有氨基 基團(tuán)或不具有氨基基團(tuán)的碳原子數(shù)為6-14的芳基，所述含吡啶的單氨基化合物分子中具 有兩個(gè)氨基基團(tuán)，且不含有其他具有活性氫的基團(tuán)。
[0008] 所述含吡啶的單氨基化合物與含吡啶的二氨基化合物的摩爾比為1:0. 1-0. 5。
[0009] 所述聚氨酯預(yù)聚物的NC0%為2%-6%。
[0010] 所述的多元醇化合物選自羥基封端聚酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元 醇、聚烯烴多元醇、聚酯碳酸酯多元醇、聚醚碳酸酯多元醇、聚酯酰胺多元醇中的一種或幾 種。
[0011] 所述的多元醇為含碳-碳雙鍵多元醇或含碳-碳雙鍵多元醇與不含碳-碳雙鍵多 元醇的混合物。
[0012] 聚氨酯工程木結(jié)構(gòu)膠的制備方法，包括以下步驟： 提供多元醇化合物、環(huán)氧樹脂、含吡啶的單氨基化合物，在40-55攝氏度下混合均勻； 加入多異氰酸酯、催化劑，在70-85攝氏度下反應(yīng)，得到聚氨酯工程木結(jié)構(gòu)膠。
[0013] 一種工程木，所述工程木所述工程木使用了前述聚氨酯工程木結(jié)構(gòu)膠。
[0014] 參考以下詳細(xì)說明更易于理解本申請(qǐng)的上述以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 除非另有限定，本文使用的所有技術(shù)以及科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技 術(shù)人員通常理解的相同的含義。當(dāng)存在矛盾時(shí)，以本說明書中的定義為準(zhǔn)。
[0016] 如本文所用術(shù)語"由…制備"與"包含"同義。本文中所用的術(shù)語"包含"、"包括"、 "具有"、"含有"或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合 物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素，而是可以包括未明確列出的其它要素或 此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。
[0017] 連接詞"由…組成"排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用于權(quán)利要求中，此 短語將使權(quán)利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關(guān)的常 規(guī)雜質(zhì)除外。當(dāng)短語"由…組成"出現(xiàn)在權(quán)利要求主體的子句中而不是緊接在主題之后時(shí)， 其僅限定在該子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作為整體的所述權(quán)利要求之外。
[0018] 當(dāng)量、濃度、或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu) 選值限定的范圍表示時(shí)，這應(yīng)當(dāng)被理解為具體公開了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍 下限或優(yōu)選值的任一配對(duì)所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨(dú)公開了。例如，當(dāng)公開 了范圍"1至5"時(shí)，所描述的范圍應(yīng)被解釋為包括范圍"1至4"、"1至3"、"1-2"、"1-2和 4-5"、"1_3和5"等。當(dāng)數(shù)值范圍在本文中被描述時(shí)，除非另外說明，否則該范圍意圖包括 其端值和在該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。
[0019] 此外，本發(fā)明要素或組分前的不定冠詞"一種"和"一個(gè)"對(duì)要素或組分的數(shù)量要求 (即出現(xiàn)次數(shù)）無限制性。因此"一個(gè)"或"一種"應(yīng)被解讀為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且單 數(shù)形式的要素或組分也包括復(fù)數(shù)形式，除非所述數(shù)量明顯旨指單數(shù)形式。
[0020] 聚氨酯工程木結(jié)構(gòu)膠包括聚氨酯預(yù)聚物，所述聚氨酯預(yù)聚物由包括多元醇化合 物、多異氰酸酯、環(huán)氧樹脂、含吡啶的單氨基化合物的合成組合物制備而成，所述聚氨酯預(yù) 聚物為異氰酸酯封端，所述含吡啶的單氨基化合物的結(jié)構(gòu)為：
所述R1-5獨(dú)立地表示氫、氯、氟、溴、氨基、具有氨基基團(tuán)或不具有氨基基團(tuán)的碳原子 數(shù)為1-16的烷基、具有氨基基團(tuán)或不具有氨基基團(tuán)的碳原子數(shù)為1-16的環(huán)烷基、具有氨基 基團(tuán)或不具有氨基基團(tuán)的碳原子數(shù)為6-14的芳基，所述含吡啶的單氨基化合物分子中具 有一個(gè)氨基基團(tuán)，且不含有其他具有活性氫的基團(tuán)。
[0021] 所述聚氨酯預(yù)聚物的NC0%為1%-13%，90攝氏度下的粘度為2000-6000CPS。
[0022] 多異氰酸酷 本發(fā)明使用的多異氰酸酯采用由通式R(NC0)n(式中的R表示任何一種含碳有機(jī)化合 物，且η彡2)表示的化合物。
[0023] 作為這種有機(jī)聚異氰酸酯，可以使用任何一種公知的化合物，其中代表性的例子 有：1，4_四甲撐二異氰酸酯、1，6_六甲撐二異氰酸酯、1，12_十二甲撐二異氰酸醋、環(huán)己 烷-1，3-或1，4_二異氰酸酯、1-異氰酸根合-3-異氰酸根合甲基_3,5,5_三甲基環(huán)己烷 (別名異佛爾酮二異氰酸酯，以下簡(jiǎn)稱IPDI)、雙-(4-異氰酸根合環(huán)己基）甲烷（以下簡(jiǎn)稱 加氫MDI)、2-或4-異氰酸根合環(huán)己基-2 ' -異氰酸根合環(huán)己基甲烷、1，3-或1，4-雙-(異 氰酸根合甲基）_環(huán)己烷、雙-(4-異氰酸根合-3-甲基環(huán)己基）甲烷、1，3_或1，4_α，α， α '，α ' -四甲基苯二甲基二異氰酸酯、2,4_或2,6_二異氰酸根合甲苯、2,2' _、2,4' -或 4,4' -二異氰酸根合二苯基甲烷（簡(jiǎn)稱MDI)、1，5-萘二異氰酸酯，P-或m-苯撐二異氰酸 酯、苯二甲基二異氰酸酯或二苯基-4,4' -二異氰酸酯等。
[0024] 在這些物質(zhì)中，從容易獲得及容易控制與后述羥基的反應(yīng)方面考慮，優(yōu)選2,4_甲 苯二異氰酸酯、2,6_甲苯二異氰酸酯、4,4' -二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸 酯。另外，這些二異氰酸酯可以單獨(dú)使用一種，也可以組合使用兩種以上。
[0025] 多元醇 本發(fā)明中所述的聚氨酯含有作為單體成分的多元醇。多元醇是具有2個(gè)以上羥基的 醇類的統(tǒng)稱，優(yōu)選具有2~3個(gè)羥基的化合物。另外，多元醇的通過凝膠滲透色譜（GPC)法 測(cè)定的苯乙烯換算數(shù)均分子量為400~5, 000,更優(yōu)選為400~4, 100,特別優(yōu)選為400~ 2, 500。如果多元醇的數(shù)均分子量處于前述范圍內(nèi)，則可以合成剛性（硬度、彈性模量）和 韌性（拉伸強(qiáng)度）的平衡良好的聚氨酯。多元醇的數(shù)均分子量超過5, 000時(shí)，易導(dǎo)致得到 的聚氨酯的剛性低。另一方面，多元醇的數(shù)均分子量不足400時(shí)，易導(dǎo)致得到的聚氨酯的韌 性低。
[0026] 可以使用聚氨酯技術(shù)領(lǐng)域中通常使用的多元醇，可以列舉例如羥基封端聚酯、聚 醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烴多元醇、聚酯碳酸酯多元醇、聚醚碳酸酯多 元醇、聚酯酰胺多元醇等。
[0027] 聚醚多元醇，如聚四亞甲基二醇（PTMG)、聚丙二醇（PPG)、聚乙二醇（PEG)、聚環(huán)氧 乙烷-丙二醇（EO-PO)、聚環(huán)氧乙烷-雙酚A醚、聚環(huán)氧丙烷-雙酚A等。
[0028] 聚酯多元醇，如聚丁烯己二酯、聚己撐己二酯、聚己內(nèi)酯多元醇等。
[0029] 聚碳酸酯多元醇，可以列舉聚己內(nèi)酯多元醇等聚酯二醇和碳酸亞烷基酯的反應(yīng)生 成物、使碳酸亞乙酯和多元醇反應(yīng)所得到的反應(yīng)混合物和有機(jī)二羧酸的反應(yīng)生成物等。
[0030] 另外，還可以使用1，3_丙二醇、1，4_ 丁二醇、1，6-己二醇、二乙二醇、聚乙二醇、聚 丙二醇、聚四亞甲基二醇等二醇和碳酰氯、碳酸二烯丙酯、環(huán)式碳酸酯的反應(yīng)生成物。
[0031] 作為上述聚烯烴多元醇，本發(fā)明的發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)意外地發(fā)現(xiàn)選擇含碳-碳雙鍵 多元醇，尤其是與其他不含碳碳雙鍵多元醇配合使用時(shí)，如羥基封端聚丁二烯、蓖麻油系多