CN102660217A - 聚氨酯湿固化热熔包覆胶及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工胶粘剂技术领域，涉及一种家具及装饰构件异形面包覆用聚氨酯湿固化热熔包覆胶及其制作方法。按照重量份计算，该聚氨酯湿固化热熔包覆胶的原料包括以下成分：聚酯多元醇混合物、二异氰酸酯、增塑剂、扩链剂、增粘树脂；其中，聚酯多元醇混合物的相对分子质量为2000～8000；聚酯多元醇混合物由商品牌号为PHL-1600、PH-2000、CMA-1044和CMA-44组成；二异氰酸酯选自二苯甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。聚氨酯湿固化热熔包覆胶不含任何有机溶剂，固含量100%、湿固化快，操作简单，经过交联固化，最终粘接强度更高，粘合密实，能够细致表现原作品的艺术美感。

Description

聚氨酯湿固化热熔包覆胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于化工胶粘剂技术领域，涉及一种聚氨酯湿固化热熔包覆胶及其制作方法，以及其在家具及装饰构件异形面包覆中的应用。

背景技术

20 世纪40 年代，聚氨酯胶黏剂开始成为众多胶黏剂中一员，20 世纪80 年代以后发展迅速，通过调节其原料及配方，可设计出不同性能的聚氨酯胶黏剂，至今已成为品种繁多、应用广泛的一类胶黏剂。1984年美国市场上出现了反应型PU-HMA(聚氨酯热熔胶)，解决了以往PU胶粘剂使用过程中的诸多不足之处。

湿固化PU-HMA兼具HMA胶黏剂和反应性胶黏剂的优点，由于PUR瞬间粘接强度较大，初始强度优异，又具有可交联固化功能，能有效提高最终制品的粘接强度、耐热性、耐化学药品性和耐久性，耐低温性能优良，在零下30℃ 以下胶层也不发脆，在70℃ 高温下不开胶，因此不但可满足家具的质量要求，还有利于自动化、机械化高速批量生产；提高生产效率。目前，PU-HMA和湿固化PU密封剂在世界各国发展较快，并且已广泛用于建筑材料(木工装板、夹芯板粘接等)，汽车材料、书藉装订和机械等领域中。

2010年，热熔胶作为胶粘剂工业领域中的重要产品，表现出良好的增长势头。2009全年全球热熔胶的市场销售额累计约为33亿美元，2010年热熔胶的市场销售额达到35亿美元，在国际市场上，全球热熔胶的市场需求将随着橡胶工业的发展而稳定增加，其中欧美等发达国家和地区需求增长缓慢，而亚洲地区尤其是中国将保持较快的增长速度。由于热熔胶具有环保、安全、固化迅速、适合自动化生产等突出优点，在过去的十几年里，热熔胶一直是增长最快的胶粘剂品种之一。在发达地区热熔胶在所有胶粘剂产品中已经占有了相当高的比例，其中北美地区最高，接近20%。

对家具及装饰构件异形面部位的包覆装饰，是针对家具或装饰件的非平整(异形)面进行涂贴装饰的过程，其目的是对这些非平整侧面或端面做紧贴处理，除了达到阻止环境中的水分、酸、碱、微生物和害虫的侵蚀外，还要呈现这些部位的“线条感”。其贴饰过程是用与包覆异形面相吻合的施胶和推压装置进行循序压合 (见附图1)，在贴饰方面最重要的要求是保障基材与饰面膜之间快速固化，粘接密实、牢固，细致表现这些曲面的艺术美感。而目前市场上的产品很少有能达到此要求的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种用于中、高压密度板、层压板、实木板及其它钢铁、合金和复合板材的(椭)圆形曲面、台阶面、异形面的包封贴覆装饰用聚氨酯湿固化热熔包覆胶。该聚氨酯湿固化热熔包覆胶不含任何有机溶剂，固含量100%、 湿固化快，操作简单，经过交联固化，最终粘接强度更高，粘合密实，能够细致表现原作品的艺术美感。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种聚氨酯湿固化热熔包覆胶，按照重量份计算，原料包括以下成分：

聚酯多元醇混合物     160份～180份

二异氰酸酯        160份～180份

增塑剂           263份～196份

扩链剂          14份～18份

增粘树脂        5份～12份；

   其中，二异氰酸酯选自二苯甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；聚酯多元醇混合物的相对分子质量为2000～8000；

所述聚酯多元醇混合物的组成成分和比例为：

牌号PHL-1600的聚酯多元醇      20份～45份

牌号PH-2000的聚酯多元醇      5份～18份

牌号CMA-1044的聚酯多元醇    36份～48份

牌号CMA-44的聚酯多元醇      10份～22份。

所述增塑剂优选为聚酰胺树脂，扩链剂优选为YH-55偶联剂，增粘树脂优选为萜烯树脂。

原料还包括7 ～10份的填料和0.5 ～1.5份的隐性催化剂（根据用户需要选择），所述填料为纳米级气相白炭黑，所述隐性催化剂为双吗啉基二乙基醚。

制备上述聚氨酯湿固化热熔包覆胶的方法，按重量份计算，配好聚酯多元醇混合物、增粘树脂、填料、增塑剂和扩链剂，将其投入反应釜中充分混合，升温至75℃～125℃溶化，并在-0.08 MPa至-0.1 MPa 的压力下脱水，降温至60℃～80℃，再加入二异氰酸酯，聚合反应3 h～4.5 h，直至残余的异氰酸根的摩尔百分含量达到0.2%-3%；然后加入隐性催化剂，继续搅拌分散25 min～40 min，降温至60℃～80℃，趁热过滤、出料，即得到聚氨酯湿固化热熔包覆胶。

控制聚氨酯湿固化热熔包覆胶的粘度在40000 cPa·s ～60000 cPa·s，开放时间为10秒～20秒。

本发明还提供了聚氨酯湿固化热熔包覆胶在家具及装饰构件异形面包覆中的应用，见图1。

下面对本发明做进一步的解释和说明：

本发明所述原料来源均为市购的现有产品。

   在反应性湿固化聚氨酯热熔胶的配方设计中，一般是通过改变配方原料中异氰酸与聚酯（与或聚醚）的摩尔比（简称R值）来调整产品的熔融黏度和开放时间，通过调整不同分子量的聚酯多元醇的配比来改变产品的粘接强度、定位时间和固化速度。本包覆胶的设计出发点是R值取1.0～2.0。

与现有技术相比，本发明的聚氨酯湿固化热熔包覆胶具有以下优势：

1、不含任何有机溶剂，固含量100%，具有环保价值。

2、湿气固化，无烘干过程，固化快，操作简单。

3、优异的初始强度，经过交联固化，最终粘接强度更高。粘合密实，能够细致表现原作品的艺术美感。

4、单组分型，易于工业自动化、机械化操作，提高生产效率。 

附图说明

    图1是用本发明的聚氨酯湿固化热熔包覆胶进行包覆贴合的一种方式示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。本发明的所有原料均为市购的现有产品，从网上可以直接查到购买厂家。

实施例1：

（1）称料配合聚酯多元醇混合物，其组成成分和重量份比例为：

牌号PHL-1600    20份

牌号PH-2000    16份

牌号CMA-1044  40份

牌号CMA-44    12份；

（2）按照重量份计算，称取上述聚酯多元醇混合物1120份、聚酰胺树脂282份和萜烯树脂17份、YH-55偶联剂19份、气相白炭黑7份加入反应釜中，在-0.08～-0.1 MPa 的压力下升温至100℃下熔化、脱水至液料无气泡逸出，降温至80℃，再称量158份二苯甲基二异氰酸酯(MDI)和50份甲苯二异氰酸酯(TDI)，加入反应釜中聚合反应3 h，直至残余的异氰酸根摩尔百分含量达到0.5%，再加入0.9份双吗啉基二乙基醚，继续搅拌分散25 min，降温至60℃，趁热过滤、出料，迅即密封包装即得聚氨酯湿固化热熔包覆胶。  

本实施例所得的聚氨酯湿固化热熔包覆胶的开放时间15秒，黏度可根据用户的不同要求控制在40000～60000 cPa··s(125℃下)，抗90°剥离强度达9 N/cm以上，粘接强度为18 MPa。

实施例2：

（1）称料配合聚酯多元醇混合物，其组成成分和重量份比例为： 

 牌号PHL-1600  30份

牌号PH-2000   12份

牌号CMA-1044  16份

牌号CMA-44    15份；

（2）按照重量份计算，称取聚酯多元醇混合物、增塑剂和扩链剂（见表1的数据），在-0.08～-0.1 MPa 的压力下升温至110℃下熔化、脱水至液料无气泡逸出，降温至90℃，再称量二异氰酸酯（见表1），加入反应釜中聚合反应4 h左右，直至残余的异氰酸根摩尔百分含量达到1%，然后加入1.0份双吗啉基二乙基醚，继续搅拌分散30 min，降温至65℃，趁热过滤、出料，迅即密封包装即得聚氨酯湿固化热熔包覆胶。  

本实施例所得的聚氨酯湿固化热熔包覆胶的开放时间15～18秒，黏度可根据用户的不同要求控制在40000～60000 cPa·s(125℃下)，抗90°剥离强度达11 N/cm以上，粘接强度为20MPa。

实施例3：

（1）称料配合聚酯多元醇混合物，其组成成分和重量份比例为： 

牌号PHL-1600  45份

牌号PH-2000   18份

牌号CMA-1044  45份

牌号CMA-44    20份；

（2）按照重量份计算，称取聚酯多元醇混合物、增塑剂和扩链剂（见表1），在-0.08～-0.1 MPa 的压力下升温至120℃下熔化、脱水至液料无气泡逸出，降温至80℃，再称量二异氰酸酯（见表1），加入反应釜中聚合反应4.5h左右，直至残余的异氰酸根摩尔百分含量达到1.2%，继续搅拌分散25 min，降温至60℃，趁热过滤、出料，迅即密封包装即得聚氨酯湿固化热熔包覆胶。  

本实施例所得的聚氨酯湿固化热熔包覆胶的开放时间19秒，黏度可根据用户的不同要求控制在40000～60000 cPa··s(125℃下)，抗90°剥离强度达11 N/cm以上，粘接强度为19 MPa。

实施例4～6：

实施例4-实施例6的制备过程与上述实施例1相同，原料用量按表1中给定的数据称取，投加、升降温操作顺序也与上述程序类似。最终产品聚氨酯湿固化热熔包覆胶的开放时间为15～28秒，用于含水率为5%～20%的木材基材的胶接时都有很好的胶接强度，抗90°剥离强度达9～15 N/cm，此处不再一一赘述。

表1 实施例1-6中各原料的重量份配比

Claims (6)

1.一种聚氨酯湿固化热熔包覆胶，其特征是，按照重量份计算，原料包括以下成分：

聚酯多元醇混合物     160份～180份

二异氰酸酯           160份～180份

增塑剂                63份～196份

扩链剂              14份～18份

增粘树脂             5份～12份；

   其中，二异氰酸酯选自二苯甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种；聚酯多元醇混合物的相对分子质量为2000～8000；

所述聚酯多元醇混合物的组成成分和比例为：

牌号PHL-1600的聚酯多元醇    20份～45份

牌号PH-2000的聚酯多元醇      5份～18份

牌号CMA-1044的聚酯多元醇    36份～48份

牌号CMA-44的聚酯多元醇      10份～22份。

2.根据权利要求1所述聚氨酯湿固化热熔包覆胶，其特征是，所述增塑剂为聚酰胺树脂，扩链剂为YH-55偶联剂，增粘树脂为萜烯树脂。

3.根据权利要求1所述聚氨酯湿固化热熔包覆胶，其特征是，原料还包括7 ～10份的填料和0.5 ～1.5份的隐性催化剂，所述填料为纳米级气相白炭黑，所述隐性催化剂为双吗啉基二乙基醚。

4.制备权利要求1～3之一所述聚氨酯湿固化热熔包覆胶的方法，其特征是，按权利要求1～3之一的重量份计算，配好聚酯多元醇混合物、增粘树脂、填料、增塑剂和扩链剂，将其投入反应釜中充分混合，升温至75℃～125℃溶化，并在-0.08 MPa至-0.1 MPa 的压力下脱水，降温至60℃～80℃，再加入二异氰酸酯，聚合反应3 h～4.5 h，直至残余的异氰酸根的摩尔百分含量达到0.2%-3%；然后加入隐性催化剂，继续搅拌分散25 min～40 min，降温至60℃～80℃，趁热过滤、出料，即得到聚氨酯湿固化热熔包覆胶。

5.根据权利要求4所述聚氨酯湿固化热熔包覆胶的制备方法，其特征是，控制聚氨酯湿固化热熔包覆胶的粘度在40000 cPa··s～60000 cPa··s，开放时间为10秒～20秒。

6.权利要求1-3之一所述聚氨酯湿固化热熔包覆胶在家具及装饰构件异形面包覆中的应用。

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