一种粘结助剂、制备方法及其在不饱和树脂泡沫中的应用与流程

1.本发明属于粘结助剂的制备技术领域，具体涉及一种粘结助剂、制备方法及其在不饱和树脂泡沫中的应用。


背景技术：

2.不饱和聚酯泡沫与基材表面粘接强度很低，市场一般采用直接添加偶联剂的方法，或者采用底涂黏结助剂的方式预先对基材进行处理。当采用添加偶联剂改性的方式时，由于直接加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的分子量比较小，且多数不能直接参与固化反应，导致改性效果不佳，如果要达到较好的增强作用需要加入的硅烷偶联剂量较多；当用处理剂对基材进行预先处理时，存在现场操作比较麻烦的问题。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足，提供一种粘结助剂、制备方法及其在不饱和树脂泡沫中的应用。
4.本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下：一种粘接助剂的制备方法，具体步骤如下：（1）、将氨基硅烷偶联剂滴加到多异氰酸酯的有机溶液中，惰性氛围下先室温反应0.5-1 h，再加热反应1-2 h，加热温度为50-70 ℃；（2）、待步骤（1）反应完毕，加入小分子不饱和一元醇继续反应，反应温度为70-80 ℃，反应时间为5-8 h，反应结束后在此温度下抽真空脱除溶剂，即制得粘结助剂。
5.较好地，所述氨基硅烷偶联剂为双（3-三甲氧基硅基丙基）胺、双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-苯氨基甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0006]
较好地，所述小分子不饱和一元醇为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的一种或多种。
[0007]
较好地，所述多异氰酸酯为hdi缩二脲、hdi三聚体、tdi三聚体、ipdi三聚体中的一种或几种。
[0008]
较好地，所述多异氰酸酯、氨基硅烷偶联剂、小分子不饱和一元醇的摩尔比例为1：（1.5-2.5）：（0.5-1.5），其中多异氰酸酯与氨基硅烷偶联剂、小分子不饱和一元醇之和的摩尔比为1:3。
[0009]
较好地，所述有机溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯、丁酮、甲苯或碳酸二甲酯。
[0010]
较好地，所述多异氰酸酯与有机溶剂的重量比为100：（50-100）。
[0011]
由上述制备方法制备的粘结助剂。
[0012]
上述粘结助剂在不饱和树脂泡沫中的应用，所述粘结助剂的添加量为不饱和树脂重量的（1-3）%。
[0013]
本发明的积极有益效果如下：
本发明通过在氨基硅烷偶联剂与多异氰酸酯反应初步制备含异氰酸酯基的粘接剂，然后进一步与小分子不饱和一元醇反应制备出含乙烯基、氨基甲酸酯基、脲基以及大量硅氧烷的粘接助剂，其中氨基硅烷偶联剂中的氨基与多异氰酸酯的异氰酸酯基反应制备成含有异氰酸酯基团及大量硅氧烷的分子，然后含羟基的不饱和小分子与异氰酸酯反应制备成含乙烯基的粘接助剂，当将其用于改性不饱和聚酯树脂泡沫时，粘结助剂分子链中一方面通过乙烯基参与到不饱和聚酯树脂的主链反应，另一方面在固化过程中粘接助剂里的硅氧烷结构与玻璃，阳极氧化铝等基材表面形成更好的粘接强度。且本发明使用较少的该粘结助剂即可很好地改性不饱和树脂泡沫的粘结性能。
具体实施方式
[0014]
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细、清楚地描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
[0015]
实施例1：一种粘接助剂的制备方法，具体步骤如下：（1）、将双（3-三甲氧基硅基丙基）胺滴加到hdi缩二脲的有机溶液中，惰性氛围下先室温反应1 h，再加热反应2 h，加热温度为50 ℃；（2）、待步骤（1）反应完毕，加入甲基丙烯酸羟乙酯继续反应，反应温度为70℃，反应时间为8 h，反应结束后在此温度下抽真空脱除溶剂，即制得粘结助剂。
[0016]
所述hdi缩二脲、双（3-三甲氧基硅基丙基）胺、甲基丙烯酸羟乙酯的反应摩尔比为1：1.5：1.5。
[0017]
所述有机溶剂为乙酸丁酯，hdi缩二脲与乙酸丁酯的重量比为100：50。
[0018]
实施例2：一种粘接助剂的制备方法，具体步骤如下：（1）、将双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺滴加到tdi三聚体的有机溶液中，惰性氛围下先室温反应0.8 h，再加热反应1.5 h，加热温度为60 ℃；（2）、待步骤（1）反应完毕，加入甲基丙烯酸羟丙酯继续反应，反应温度为75℃，反应时间为7 h，反应结束后在此温度下抽真空脱除溶剂，即制得粘结助剂。
[0019]
所述tdi三聚体、双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺、甲基丙烯酸羟丙酯的反应摩尔比为1：2：1。
[0020]
所述有机溶剂为乙酸乙酯，tdi三聚体与乙酸乙酯的重量比为100：80。
[0021]
实施例3：一种粘接助剂的制备方法，具体步骤如下：（1）、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷滴加到ipdi三聚体的有机溶液中，惰性氛围下先室温反应0.5 h，再加热反应1h，加热温度为70℃；（2）、待步骤（1）反应完毕，加入丙烯酸羟丙酯继续反应，反应温度为80℃，反应时间为5h，反应结束后在此温度下抽真空脱除溶剂，即制得粘结助剂。
[0022]
所述ipdi三聚体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、丙烯酸羟丙酯的反应比例为1：2.5：0.5。
[0023]
所述有机溶剂为乙酸乙酯，ipdi三聚体与乙酸乙酯的重量比为100：100。
[0024]
应用案例1：将实施例1制备的粘结助剂应用在不饱和树脂泡沫中，其中粘结助剂的添加量为不饱和树脂的1%。
[0025]
应用方法具体为：将196型不饱和聚酯树脂，在过氧化二苯甲酰作引发剂，expancel 461du40作发泡微球下，与实施例1制备的粘接助剂按质量比为100:0.4:4：1的比例在常温条件下混合均匀，在120℃的条件下保温50min，最终发泡成型。
[0026]
对改性后的不饱和树脂泡沫做粘结性能测试，测试结果如表1所示。
[0027]
应用案例2：将实施例2制备的粘结助剂应用在不饱和树脂泡沫中，其中粘结助剂的添加量为不饱和树脂泡沫总重的2%。
[0028]
应用方法具体为：将196型不饱和聚酯树脂，在过氧化二苯甲酰作引发剂，expancel 461du40作发泡微球下，与实施例2制备的粘接助剂按质量比为100:0.4:4：2的比例在常温条件下混合均匀，在120℃的条件下保温50min，最终发泡成型。
[0029]
对改性后的不饱和树脂泡沫做粘结性能测试，测试结果如表1所示。
[0030]
应用案例3：将实施例3制备的粘结助剂应用在不饱和树脂泡沫中，其中粘结助剂的添加量为不饱和树脂泡沫总重的3%。
[0031]
应用方法具体为：将196型不饱和聚酯树脂，在过氧化二苯甲酰作引发剂，expancel 461du40作发泡微球下，与实施例3制备的粘接助剂按质量比为100:0.4:4：3的比例在常温条件下混合均匀，在120℃的条件下保温50min，最终发泡成型。
[0032]
对比例：将196型不饱和聚酯树脂，在过氧化二苯甲酰作引发剂，expancel 461du40作发泡微球下，与普通硅烷偶联剂按质量比为100:0.4:4：2的比例在常温条件下混合均匀，在120℃的条件下保温50min，最终发泡成型。
[0033]
对改性后的不饱和树脂泡沫做粘结性能测试，测试结果如表1所示。
[0034]
表1 粘结强度（mpa）破坏形式对比例3.730%表面破坏应用案例15.88%表面破坏应用案例26.19%表面破坏应用案例36.73%表面破坏由表1可知：应用案例1-3中制备的改性的不饱和树脂泡沫与硅烷偶联剂改性的不饱和树脂泡沫相比，粘接性能被大幅度提升，粘接强度是使用硅烷偶联剂改性时的近2倍，基材表面破坏程度大幅降低，因此达到改性的目的。