CN103059245A - 一种高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，将大分子多元醇75%-95%，扩链剂4%-10%、耐黄变助剂0.1%-1%、催化剂0.01%-0.1%；在60~120℃真空度不低于-0.095MPa下搅拌2-8h混合均匀；然后将二氰酸酯与上述物料混合后在80~100℃反应3~5min，在130℃条件下熟化5h或用浇注机挤出造粒得到成品；-OH与-NCO的摩尔比为1：0.9-1.5，催化剂占0.01%~0.1%。本发明生成的热塑性聚氨酯弹性体熔融指数高、剥离强度大，适用于熔融加工，粘合工艺简便，浪费少，粘接牢固；具有较高的模量、断裂强度以及优良的伸长率；粘接过程不需要有机溶剂。

Description

一种高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯材料技术，特别是一种高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法。

背景技术

热塑性聚氨酯（TPU）是一种由低聚物多元醇软段与二异氰酸酯-扩链剂硬段构成的的线性嵌段共聚物，它具有高光泽度、高附着力、良好的耐候性、对玻璃及极性小的材料的粘接性能良好等优点，并且其应用性能具有广泛的可调性，可以用作各种材质的粘合剂。

TPU加工工艺有熔融法和溶液法，熔融加工是用塑料工业常用的工艺：如混炼、压延、挤出、吹塑和模塑，加工工艺中不需要添加溶剂。溶液加工是TPU胶粒溶于溶剂或直接在溶剂中聚合而制成溶液再进行涂覆、纺丝等。

热熔胶具有粘合速度快、无毒、粘合工艺简单，又有较好的粘结强度与柔韧性，因此主要应用于片材、金属、木材、塑料等材质的面粘接，具有粘接面接合面积大，涂胶量均匀粘合平整等特点。而由于热熔胶使用可靠性高，化学和物理均匀性好，粘合工艺简便，浪费少，不存在混合问题，可使胶粘剂达到最佳物理性能，采用熔融法加工，不使用有机溶剂，生产场地不会受到污染。

随着国内外对环境污染问题越来越重视，热熔胶膜采用无溶剂热熔加工，可彻底解决溶剂引起的公害问题，并且节省成本，从而广泛受到用户的欢迎。由于国外企业对国内热熔胶技术的封锁，而国内在此方面研究不多，国内的产品也并不多见，生产量很小；国产聚氨酯热熔胶膜普遍存在粘接强度不好、抗回粘性差等缺点；而进口产品虽然性能较好，但价格昂贵，且供货不稳定，严重影响了国内相关产业的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，使得聚氨酯热熔胶具有较大的熔融指数和较高的剥离强度，适用于熔融加工工艺，具有环保、无溶剂污染等特点。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，其特征是：

首先将大分子多元醇、扩链剂、耐黄变助剂和催化剂按照一定比例投入到反应釜中，其中大分子多元醇占总投料量的75%-95%，扩链剂为总投料量的4%-10%，耐黄变助剂占总投料量的0.1%-1%，催化剂占总投料量的0.01%-0.1%；在60~120℃真空度不低于-0.095MPa下搅拌2-8h混合均匀，搅拌速率60~80r/min；

然后将一种或多种二氰酸酯与上述反应釜中的物料混合后在80~100℃反应3~5min，在130℃条件下熟化5h或者用浇注机进行浇注，接着在70~120℃下进入双螺杆反应器挤出，双螺杆温度设定在120-250℃之间，最后进行造粒得到成品；其中：二异氰酸酯的加入量以反应釜中的大分子多元醇和扩链剂的混合摩尔数为参照，二异氰酸酯以-NCO的含量计，大分子多元醇和扩链剂以-OH的含量计，-OH与-NCO的摩尔比为1：0.9-1.5，催化剂的用量占聚氨酯总质量的0.01%到0.1%之间。

所述高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，所述的大分子二醇可以为平均分子量为600-5000的聚酯二元醇、平均分子量为500-3000的聚醚二元醇的一种或几种任意比例的混合物。

所述高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，所述的扩链剂可以是1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、1,6-己二醇、甲基丙二醇、新戊二醇中的一种或几种任意比例的混合物。

所述高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，所述的二异氰酸酯可以是甲苯二异氰酸酯（TDI）、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）中的一种或几种任意比例的混合物。

所述高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，所述的催化剂可以是三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸、氯化亚锡的一种或几种任意比例的混合物。

所述高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，所述的耐黄变助剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076、抗氧剂264、UV-292、UV-327、UV-234中一种或几种任意比例的混合物。

本专利所述的份数，如无特别说明，均为质量份数。所述的分子量，均为数均分子量。

这些技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。

通过采用上述技术方案，本发明提供一种热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，可以使得生成的热塑性聚氨酯弹性体具有以下优点：

1、产品具有较高的熔融指数和较大的剥离强度，适用于熔融加工，粘合工艺简便，浪费少，粘接牢固；

2、产品具有较高的模量、断裂强度以及优良的伸长率；

3、粘接过程不需要有机溶剂，对环境不会造成溶剂挥发产生的污染，操作安全，无需防爆措施，加工工艺简单，不需要溶于有机溶剂，节省加工时间和能源消耗，减少了生产周期，降低成本。

具体实施方式

实施例1

将平均分子量1500的聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇300g、1,4-丁二醇9.01g和0.76g抗氧剂264、1.15g UV-292加入1.0L的玻璃瓶中，该装置带有搅拌、温控系统和真空系统。在真空度负压0.095MPa下温度控制在100-120℃抽空2h，测其水分需低于0.05%之下，而后加入0.38g氯化亚锡，搅拌均匀。

上述的混合物降至70℃后加入4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯73.6g，抽真空脱泡反应，反应三分钟后倒入聚四氟乙烯盘中，在130℃烘箱中熟化5h，测其性能。

分别按照国家标准GB/T 528-82、GB/T 529-1999和GB/T3682-2000对断裂伸长率、断裂强度和熔融指数进行检测。将热熔胶放在压力成型机上，制成厚约120um、长100mm、宽为25mm的试样，讲试样放在两条长为200mm，宽为25mm的PVC之间，用电熨斗在150℃下压烫30-50s，冷却，放置24h待用。在拉力试验机以100mm/min的速度进行T型剥离强度测定，执行标准为GB/T2791-1995。拉力机测试条件为室温25℃，空气湿度55%，拉力机加荷速度100mm/min。

实施例2

将平均分子量2000的聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇400g，1,6-己二醇16.4g和加入1.0L的玻璃瓶中，该实验装置带有搅拌、温控系统和真空系统。在真空度负压0.095MPa下温度控制在100-120℃抽空2h，测其水分需低于0.05%之下。

向上述的混合物加入0.002g的二月桂酸二丁基锡，而后加入4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯83.4g，反应三分钟后倒入聚四氟乙烯盘中，在130℃烘箱中熟化5h，测其性能。

分别按照国家标准GB 528-82、GB/T 529-1999和GB/T3682-2000对断裂伸长率、断裂强度和熔融指数进行检测。将热熔胶放在压力成型机上，制成厚约120um，长100mm，宽为25mm的试样，讲试样放在两条长为200mm，宽为25mm的PVC之间，用电熨斗在150℃下压烫30-50s，冷却，放置24h待用。在拉力试验机以100mm/min的速度进行T型剥离强度测定，执行标准为GB/T2791-1995。拉力机测试条件为室温25℃，空气湿度55%，拉力机加荷速度100mm/min。

对比例

与市场上同类产品某牌号A、B在相同测试条件下对比数据见表1

表1 实例与A、B性能对比

	断裂伸长率	断裂强度	熔融指数（150℃）	剥离强度
					实施例1	645%	35.8	20.1	2.59
实施例2	724%	49.7	14.7	3.76
					A	520%	31.9	7.6	1.98
B	490%	34.2	3.2	2.42

通过表1可以看出，通过上述条件制的的聚氨酯制品其断裂伸长率和断裂强度均比同类A、B大，机械强度好，由于热熔胶均是加热到一定温度后熔融成粘稠的液体后施工，上述条件制的的聚氨酯制品熔融指数高，流动性好，操作方便，利于熔融加工，剥离强度也均比同类产品A、B高，粘接牢固。

Claims (6)

1.一种高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，其特征是：首先将大分子多元醇、扩链剂、耐黄变助剂和催化剂按照一定比例投入到反应釜中，其中大分子多元醇占总投料量的75%-95%，扩链剂为总投料量的4%-10%，耐黄变助剂占总投料量的0.1%-1%，催化剂占总投料量的0.01%-0.1%；在60~120℃真空度不低于-0.095MPa下搅拌2-8h混合均匀，搅拌速率60~80r/min；

然后将一种或多种二氰酸酯与上述反应釜中的物料混合后在80~100℃反应3~5min，在130℃条件下熟化5h或者用浇注机进行浇注，接着在70~120℃下进入双螺杆反应器挤出，双螺杆温度设定在120-250℃之间，最后进行造粒得到成品；其中：二异氰酸酯的加入量以反应釜中的大分子多元醇和扩链剂的混合摩尔数为参照，二异氰酸酯以-NCO的含量计，大分子多元醇和扩链剂以-OH的含量计，-OH与-NCO的摩尔比为1：0.9-1.5，催化剂的用量占聚氨酯总质量的0.01%到0.1%之间。

2.根据权利要求1所述高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，其特征是：所述的大分子二醇为平均分子量为600-5000的聚酯二元醇、平均分子量为500-3000的聚醚二元醇的一种或几种任意比例的混合物。

3.根据权利要求1所述高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，其特征是：所述的扩链剂是1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、1,6-己二醇、甲基丙二醇、新戊二醇中的一种或几种任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，其特征是：所述的二异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯（TDI）、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）中的一种或几种任意比例的混合物。

5.根据权利要求1所述高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，其特征是：所述的催化剂是三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸、氯化亚锡的一种或几种任意比例的混合物。

6.根据权利要求1所述高强度热熔胶膜用聚氨酯的制备方法，其特征是：所述的耐黄变助剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076、抗氧剂264、UV-292、UV-327、UV-234中一种或者几种任意比例的混合物。