一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠，由以下重量份的原料組成：聚醚多元醇10～30份，聚酯多元醇30～50份，異氰酸酯12～16份，增粘樹脂6～20份，反應(yīng)性增塑劑8～20份，潛固化劑1～3份，催化劑0.1～0.5份。本發(fā)明制備的反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠具有良好的粘接強(qiáng)度、柔韌性、抗冷熱沖擊性、耐水及耐老化性能，并提高了固化速度，給PUR膠性能帶來極大的改善。
【專利說明】一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠及其制備方法，屬于化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的愈發(fā)重視，環(huán)境友好型產(chǎn)品越來越受到普遍的關(guān)注。環(huán)境友好型膠黏劑因具有無毒無害、無環(huán)境污染、使用方便等優(yōu)勢(shì)而逐漸成為未來膠黏劑的發(fā)展趨勢(shì)。
[0003]反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠(PUR)作為一種高性能環(huán)保型膠黏劑，適應(yīng)了國內(nèi)外對(duì)環(huán)境越來越重視的需要。PUR膠從在20多年前被開發(fā)成功起就備受寵愛，已經(jīng)在歐美日本等工業(yè)大國得到越來越多的發(fā)展。雖然PUR膠目前在中國還是處于起步階段，但是已經(jīng)有越來越多的客戶認(rèn)識(shí)到了 PUR膠的優(yōu)點(diǎn)，遺憾的是由于技術(shù)的原因，嚴(yán)重限制了國內(nèi)PUR膠的發(fā)展。目前PUR膠主要還是依賴進(jìn)口，國內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)能生產(chǎn)出PUR膠，但技術(shù)水平低，質(zhì)量差，難以滿足國內(nèi)高端客戶在電子和微電子行業(yè)的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中PUR膠存在的粘接強(qiáng)度低、抗冷熱沖擊性能差、耐水性能差、耐老化性能差以及固化速度慢的弱點(diǎn)，本發(fā)明提供一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠及其制備方法，本發(fā)明制備的反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠為單組分濕氣固化聚氨酯膠粘劑，屬于無溶劑環(huán)保型膠黏劑行業(yè)，應(yīng)用在電子和微電子行業(yè)塑料和多種金屬基材的粘接，本發(fā)明制備的反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠具有良好的粘接強(qiáng)度、柔韌性、抗冷熱沖擊性、耐水及耐老化性能，并提高了固化速度，給PUR膠性能帶來極大的改善。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠，由以下重量份的原料組成:
[0006]聚醚多元醇10~30份，聚酯多元醇30~50份，異氰酸酯12~16份，增粘樹脂6~20份，反應(yīng)性增塑劑8~20份，潛固化劑I~3份，催化劑0.1~0.5份。
[0007]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0008]進(jìn)一步，所述聚醚多元醇指分子量在1000~4000的聚氧化丙烯二醇，優(yōu)選為天津石化三廠市售的PPG204、PPG210、PPG220中的一種或兩種的混合物。
[0009]進(jìn)一步，所述聚酯多元醇為聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇中的一種或兩種的混合物，所述聚己二酸己二醇酯二醇優(yōu)選為江蘇旭川化學(xué)公司市售的XCP-3000H,其羥值為 35 ~39mgK0H/g，酸值為 0.1 ~0.8mgK0H/g,所述聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二醇優(yōu)選為青島新宇田化工有限公司市售的P0L-356T，其羥值為53~59mgK0H/g，酸值為 0.1 ~0.8mgK0H/g。
[0010]進(jìn)一步，所述異氰酸酯優(yōu)選為煙臺(tái)萬華股份有限公司市售的4，4’ 二苯基甲烷二異氰酸酯MD1、德國拜耳公司市售的甲苯二異氰酸酯TDI80/20中的一種或兩種的混合物。
[0011]進(jìn)一步，所述增粘樹脂為石油樹脂、萜烯樹脂中的一種或兩種的混合物。[0012]進(jìn)一步，所述反應(yīng)性增塑劑為二甲苯甲醛樹脂，優(yōu)選牌號(hào)為日本三菱瓦斯公司市售的商品名為“Nikanol ”樹脂。
[0013]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是二甲苯甲醛樹脂分子結(jié)構(gòu)中含有羥基、醚鍵等活性基團(tuán)，分子組成中有80%以上為二甲苯次甲基結(jié)構(gòu)，自身有很好的韌性基團(tuán)和耐水性能，其活性氧含量9~12%，羥基值4.5%。本配方選用它參與對(duì)異氰酸酯反應(yīng)，有效地提高了產(chǎn)品的柔韌性、粘接強(qiáng)度、抗沖擊性及耐水耐老化性能。
[0014]進(jìn)一步，所述潛固化劑為歐洲CARBON化學(xué)研究所的ALT-101。
[0015]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是其在PUR體系中通過與水(或濕氣)優(yōu)先反應(yīng)產(chǎn)生活性基團(tuán)，然后活性基團(tuán)與異氰酸酯基迅速交聯(lián)固化成膜，從根本上解決聚氨酯體系在濕固化過程中發(fā)泡問題,從而加快PUR中NCO的固化速度。
[0016]進(jìn)一步，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、三乙烯二胺中的一種或兩種的混合物。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018]本發(fā)明制備的反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠為單組分濕氣固化聚氨酯膠粘劑，屬于無溶劑環(huán)保型膠黏劑行業(yè)，應(yīng)用在電子和微電子行業(yè)塑料和多種金屬基材的粘接。
[0019]本發(fā)明制備的PUR膠的粘接強(qiáng)度、柔韌性、抗冷熱沖擊性、耐水、耐老化性能以及固化速度，都比目前市面上的同類膠黏劑有極大的提高，能夠滿足手機(jī)、通訊設(shè)備等高端領(lǐng)域的苛刻要求。
[0020]本發(fā)明還提供了上述反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠的制備方法，包括:
[0021]將聚醚多元醇10~30重量份、聚酯多元醇30~50重量份加入反應(yīng)爸中，真空脫水，然后冷卻到80°C，邊攪拌邊加入反應(yīng)性增塑劑8~20重量份和異氰酸酯12~16重量份，然后緩慢升溫至70~90°C，同`時(shí)充氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)2~3小時(shí)，待取樣分析NC0%含量達(dá)到設(shè)計(jì)值(1.8%~2.9%)后，再加入增粘樹脂6~20重量份、潛固化劑I~3重量份和催化劑0.1~0.5重量份，在90~110°C條件下抽真空至無氣泡出現(xiàn)，出料，密閉包裝，即得。
[0022]使用時(shí)，先開啟加熱系統(tǒng)，溫度設(shè)置為100~160°C，用膠槍涂膠，在開放時(shí)間內(nèi)盡快壓合，室溫2~7天可以達(dá)到最高強(qiáng)度。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0024]進(jìn)一步，所述真空脫水的條件為110~120°C真空脫水1.5~2.5小時(shí)，真空度為-0.1 ~-0.08MPa。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0026]以下實(shí)施例中的原料均為重量份數(shù)；聚醚多元醇PPG210、聚醚多元醇PPG220、聚醚多元醇PPG204為天津石化三廠市售；聚酯多元醇P0L-356T為青島新宇田化工有限公司市售，其羥值為53~59mgK0H/g，酸值為0.1~0.8mgK0H/g ;聚酯多元醇XCP-3000H為江蘇旭川化學(xué)公司市售，其羥值為35~39mgK0H/g，酸值為0.1~0.8mgK0H/g ;反應(yīng)性增塑劑“Nikanol”樹脂為日本三菱瓦斯公司市售；4，4’ 二苯基甲烷二異氰酸酯MDI為煙臺(tái)萬華股份有限公司市售；甲苯二異氰酸酯TDI80/20為德國拜耳公司市售；潛固化劑ALT-101為歐洲CARBON化學(xué)研究所提供；[0027]實(shí)施例1
[0028]將聚醚多元醇PPG21021份，聚酯多元醇P0L-356T計(jì)43份加入反應(yīng)釜中，于120°C下真空脫水2小時(shí)，真空度保持在-0.09MPao然后冷卻到80°C，邊攪拌遍加入反應(yīng)性增塑齊『Nikanol ”樹脂10份和4，4’ 二苯基甲烷二異氰酸酯MDI計(jì)14份，然后緩慢升溫，控制溫度在80°C，同時(shí)充氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)2.5小時(shí)。待取樣分析NC0%含量達(dá)到設(shè)計(jì)值2.5%后，再加入萜烯樹脂11份，潛固化劑ALT-101計(jì)2份，催化劑三乙烯二胺0.2份。在溫度為100°C的條件下抽真空至無氣泡出現(xiàn)，然后出料，密閉包裝。得到本發(fā)明PUR膠，放置待用。
[0029]實(shí)施例2
[0030]將聚醚多元醇PPG220計(jì)10份，聚酯多元醇XCP-3000H計(jì)50份加入反應(yīng)釜中，于110°C下真空脫水2.5小時(shí)，真空度保持在-0.08MPa。然后冷卻到80°C，邊攪拌遍加入反應(yīng)性增塑劑“Nikanol”樹脂8份和甲苯二異氰酸酯TDI80/20計(jì)13份，然后緩慢升溫，控制溫度在70°C，同時(shí)充氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)2.5小時(shí)。待取樣分析NC0%含量達(dá)到設(shè)計(jì)值2.0%后，再加入石油增粘樹脂6份，潛固化劑ALT-101計(jì)3份，催化劑二月桂酸二丁基錫0.1份。在溫度為90°C的條件下抽真空至無氣泡出現(xiàn)，然后出料，密閉包裝。得到本發(fā)明PUR膠，放置待用。
[0031]實(shí)施例3
[0032]將聚醚多元醇PPG204計(jì)30份，聚酯多元醇P0L-356T計(jì)30份加入反應(yīng)釜中，于110°C下真空脫水3.5小時(shí)，真空度保持在-0.09MPa。然后冷卻到80°C，邊攪拌遍加入反應(yīng)性增塑劑“Nikanol”樹脂18份和4，4’ 二苯基甲烷二異氰酸酯MDI計(jì)16份，然后緩慢升溫，控制溫度在80°C，同時(shí)充氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)2.5小時(shí)。待取樣分析NC0%含量達(dá)到設(shè)計(jì)值2.8%后，再加入萜烯增粘樹脂10份和石油增粘樹脂10份，潛固化劑ALT-101計(jì)1份，催化劑二月桂酸二丁基錫0.1份和三乙烯二胺0.3份。在溫度為110°C的條件下抽真空至無氣泡出現(xiàn)，然后出料，密閉包裝。得到本發(fā)明PUR膠，放置待用。
`[0033]實(shí)施例4
[0034]將聚醚多元醇PPG204計(jì)20份，聚酯多元醇P0L-356T計(jì)12份和XCP-3000H計(jì)30份加入反應(yīng)釜中，于120°C下真空脫水2.5小時(shí)，真空度保持在-0.08MPa。然后冷卻到80°C，邊攪拌遍加入反應(yīng)性增塑劑“Nikanol”樹脂13份和4，4’ 二苯基甲烷二異氰酸酯MDI計(jì)15份，然后緩慢升溫，控制溫度在80°C，同時(shí)充氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)2.0小時(shí)。待取樣分析NC0%含量達(dá)到設(shè)計(jì)值1.8%后，再加入萜烯增粘樹脂13份，潛固化劑ALT-101計(jì)2.5份，催化劑三乙烯二胺0.3份。在溫度為90°C的條件下抽真空至無氣泡出現(xiàn)，然后出料，密閉包裝。得到本發(fā)明PUR膠，放置待用。
[0035]實(shí)施例5
[0036]將聚醚多元醇PPG210計(jì)15份和PPG204計(jì)10份，聚酯多元醇P0L-356T計(jì)38份加入反應(yīng)釜中，于120°C下真空脫水2小時(shí)，真空度保持在-0.09MPa。然后冷卻到80°C，邊攪拌遍加入反應(yīng)性增塑劑“Nikanol”樹脂20份和4，4’ 二苯基甲烷二異氰酸酯MDI計(jì)10份和甲苯二異氰酸酯TDI80/20計(jì)2份，然后緩慢升溫，控制溫度在80°C，同時(shí)充氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)3.0小時(shí)。待取樣分析NC0%含量達(dá)到設(shè)計(jì)值2.3%后，再加入萜烯增粘樹脂8份，潛固化劑ALT-101計(jì)1.5份，催化劑二月桂酸二丁基錫0.1份和三乙烯二胺0.4份。在溫度為105°C的條件下抽真空至無氣泡出現(xiàn)，然后出料，密閉包裝。得到本發(fā)明PUR膠，放置待用。[0037]以上實(shí)施例1至實(shí)施例5，工藝使用時(shí)，先開啟加熱系統(tǒng)，溫度設(shè)置為100~160°C，用膠槍涂膠，在開放時(shí)間內(nèi)盡快壓合。一般室溫7天可以達(dá)到最高強(qiáng)度。
[0038]對(duì)比實(shí)施例1
[0039]傳統(tǒng)PUR膠配方即未加反應(yīng)性增塑劑二甲苯甲醛樹脂和潛固化劑的配方，生產(chǎn)工藝如下:將聚醚多元醇PPG210計(jì)20份，聚酯多元醇P0L-356T計(jì)45份加入反應(yīng)釜中，于120°C下真空脫水2小時(shí)，真空度保持在-0.09MPa。然后冷卻到80°C，邊攪拌遍加入4，4’二苯基甲烷二異氰酸酯MDI計(jì)15份，然后緩慢升溫，控制溫度在80°C，同時(shí)充氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)2.5小時(shí)。待取樣分析NC0%含量達(dá)到設(shè)計(jì)值后，再加入萜烯增粘樹脂15份，催化劑二月桂酸二丁基錫0.1份和三乙烯二胺0.4份。在溫度為110°C的條件下抽真空至無氣泡出現(xiàn)，然后出料，密閉包裝，放置待用。
[0040]將上述實(shí)施例1~5制得的PUR膠與對(duì)比實(shí)施例1制備的PUR膠按膠粘劑試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行機(jī)械性能測(cè)試、固化速度、耐水測(cè)試、鹽霧測(cè)試和雙85老化后測(cè)試，數(shù)據(jù)結(jié)果如表1、表2所示。本發(fā)明所述的粘接強(qiáng)度、柔韌性、抗沖擊性能分別由拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、剪切強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度和熱沖擊性的數(shù)值進(jìn)行表征；耐水耐老化性能和固化速度由表2所有檢測(cè)項(xiàng)目的數(shù)值進(jìn)行表征。
[0041]表1實(shí)施例與對(duì)比實(shí)施例1機(jī)械性能測(cè)試對(duì)照
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠，其特征在于，由以下重量份的原料組成: 聚醚多元醇10~30份，聚酯多元醇30~50份，異氰酸酯12~16份，增粘樹脂6~20份，反應(yīng)性增塑劑8~20份，潛固化劑I~3份，催化劑0.1~0.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠，其特征在于，所述聚醚多元醇指分子量在1000~4000的聚氧化丙烯二醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠，其特征在于，所述聚酯多元醇為聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二醇中的一種或兩種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠，其特征在于，所述異氰酸酯為4，4’ 二苯基甲烷二異氰酸酯MD1、甲苯二異氰酸酯TDI80/20中的一種或兩種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠，其特征在于，所述增粘樹脂為石油樹脂、萜烯樹脂中的一種或兩種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠，其特征在于，所述反應(yīng)性增塑劑為二甲苯甲醛樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠，其特征在于，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、三乙烯二胺中的一種或兩種的混合物。
8.一種反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠的制備方法，其特征在于，包括: 將聚醚多元醇10~30重量份、聚酯多元醇30~50重量份加入反應(yīng)爸中，真空脫水，然后冷卻到80°C，邊攪拌邊加入反應(yīng)性增塑劑8~20重量份和異氰酸酯12~16重量份，然后緩慢升溫至70~90°C，同`時(shí)充氮?dú)獗Ｗo(hù)，反應(yīng)2~3小時(shí)，待取樣分析NCO%含量達(dá)到1.8%~2.9%后，再加入增粘樹脂6~20重量份、潛固化劑I~3重量份和催化劑0.1~0.5重量份，在90~110°C條件下抽真空至無氣泡出現(xiàn)，出料，密閉包裝，即得。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述真空脫水的條件為110~120°C真空脫水1.5~2.5小時(shí)，真空度為-0.1~-0.08MPa。
【文檔編號(hào)】C08G18/42GK103627362SQ201310625264
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】姜貴琳, 王建斌, 陳田安, 解海華 申請(qǐng)人:煙臺(tái)德邦科技有限公司