一種可實現快速定位的聚氨酯熱熔膠的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種可實現快速定位的聚氨酯熱熔膠的制備方法，屬于化學膠黏劑領 域。
【背景技術】
[0002] 當前，在觸摸屏封裝制造的流水線環節中，對提高生產效率的要求極為迫切。目前 普遍使用傳統的熱熔膠進行定位封裝。由于傳統的熱熔膠初粘力低，定位時間長，粘接強度 低，其5分鐘的初始定位強度不足0.IMPa，因此必須通過固定器具進行保壓，以滿足壓合的 質量。為了確保器件能夠滿足封裝貼合的要求，一般情況下保壓的時間需要2小時以上，嚴 重制約了觸摸屏封裝制造的生產效率，而且保壓器具很多，浪費了大量的資源和空間，提高 了制造的成本。同時，因為傳統熱熔膠粘接強度低的缺點，24小時的粘接強度不足4.OMPa， 造成產品廢品率高。因此，研發一種快速定位封裝材料，成為該領域的迫切需求。
[0003] 研發快速定位封裝材料在國外發展迅猛，主要公司包括漢高、富樂、3M公司等。我 國起步比較晚，研發機構較少，主要包括煙臺德邦科技有限公司等。因此快速定位封裝材料 的研發，市場潛力巨大。
【發明內容】
[0004] 為了解決現有技術中聚氨酯熱熔膠存在的初粘強度低、無法快速定位、抗冷熱沖 擊性能差、耐鹽霧性能差、耐老化性能差以及粘接強度低的弱點，本發明提供一種可實現快 速定位的聚氨酯熱熔膠及其制備方法，其制備的聚氨酯熱熔膠為單組分濕氣固化聚氨酯膠 粘劑，屬于無溶劑環保型膠黏劑行業，適于塑料和多種金屬基材的粘接。
[0005] 本發明涉及一種可實現快速定位的聚氨酯熱熔膠，具備高初粘性，施膠后5min的 粘接強度高于〇. 5MPa，可實現快速定位，然后該材料可通過后固化發生交聯反應，從而提高 材料的本體強度、耐熱性、耐水和耐化學性能。
[0006] 本發明的可實現快速定位的聚氨酯熱熔膠可以體現出幾大優勢：（1)良好的柔韌 性和粘接強度，可以克服不同材料間的膨脹系數差異的影響，應力分布均勻，從而封裝不同 類型的基材；（2)初粘強度高：施膠后5min的粘接強度高于0. 5MPa; (3)開放時間短：小于 3min; (4)粘度低易操作：100°C熔融黏度低于8Pa.S; (5)熱穩定性好：120°C加熱5小時粘 度升高值低于30% ; (6)耐跌落性能好：滾筒跌落高于300次；（7)最終強度高：PC同PET材 料粘接強度高于7MPa。
[0007] 本發明的聚氨酯熱熔膠可實現快速定位的機理是：采用二甲苯甲醛樹脂和特種丙 烯酸樹脂作為復合改性劑，二者發揮協同作用，產生一加一大于二的效果。采用的丙烯酸樹 脂為具有特殊分子官能結構的樹脂，其活性官能團能夠與異氰酸酯發生接枝聚合反應，有 效地改善了熱熔膠的結晶性，從而實現快速定位功能。采用的二甲苯甲醛樹脂作為高效增 粘劑，參與對異氰酸酯反應，提高了熱熔膠的初始粘接強度，從而實現快速定位的功能，同 時二甲苯甲醛樹脂作為增韌劑，有效地提高了產品的柔韌性、抗沖擊性及耐水耐老化性能。 另外，硅氧烷雜化異氰酸酯基團發生濕固化交聯反應，生成強韌性的致密體型大分子，從而 獲得最終的高強度。
[0008] 本發明的技術方案如下：一種可實現快速定位的聚氨酯熱熔膠的制備方法，制備 步驟為： a.將反應性增粘劑5~20份，氫化雙酚A計1~8份加入反應釜中，于 110°C、-0. 095MPa脫水2h，降溫至70°C，加入催化劑0. 01~0. 05份，多異氰酸酯10~45 份，以400~700轉/分鐘的轉速攪拌，于70°C~80°C反應1~3小時。再加入硅烷改性 劑20~30份，于70°C~80°C反應2~5小時，制得硅烷封端改性預聚體，氫化雙酚A能夠 賦予膠黏劑的骨架剛性結構，提高粘接強度和抗沖擊性能。
[0009] b.將聚酯多元醇40~65份、聚醚多元醇15~35份、丙烯酸樹脂10~30份于 120°C、-0. 095MPa進行脫水2h，脫水完畢后，加入多異氰酸酯12~35份，以400~700轉 /分鐘的轉速攪拌，于l〇〇°C~120°C下反應1~3小時，再加入本步驟a制備的硅烷封端改 性預聚體5~25份、抗氧劑0. 02份~1份、催化劑0. 001~0. 1份，升溫到110°C，抽真空 至-0. 095MPa以下，脫除氣泡30min，出料，密閉包裝，制得快速定位的聚氨酯熱熔膠。
[0010] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進： 進一步，所述步驟a和b中的多異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯（TDI-80、TDI-100)、二 苯基甲烷_4,4 '-二異氰酸酯（MDI)、六甲撐二異氰酸酯（HDI)、間苯二甲撐二異氰酸酯 (M-XDI)、多次甲基多苯基多異氰酸酯（PAPI)、三苯基甲烷三異氰酸酯（TTI)、2,4-甲苯二 異氰酸酯三聚體、HDI三聚體、1，5-萘二異氰酸酯、氫化TDI、氫化MDI中的至少一種。優選 為煙臺萬華股份有限公司市售的4, 4'二苯基甲烷二異氰酸酯MDI、德國拜耳公司市售的甲 苯二異氰酸酯TDI-80、TDI-100和HDI三聚體DesmodurN3300中的一種或幾種的混合物。
[0011] 進一步，所述步驟a中反應性增粘劑為二甲苯甲醛樹脂。優選牌號為日本三菱瓦 斯公司市售的商品名為"Nikanol"樹脂。
[0012] 采用上述進一步方案的有益效果是二甲苯甲醛樹脂分子結構中含有羥基、醚鍵等 活性基團，分子組成中有80%以上為二甲苯次甲基結構，自身有很好的韌性基團和耐水性 能，其活性氧含量9~12%，羥基值4. 5%。本發明選用它作為增粘劑和增韌劑，參與對異氰 酸酯反應，提高了熱熔膠的初始粘接強度，從而實現快速定位的功能，同時也有效地提高了 產品的柔韌性、最終粘接強度、抗沖擊性及耐水耐老化性能。
[0013] 進一步，所述步驟a和b中的催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、辛酸鉛、三乙 胺、三亞乙基二胺、辛酸鈷、辛酸鐵、環烷酸鋅、鈦酸四異丁酯、二嗎啉基二乙基醚（DMDEE)中 的至少一種。
[0014] 進一步，所述步驟a中硅烷改性劑為佛山道寧公司的有機硅烷Y9669、KH550、 KH560、A189中的一種或幾種。
[0015] 采用上述進一步方案的有益效果是，采用硅烷雜化聚氨酯技術，分子結構中特有 的硅氧烷型基團可以生成體型結構，使聚合物在反應擴鏈后呈三維網狀結構發展，可以引 發更長的耐荷分子鏈，賦予膠黏劑更長的延伸率，更高的撕裂強度、拉伸強度和剝離強度， 以及更好的附著力。
[0016] 進一步，所述步驟b中聚醚多元醇為分子量在1000~4000的聚氧化丙烯二元醇、 聚氧化丙烯-氧化乙烯二元醇、聚四氫呋喃醚二醇、聚己內酯二醇、聚碳酸酯二醇中的一 種，優選為市售的PTMG2000、PTMG3000、PPG204、PPG210、PPG220中的一種或兩種的混合物。
[0017] 進一步，所述步驟b中聚酯多元醇為己二酸與1，4-丁二醇、新戊二醇、乙二醇、二 甘醇和1，6-己二醇中的至少一種二元醇聚合而成，所述聚己二酸己二醇酯二醇優選為江 蘇旭川化學公司市售的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。
[0018] 采用上述進一步方案的有益效果是，本發明采用的多元醇有多種結晶性或非結晶 性多元醇混合組成，增加結晶性多元醇的量可以提高初始強度，但是結晶性過大，膠層致 密，會妨礙水汽進入，使固化速度減慢；增加非結晶性多元醇的量可以延長開放時間，但初 始強度會降低。因此需要平衡各種多元醇的用量，以期獲得良好的性能。
[0019] 進一步，所述步驟b中丙烯酸樹脂，具體為煙臺聯邦公司所產的DB256、DB66、DB68 中的一種。
[0020] 采用上述進一步方案的有益效果是，本發明采用煙臺聯邦公司所產的丙烯酸樹脂 為具有未知具體結構的特殊分子官能結構的樹脂，其活性官能團能夠與異氰酸酯發生接枝 聚合反應，有效地改善了熱熔膠的結晶性，從而實現快速定位功能。
[0021] 進一步，所述步驟b中抗氧劑為市售的抗氧劑264、抗氧劑1010、抗氧劑1076中的 至少一種。
[0022] 采用上述進一步方案的有益效果是，抗氧劑能夠提高膠黏劑的抗老化性能。
[0023] 使用時，先開啟加熱系統，溫度設置為100~160°C，用膠槍涂膠，在開放時間內盡 快壓合，室溫7天可以達到最終強度。
[0024] 本發明是為了解決現有技術中聚氨酯熱熔膠存在的初始粘接強度低、抗沖擊性能 差、耐水性能差、耐老化性能差以及固化速度慢的弱點，提供一種可實現快速定位的聚氨酯 熱熔膠的制備方法，屬于無溶劑環保型膠黏劑行業，制得的聚氨酯熱熔膠可以滿足塑料和 多種金屬基材的復合粘接，給聚氨酯膠性能帶來極大的改善。
[0025] 本發明制備的聚氨酯熱熔膠，具有良好的初始強度，可實現高效快速的定位功能， 而且其粘接強度、柔韌性、抗沖擊性、耐水、耐老化性能以及固化速度都非常優異，比目前市 面上的同類膠黏劑有極大的提高，能夠滿足手機、通訊設備等高端制造領域的苛刻要求。
【具體實施方式】
[0026] 以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限 定本發明的范圍。
[0027] 以下實施例中的原料均為重量份數；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 蘇旭川化學公司市售，其羥值為35~39mgK0H/g，酸值為0. 1~0. 8mgK0H/g;反應性增粘 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為煙臺萬華 股份有限公司市售；甲苯二異氰酸酯I'D〗 80、TDI-100、DesmodurN3300為德國拜耳公司市 售；丙烯酸樹脂為煙臺聯邦公司所產的DB256、DB66、DB68中的至少一種。
[0028] 實施例1 : 1)將反應性增塑劑"Nikanol"樹脂5份，氫化雙酚A計8份加入反應 釜中，于110°C、-0. 095MPa