聚氨酯热熔胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及热熔胶领域，尤其是涉及一种聚氨酯热熔胶及其制备方法。

背景技术

反应型聚氨酯热熔胶兼具普通热熔胶的初粘性好、定位快、操作方便，无溶剂，而且有双组份反应型胶粘剂的良好粘接性能、耐介质、耐热等优点，因此近年来得到快速发展，广泛应用于电子工业、木工行业、纺织工业、汽车工业、电子工业以及包装工业。

目前市场出现的反应型聚氨酯热熔胶为改善初始粘接强度、实现快速定位提高，普遍采用添加结晶型聚酯多元醇的方法来实现热熔胶的快速冷却定位，但结晶型聚酯多元醇的添加会导致热熔胶在冷却后发生结晶收缩，导致固化后对基材的最终粘结力不高。此外，在某些应用中，要求工件施胶贴合后就具有一定的耐热性。

发明内容

基于此，有必要提供一种可以解决上述问题的聚氨酯热熔胶。

此外，还有必要提供一种上述聚氨酯热熔胶的制备方法。

一种聚氨酯热熔胶，按照总份数为100份的质量份数，包括：

10份～25份的聚醚多元醇；

5份～15份的异氰酸酯；

30份～55份的增粘树脂；

10份～30份的热塑性树脂；

0.2份～1.0份的附着力促进剂；

0.1份～0.5份的抗氧剂；

0.05份～0.3份的消泡剂；

0.01份～0.1份的稳定剂；以及

0.01份～0.3份的催化剂；

所述聚氨酯热熔胶中，异氰酸酯基的总含量为1wt％～3wt％。

在一个实施例中，所述聚醚多元醇的羟值为14mgKOH/g～112mgKOH/g。

在一个实施例中，所述聚醚多元醇选自聚氧化亚乙基二醇、聚氧化亚丙基二醇、聚四氢呋喃二醇、双酚A/氧化丙烯聚醚二醇、双酚A/氧化乙烯聚醚二醇和共聚醚二醇中的至少一种。

在一个实施例中，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯异构体、二苯基甲烷 -4,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷-2,4’-二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷 -4,4’-二异氰酸酯、萘-1,4-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、二烷基取代-二苯基甲烷二异氰酸酯、四烷基取代-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苄基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯和1,4-亚苯基二异氰酸酯中的至少一种。

在一个实施例中，所述增粘树脂的软化点为80℃～150℃。

在一个实施例中，所述增粘树脂选自松香树脂、改性松香树脂、松香季戊四醇酯、C5石油树脂、C9石油树脂、萜烯树脂和单体树脂中的至少一种。

在一个实施例中，所述热塑性树脂选自热塑性丙烯酯树脂、乙烯-醋酸乙烯树脂、热塑性聚氨酯树脂、热塑性聚酯树脂、非晶态α-烯烃共聚物和苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。

在一个实施例中，所述附着力促进剂选自KH550、KH560、KH570、KH590、

在一个实施例中，所述抗氧剂选自抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098和抗氧剂1024中的至少一种；

所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、四甲基乙二胺、三亚乙基二胺、双吗啉基二乙基醚和二吗啉三乙基醚中的至少一种；

所述消泡剂为非有机硅聚合物消泡剂；

所述稳定剂选自磷酸、苯甲酰氯、苯甲酸和多聚磷酸中的至少一种。

一种上述的聚氨酯热熔胶的制备方法，包括如下步骤：

在保护气体氛围下，将增粘树脂、热塑性树脂、抗氧剂、消泡剂和稳定剂加热至120℃～200℃充分搅拌并完全熔融，得到第一混合物；

在所述保护气体氛围下，将所述第一混合物降温至100℃～130℃，接着加入聚醚多元醇，得到第二混合物，抽真空至真空度为-0.05MPa～0.095MPa，干燥脱水至所述第二混合物的水分含量低于0.05wt％；

在所述保护气体氛围、真空度为-0.05MPa～0.095MPa的条件下，将所述第二混合物降温至95℃～115℃，加入异氰酸酯，并且在95℃～115℃条件下反应 1.5h～2h，再加入附着力促进剂和催化剂，得到第三混合物；以及

在所述保护气体氛围、真空度为-0.05MPa～0.095MPa的条件下，将所述第三混合物升温至160℃～180℃，接着搅拌脱泡30min～50min，得到所需要的聚氨酯热熔胶，其中，按照总份数为100份的质量份数，所述聚氨酯热熔胶包括： 10份～25份的所述聚醚多元醇、5份～15份的所述异氰酸酯、30份～55份的所述增粘树脂、10份～30份的所述热塑性树脂、0.2份～1.0份的附着力促进剂、 0.1份～0.5份的所述抗氧剂、0.05份～0.3份的所述消泡剂、0.01份～0.1份的所述稳定剂以及0.01份～0.3份的所述催化剂，所述聚氨酯热熔胶中，异氰酸酯基的总含量为1wt％～3wt％。

本发明的聚氨酯热熔胶的原料组分中不包括结晶型聚酯多元醇，可以避免聚氨酯热熔胶因结晶引起的体积收缩，有利于基材粘接改善，提高了最终粘结力；原料组分中采用高比例增粘树脂，从而有效降低了聚氨酯热熔胶热熔状态下的粘度，同时获得良好的操作工艺性，改善对基材润湿，同时实现快速定位并且具有一定的耐热性。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一实施方式的聚氨酯热熔胶，按照总份数为100份的质量份数，包括：10份～25份的聚醚多元醇、5份～15份的异氰酸酯、30份～55份的增粘树脂、10份～30份的热塑性树脂、0.2份～1.0份的附着力促进剂、0.1 份～0.5份的抗氧剂、0.05份～0.3份的消泡剂、0.01份～0.1份的稳定剂以及0.01 份～0.3份的催化剂，所述聚氨酯热熔胶中，异氰酸酯基的总含量为1wt％～ 3wt％。

聚氨酯热熔胶中，异氰酸酯基的总含量为1wt％～3wt％。

需要指出的是，聚醚多元醇无结晶型。

本发明的聚氨酯热熔胶的原料组分中不包括结晶性聚酯多元醇，可以避免聚氨酯热熔胶因结晶引起的体积收缩，有利于基材粘接改善，提高了最终粘结力；原料组分中采用高比例增粘树脂，从而有效降低了聚氨酯热熔胶热熔状态下的粘度，同时获得良好的操作工艺性，改善对基材润湿，同时实现快速定位并且具有一定的耐热性。

此外，热塑性树脂的加入改善了聚氨酯热熔胶的前期内聚强度，粘接基材时具有良好的初粘力和抗蠕变性能，有利于聚氨酯热熔胶的初始粘接力的改善，但同时也带来聚氨酯热熔胶粘度偏大的问题，不方便点胶。

而本发明的聚氨酯热熔胶的原料组分中采用高比例增粘树脂，从而有效降低了聚氨酯热熔胶热熔状态下的粘度。

本实施方式中，聚醚多元醇的羟值为14mgKOH/g～112mgKOH/g。

优选的，聚醚多元醇选自聚氧化亚乙基二醇、聚氧化亚丙基二醇、聚四氢呋喃二醇、双酚A/氧化丙烯聚醚二醇、双酚A/氧化乙烯聚醚二醇和共聚醚二醇中的至少一种。

更优选的，本实施方式中，聚醚多元醇选自聚氧化亚乙基二醇、聚氧化亚丙基二醇和聚四氢呋喃二醇中的至少一种。

优选的，异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯(TDI)异构体、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、二苯基甲烷-2,4’-二异氰酸酯(MDI)、碳化二亚胺改性二苯基甲烷 -4,4’-二异氰酸酯(C-MDI)、萘-1,4-二异氰酸酯(NDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯 (XDI)、二烷基取代-二苯基甲烷二异氰酸酯、四烷基取代-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苄基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯和1,4-亚苯基二异氰酸酯中的至少一种。

更优选的，本实施方式中，异氰酸酯为选自二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯 (MDI)、二苯基甲烷-2,4’-二异氰酸酯(MDI)和碳化二亚胺改性二苯基甲烷-4,4’- 二异氰酸酯(C-MDI)中的至少一种。

本实施方式中，增粘树脂的软化点为80℃～150℃。

优选的，增粘树脂选自松香树脂、改性松香树脂、松香季戊四醇酯、C5石油树脂、C9石油树脂、萜烯树脂和单体树脂(PMRs)中的至少一种。

单体树脂(PMRs)是一种水白透明，高色泽稳定性，高热稳定性芳香族石油树脂，由纯芳香族石油单体(如苯乙烯单体及α-甲基苯乙烯单体)聚合而成。

单体树脂(PMRs)广泛与各种聚合物相容，包括：SBR、SBC(SEBS、SIS、SBS)、亚克力树脂、EVA和氯丁橡胶等。因此，PMRs可以用来制作各种配方，比如从胶黏剂及密封胶到蜡制品，从涂料到塑料及橡胶共混。

更优选的，本实施方式中，增粘树脂选自改性松香树脂、C9石油树脂、萜烯树脂和单体树脂中的至少一种。

优选的，热塑性树脂选自热塑性丙烯酯树脂、乙烯-醋酸乙烯树脂、热塑性聚氨酯树脂、热塑性聚酯树脂、非晶态α-烯烃共聚物和苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。

更优选的，本实施方式中，热塑性树脂选自热塑性丙烯酯树脂、乙烯-醋酸乙烯树脂、热塑性聚氨酯树脂、热塑性聚酯树脂和苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。

优选的，附着力促进剂选自KH550、KH560、KH570、KH590、

更优选的，本实施方式中，附着力促进剂选自KH590、

优选的，抗氧剂选自抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098 和抗氧剂1024中的至少一种。

更优选的，本实施方式中，抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076中的至少一种。

优选的，催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、四甲基乙二胺、三亚乙基二胺、双吗啉基二乙基醚和二吗啉三乙基醚中的至少一种。

更优选地，催化剂为双吗啉基二乙基醚。

优选的，消泡剂为非有机硅聚合物消泡剂。具体来说，消泡剂为BYK-A535。

优选的，稳定剂选自磷酸、苯甲酰氯、苯甲酸和多聚磷酸中的至少一种。

更优选地，稳定剂选自磷酸和多聚磷酸中的至少一种。

本发明还公开了一实施方式的上述的聚氨酯热熔胶的制备方法，包括如下步骤：

S10、在保护气体氛围下，将增粘树脂、热塑性树脂、抗氧剂、消泡剂和稳定剂加热至120℃～200℃充分搅拌并完全熔融，得到第一混合物。

S20、在保护气体氛围下，将第一混合物降温至100℃～130℃，接着加入聚醚多元醇，得到第二混合物，抽真空至真空度为-0.05MPa～0.095MPa，干燥脱水至第二混合物的水分含量低于0.05wt％。

S30、在保护气体氛围、真空度为-0.05MPa～0.095MPa的条件下，将第二混合物降温至95℃～115℃，加入异氰酸酯，并且在95℃～115℃条件下反应1.5h～ 2h，再加入附着力促进剂和催化剂，得到第三混合物。

S40、在保护气体氛围、真空度为-0.05MPa～0.095MPa的条件下，将第三混合物升温至160℃～180℃，接着搅拌脱泡30min～50min，得到所需要的聚氨酯热熔胶。

按照总份数为100份的质量份数，得到的聚氨酯热熔胶包括：10份～25份的聚醚多元醇、5份～15份的异氰酸酯、30份～55份的增粘树脂、10份～30 份的热塑性树脂、0.2份～1.0份的附着力促进剂；0.1份～0.5份的抗氧剂、0.05 份～0.3份的消泡剂、0.01份～0.1份的稳定剂以及0.01份～0.3份的催化剂，聚氨酯热熔胶中，异氰酸酯基的总含量为1wt％～3wt％。

本实施方式中，保护气体氛围为氮气氛围。

需要指出的是，S40还包括在搅拌脱泡后，通入氮气泄压的操作。

以下为具体实施例。

实施例1

将增粘树脂SYLVARES SA120 33.53kg、SYLVALTE RE100L 12.54kg、EVA 树脂12.75kg、TPU树脂Pearlbond

实施例2

将增粘树脂SYLVARES SA120 37.26kg、SYLVALTE RE100L 12.35kg、EVA 树脂9.80kg、Pearlbond

实施例3

将增粘树脂SYLVARES SA120 33.52kg、SYLVALTE RE100L 12.54kg、EVA 树脂12.75kg、Pearlbond

对比例1

将增粘树脂SYLVARES SA120 17.80kg、SYLVALTE RE100L 8.16kg、EVA 树脂9.32kg、Pearlbond

胶水性能测试

熔融后出胶状态测试

样品采用150℃加热30分钟，使固体融为液体，然后采用点胶机，设置气压为0.3MPa，采用22#针头在170℃条件下进行点胶，观察出胶是否顺畅无断胶。

粘度测试

采用美国BROOKFIELD旋转粘度计在170℃温度下对样品进行测试粘度。

粘接样片制备

设置出胶速度为0.04g/s，点胶机移动速度300mm/s在基材上进行点胶，然后用另一片基材贴合，再用130℃的热压机采用0.3MPa压力进行热压贴合3秒完成制样。

剥离力测试

样片裁切成一定宽度的样条，分别测试点胶后室温放置10分钟后在25℃和 45℃条件下的初始剥离力；样片在条件为25℃，湿度为60％下放置固化三天后在拉力机上采用100mm/min的剥离速度测试样条在25℃和65℃条件下的最终剥离力。

胶水性能的测试结果见下表1。

表1

由表1可以看出，实施例1～3制得的聚氨酯热熔胶的粘度适中，可以顺利出胶，在25℃和45℃条件下均具有较高的初始剥离力，并且在65℃剥离力也较高，具有一定的耐热性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。