(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010227578.6
(22)申请日 2020.03.26
公司
地址 401366 重庆市南岸区茶园江峡路8号
天海星9栋
(72)发明人 何彬 冉忠祥 刘志林 李有刚
罗宇
(74)专利代理机构 重庆鼎慧峰合知识产权代理
事务所(普通合伙) 50236
代理人 龚世妍
(51)Int.Cl.
C09J 175/14(2006.01)
C09J 11/06(2006.01)
C08G 18/68(2006.01)
C08G 18/42(2006.01)C08G 18/48(2006.01)C08G 18/62(2006.01)
(54)发明名称粘接非极性材料的聚氨酯热熔胶及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种粘接非极性材料的单组份自组装湿气固化聚氨酯热熔胶，其原材料按重量份数计，由以下组分组成：聚酯多元醇5-15份，二聚酸聚酯多元醇15-25份，聚醚多元醇10-30份，单官能度羟基树脂10-20份，聚烯烃树脂15-30份、碳氢树脂15-30份，抗氧剂0.2份，异氰酸酯15-20份。本发明的聚氨酯热熔胶制备方法简单，制备得到的聚氨酯热熔胶不仅对极性材料有很好的粘接强度，同时对非极性材料具有优异的粘接效果。拓宽了聚氨酯热熔胶的应用范围，开放时间240-600秒，熔融粘度为10000-15000mpa.s/130℃，使用方便；对非极性材料的终粘强度可以 达到300N/25mm。权利要求书1页 说明书7页CN 111234768 A 2020.06.05
C N 111234768
A
1.粘接非极性材料的聚氨酯热熔胶，其特征在于，其原材料按重量份数计，由以下组分组成：聚酯多元醇5-15份，二聚酸聚酯多元醇15-25份，聚醚多元醇10-30份，单官能度羟基树脂10-20份，聚烯烃树脂1
5-30份，碳氢树脂15-30份，抗氧剂0.2份和异氰酸酯15-20份。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，其原材料按重量份数计，由以下组分组成：聚酯多元醇10份，二聚酸聚酯多元醇20份，聚醚多元醇12份，单官能度羟基树脂10份，聚烯烃树脂25份，碳氢树脂22份，抗氧剂0.2份，异氰酸酯17份。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述聚酯多元醇数均分子量为2000-8500，为己二酸-1,4丁二醇酯二醇、己二酸-1,6己二醇酯二醇、癸二酸-癸二醇酯二醇，十二烷基二酸-十二烷基二醇酯二醇，聚己二酸-二甘醇-新戊二醇酯二醇、聚己二酸-新戊二醇酯二醇、聚己二酸-芳香酸-二甘醇-乙二醇酯二醇、聚己内酯二元醇或聚碳酸酯二元醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述二聚酸聚酯多元醇数均分子量为1000-3000，羟值为36-112mgKOH/g，为脂肪族二聚酸-丁二醇酯二醇，脂肪族二聚酸-己二醇酯二醇，芳香族二聚酸-己二醇酯二醇，脂环族二聚酸-己二醇酯二醇，脂环族二聚酸-癸二醇酯二醇中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述聚醚多元醇数均分子量为1000-4000，羟值为28-112mgKOH/g，为聚氧化丙烯二醇，聚乙二醇，聚四氢呋喃二醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述单官能度羟基树脂数均分子量为500-2000，为改性的脂肪族醇，
其结构式为：
其中m，n，p取值大于等于10，小于40的正整数，R1为甲基，乙基，丙基，异丙基，苯基中的一种，R2为不含羟基的松香或松香衍生物。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述聚烯烃树脂软化点在60-140℃，为非晶态α-烯烃共聚物，聚醋酸乙烯酯，聚氯乙烯，聚乙烯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述碳氢树脂软化点在75-120℃，为C9碳氢树脂，C5碳氢树脂，C9改性C5树脂，萜烯树脂，古马隆树脂，单体树脂中的一种或多种；所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]酯，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种。
9.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯中的一种或多种。
10.权利要求1-9任一项所述聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，具体步骤为：按重量份称取各组分，
将聚酯多元醇，二聚酸多元醇，聚醚多元醇，聚烯烃树脂，碳氢树脂和抗氧剂混合均匀，在130±5℃熔融并脱水50-70min，测试含水量≤200ppm后，降温至80℃加入异氰酸酯抽真空反应1小时，再加入单官能度羟基树脂反应1小时后，升温至120℃出料。
权 利 要 求 书1/1页CN 111234768 A
粘接非极性材料的聚氨酯热熔胶及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于聚氨酯胶黏剂技术领域，涉及一种可粘接非极性材料的单组份自组装湿气固化聚氨酯热熔胶及其制备方法。
背景技术
[0002]聚氨酯胶黏剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或异氰酸酯基(-NCO)的胶粘剂，与含有活泼氢的材料表面能够形成优良的化学粘合力。随着环保要求的日趋严格以及高效率的工艺要求，传统的有机溶剂型胶黏剂被逐渐淘汰，转向发展热熔性胶黏剂。因此，大力开发满足市场需求的热熔性胶黏剂成为我国聚氨酯胶黏剂行业的主要发展趋势。
[0003]湿气固化聚氨酯热熔胶，简称PUR，是聚氨酯热熔胶中的一种，部分聚氨酯预聚体以NCO封端，加热可熔融，与空气中的水分或接着面(例如木材、塑料、纸张、皮革等)上的活泼氢物质反应形成交联，固化后具有高剥离强度、耐酸碱、耐水解的特性。
[0004]湿气固化型聚氨酯热熔胶加热可熔融，熔融后具有良好的流动性、可涂布性、材料润湿性，应用面广泛，可大大提高生产效率，近年来在汽车、电子，家电等行业中受到热捧。由于反应型聚氨酯热熔胶属于极性热熔胶，只能粘接PU，ABS，PVC，PC等极性材料，对于非极性材料，必须对材料进行表面处理才能够进一步粘接，这样不仅增加了生产工艺的复杂性，同时减少了聚氨酯热熔胶的应用领域。
发明内容
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于针对现有反应型聚氨酯热熔胶只能粘接极性材料，对于非极性材料不能直接粘接的问题，提供一种粘接非极性材料的单组份自组装湿气固化聚氨酯热熔胶及其制备方法。
[0006]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] 1.粘接非极性材料的聚氨酯热熔胶，其原材料按重量份数计，由以下组分组成：聚酯多元醇5-15份，二聚酸聚酯多元醇15-25份，聚醚多元醇10-30份，单官能度羟基树脂10-20份，聚烯烃树脂15-30份，碳氢树脂15-30份，抗氧剂0.2份和异氰酸酯15-20份。
[0008]进一步，由以下组分组成：聚酯多元醇10份，二聚酸聚酯多元醇20份，聚醚多元醇12份，单官能度羟基树脂10份，聚烯烃树脂25份，碳氢树脂15份，抗氧剂0.2份，异氰酸酯17份。
[0009]进一步，所述聚酯多元醇数均分子量为2000-8500，为己二酸-1,4丁二醇酯二醇、己二酸-1,6己二醇酯二醇、癸二酸-癸二醇酯二醇，十二烷基二酸-十二烷基二醇酯二醇，聚己二酸-二甘醇-新戊二醇酯二醇、聚己二酸-新戊二醇酯二醇、聚己二酸-芳香酸-二甘醇-乙二醇酯二醇、聚己内酯二元醇或聚碳酸酯二元醇中的一种或多种。
[0010]进一步，所述二聚酸聚酯多元醇数均分子量为1000-3000，羟值为36-112mgKOH/g，为脂肪族二聚酸-丁二醇酯二醇，脂肪族二聚酸-己二醇酯二醇，芳香族二聚酸-己二醇酯二
醇，脂环族二聚酸-己二醇酯二醇，脂环族二聚酸-癸二醇酯二醇中的一种或多种。[0011]进一步，所述聚醚多元醇数均分子量为1000-4000，羟值为28-112mgKOH/g，为聚氧化丙烯二醇，聚乙二醇，聚四氢呋喃二醇中的一种或多种。
[0012]进一步，所述单官能度羟基树脂数均分子量为500-2000，为改性的脂肪族醇，其结构式为：
[0013]
[0014]其中m，n，p取值大于等于10，小于40的正整数，R1为甲基，乙基，丙基，异丙基，苯基中的一种，R2为不含羟基的松香或松香衍生物。
[0015]进一步，所述聚烯烃树脂软化点在60-140℃，为非晶态α-烯烃共聚物，聚醋酸乙烯酯，聚氯乙烯，聚乙烯中的一种或多种。
[0016]进一步，所述碳氢树脂软化点在75-120℃，为C9碳氢树脂，C5碳氢树脂，C9改性C5树脂，萜烯树脂，古马隆树脂，单体树脂中的一种或多种；所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]酯，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种。
[0017]进一步，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯中的一种或多种。
[0018] 2.粘接非极性材料的聚氨酯热熔胶的制备方法，具体步骤为：按重量份称取各组分，将聚酯多元醇，二聚酸多元醇，聚醚多元醇，聚烯烃树脂，碳氢树脂和抗氧剂混合均匀，在130±5℃熔融并脱水50-70min，测试含水量≤200ppm后，降温至80℃加入异氰酸酯抽真空反应1小时，再加入单官能度羟基树脂反应1小时后，升温至120℃出料。
[0019]本发明的有益效果在于：本发明提供的单组份自组装湿气固化聚氨酯热熔胶可用于粘接非极性材料和极性材料，拓宽了聚氨酯热熔胶的应用范围，开放时间240-600秒，熔融粘度为10000-15000mpa.s/130℃，使用方便；对非极性材料的终粘强度可以达到300N/ 25mm。本发明通过聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚烯烃树脂提供了热熔胶的内聚强度以及极性由强到弱的过渡桥梁，极性聚酯多元醇提供了与极性材料的粘接作用，粘接非极性基材是聚烯烃树脂，尤其是APAO等物质。本发明的聚氨酯热熔胶中组合物质经适宜的配比后极性组成一份梯度，只有形成这种梯度，才能粘接住极性基材和非极性基材。二聚酸聚酯多元醇树脂进一步辅助聚酯多元醇和聚烯烃树脂形成的体系作过渡。单官能度羟基树脂整体主要起自组装作用，没有这个物质，聚氨酯热熔胶內部空间模型无法形成，促使热熔胶的非极性成分向非极性材料定向迁移；单官能度羟基树脂中羟基端属于反应性基团，可以反应接到PUR的NCO端，以伯羟基反应活性最大，其他羟基反应活性次之。单官能度羟基树脂的另外一端极性低，对低极性基材起粘接作用。如果单官能度羟基树脂分子量太大，相容性不好，分子量太小，低极性不够，对低极性材料粘接力弱。聚醚多元醇还和碳氢树脂提高对基材的浸润性，还增加组分体系相容性，调整聚氨酯热熔胶粘度。
具体实施方式
[0020]下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
[0021]一种粘接非极性材料的单组份自组装湿气固化聚氨酯热熔胶，其原材料按重量份数计，由以下组分组成：聚酯多元醇5-15份，二聚酸聚酯多元醇15-25份，聚醚多元醇10-30份，单官能度羟基树脂10-20份，聚烯烃树脂15-30份、碳氢树脂15-30份，抗氧剂0.2份，异氰酸酯15-20份。
[0022]优选的，其原材料按重量份数计，由以下组分组成：聚酯多元醇10份，二聚酸聚酯多元醇20份，聚醚多元醇12份，单官能度羟基树脂10份，聚烯烃树脂25份，碳氢树脂22份，抗氧剂0.2份，异氰酸酯17份。
[0023]进一步，所述聚酯多元醇数均分子量为2000-8500。
[0024]进一步，所述聚酯多元醇为己二酸-1,4丁二醇酯二醇、己二酸-1,6己二醇酯二醇、癸二酸-癸二醇酯二醇，十二烷基二酸-十二烷基二醇酯二醇，聚己二酸-二甘醇-新戊二醇酯二醇、聚己二酸-新戊二醇酯二醇、聚己二酸-芳香酸-二甘醇-乙二醇酯二醇、聚己内酯二元醇或聚碳酸酯二元醇中的一种或多种的组合。可选自：青岛新宇田POL-356，赢创DYNACOLL 7360，赢创DYNACOLL7380，赢创DYNACOLL 7361，赢创DYNACOLL 7210，赢创DYNACOLL7250，旭川化学XCP-3000，聚仁化工聚己内酯多元醇PCL2302，宇部化学聚碳酸酯二醇UH-CARB300。
[0025]进一步，所述二聚酸聚酯多元醇数均分子量为1000-3000，羟值为36-112mgKOH/g，为脂肪族二聚酸-丁二醇酯二醇，脂肪族二聚酸-己二醇酯二醇，芳香族二聚酸-己二醇酯二醇，脂环族二聚酸-己二醇
酯二醇，脂环族二聚酸-癸二醇酯二醇中的一种或多种的组合。可选自：佰源化工二聚酸聚酯多元醇BY3022，英国禾大二聚酸聚酯多元醇PRIPOL1013，PRIPOL1017，PRIPOL1025，PRIPOL1027。
[0026]进一步，所述聚醚多元醇数均分子量为1000-4000，羟值为28-112mgKOH/g，为聚氧化丙烯二醇，聚乙二醇，聚四氢呋喃二醇中的一种或多种的组合。可选自：日本三菱化学PTMG型多元醇PTMG-1000,PTMG-2000，PTMG-3000，PTMG-4000，巴斯夫PolyTHF 1000(聚四氢呋喃醚二醇PTMG)，PolyTHF 2000，高桥石化聚氧化丙烯二醇PPG1000，PPG2000，PPG3000，海安石油化工厂PPG4000，韩国乐天PEG1000，PEG2000，PEG3000，PEG4000。
[0027]进一步，所述单官能度羟基树脂数均分子量为500-2000，为改性的脂肪族醇。更进一步，单官能度羟基树脂的羟基在分子端部，优选伯羟基。其结构如下：
[0028]
[0029]其中m，n，p取值大于等于10，小于40的正整数，R1为甲基，乙基，丙基，异丙基，苯基中的一种，R2为不含羟基的松香或松香衍生物。
[0030]进一步，单官能度羟基树脂的合成：
[0031]合成原料为乙烯，丙烯，带双键的松香树脂单体。
[0032]合成方法：采用叶立德同源聚合方法制备端羟基聚乙烯，采用均匀催化剂如金属茂催化剂合成适当分子量的聚丙烯，采用特殊催化剂合成适当分子量的聚合松香。利用链转移剂把端羟基聚乙烯转移到聚丙烯链上，再和聚合松香链接组合，得到单官能度羟基树脂。
[0033]进一步，所述聚烯烃树脂软化点在60-140℃，为非晶态α-烯烃共聚物，聚醋酸乙烯酯，聚氯乙烯，聚乙烯中的一种或多种。可选自：赢创APAO Vestoplast 408,Vestoplast
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