CN104449535B - 一种硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚酯多元醇、聚醚多元醇、增黏树脂、抗氧化剂、荧光增白剂，在一定温度条件下加热搅拌混合，同时减压脱气2h，降温至90℃；（2）在氮气保护下，在上述反应体系中加入异氰酸酯、催化剂，在85～95℃条件下反应45min；（3）在氮气保护下，加入扩链剂、硅烷偶联剂85～95℃条件下反应1h，得到预聚物；（4）氮气保护下，将上述反应混合物转移至铝箔袋中，封口后在85℃条件下，熟化6h，得到性能优异的产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，用于改善常规湿固化聚氨酯热熔胶对低表面能的基材和经化学处理的防水面料浸湿性差，导致粘合效果不好的问题。
背景技术
聚氨酯热熔胶由于具有100％固含量，不向环境中排放溶剂，对环境无污染，对人体无毒害，符合“环保、健康、安全”三大要求的绿色环保胶黏剂，而且无烘干过程，耗能少，操作方便，可用于高速连续化生产线，提高生产效率等一系列不可比拟的优势，成为胶黏剂领域中越来越重要的一类胶黏剂。
然而，常规聚氨酯热熔胶产品对表面能较低的基材或者是经化学处理的防水面料的浸湿性差，使得聚氨酯热熔胶无法充分反应，导致粘合效果不好，从而限制了聚氨酯熔胶产品的应用领域和发展空间。
发明内容
本发明的目的在于：解决上述技术问题，提供一种硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，通过该方法制得的产品，对基材的浸湿性明显提高，使得胶黏剂在粘接基材上不会因为基材本身的缺陷使粘接后的产品质量下降。
本发明所采用的技术方案为：一种硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，通过如下步骤制得：
(1)将一定量的聚醚多元醇、聚酯多元醇、增黏树脂、抗氧化剂、荧光增白剂，加热到120-140℃，搅拌混合，同时减压脱气2.0h，随后降温至90℃；
(2)在氮气保护下，在(1)所述反应体系中加入异氰酸酯、催化剂，在85～95℃条件下反应45min；
(3)在氮气保护下，将扩链剂、硅烷偶联剂加入到(2)所述的体系中，85～95℃条件下反应1h，得到预聚物；
(4)氮气保护下，将步骤(3)反应混合物转移至铝箔袋中，封口后在85℃条件下，熟化6h，得到性能优异的产品；
上述各组分以聚醚多元醇质量份数为基准计，分别为：聚醚多元醇100份，聚酯多元醇10-40份，增黏树脂20-40份，抗氧化剂0.2-0.8份，荧光增白剂0.05-0.1份，异氰酸酯10-40份，催化剂0.05-0.1份，扩链剂1-5份，硅烷偶联剂1.25-3.75份，且该硅烷偶联剂选自3-三甲氧基硅烷基丙基异氰酸脲酸酯或3-脲丙基三甲氧基硅烷。
上述3-三甲氧基硅烷基丙基异氰酸脲酸酯的分子结构式为：
上述3-脲丙基三甲氧基硅烷的分子结构式为：
上述步骤(1)中，减压脱气过程的绝对压力控制在100-300Pa。
上述聚醚多元醇的数均分子量为1000-4000，且优选数均分子量为1250-2000，选自聚氧化丙烯二醇、聚乙二醇，聚四氢呋喃醚二醇中的一种。
上述聚酯多元醇的数均分子量为1000-4000，选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚对苯二甲酸己二醇酯二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯二醇、聚对苯二甲酸丙二醇酯二醇中的一种。
上述增黏树脂为丙烯酸树脂、酚醛树脂和C5-C9石油树脂中的一种或两种以上混合物。
上述荧光增白剂为二苯乙烯联苯二磺酸钠，三嗪氨基二苯乙烯，苯二甲酰亚胺衍生物中的一种。
上述催化剂为辛酸亚锡与双吗啉二乙基醚按质量比为1:1混合所得物。
上述异氰酸酯(MDI)选自4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。
上述扩链剂为乙二醇、1.4-丁二醇、一缩二乙二醇，1.6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷中的一种。
本发明的有益效果：本发明提供一种硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，由于采用了特殊结构的硅烷偶联剂，改性特定比例配方的湿固化聚氨酯热熔胶，有效提升了热熔胶产品与基材之间的范德华力作用，提高了热熔胶产品的胶黏手感，在浸湿性、水洗和耐剥离强度等方面有明显的提升。弥补了由于基材本身表面能较低，使得常规聚氨酯热熔胶无法充分反应，导致粘合效果不好的缺陷，从而拓宽聚氨酯熔胶产品的应用领域和发展空间。
实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所述领域技术熟练人员，根据上述本发明内容作出非本质性的改进和调整，应属于本发明的保护范围。
实施例1
在1000mL的四口烧瓶上安装温度计、机械搅拌、冷凝器和氮气通入管，称取聚氧化丙烯二醇(数均分子量1000)160g，聚己二酸乙二醇酯二醇(数均分子量4000)45.25g，丙烯酸树脂60g，抗氧化剂10100.64g，二苯乙烯联苯二磺酸钠0.8g，然后加热到120-140℃，搅拌混合，同时减压脱气2h(绝对压力100Pa)，降温至90℃；氮气保护下加4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯62.5g，辛酸亚锡和双吗啉二乙基醚按质量比为1:1复配物0.1g，85～95℃条件下，反应45min。氮气保护下，加入1,4-丁二醇2.4g，85～95℃下高速搅拌反应1h。将上述预聚体在氮气保护下出料并密封包装，在85℃环境中熟化6小时，得到产品，编号为式样1。
实施例2
在1000mL的四口烧瓶上安装温度计、机械搅拌、冷凝器和氮气通入管，称取聚乙二醇(数均分子量1250)160g，聚己二酸丁二醇酯二醇(数均分子量1000)45.25g，酚醛树脂60g，抗氧化剂10100.64g，三嗪氨基二苯乙烯0.8g，然后加热到120-140℃，搅拌混合，同时减压脱气2h(绝对压力100Pa)，降温至90℃；氮气保护下加2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯62.5g，辛酸亚锡和双吗啉二乙基醚按质量比为1:1复配物0.1g，85～95℃条件下，反应45min。氮气保护下，加入1.6-己二醇2.4g，以及3-三甲氧基硅烷基丙基异氰酸脲酸酯2g85～95℃下高速搅拌反应1h出料，将上述预聚体在氮气保护下出料并密封包装，在85℃环境中熟化6h，得到产品，编号为式样2。
实施例3
在1000mL的四口烧瓶上安装温度计、机械搅拌、冷凝器和氮气通入管，称取聚四氢呋喃醚二醇(数均分子量2000)160g，聚对苯二甲酸己二醇酯二醇(数均分子量4000)16g，C5-C9石油树脂32g，抗氧化剂10100.32g，苯二甲酰亚胺0.08g，然后加热到120-140℃，搅拌混合，同时减压脱气2h(绝对压力300Pa)，降温至90℃；氮气保护下加2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯16g，辛酸亚锡和双吗啉二乙基醚按质量比为1:1复配物0.08g，85～95℃条件下，反应45min。氮气保护下，加入甘油1.6g，以及3-脲丙基三甲氧基硅烷4g，85～95℃下高速搅拌反应1h出料，将上述预聚体在氮气保护下出料并密封包装，在85℃环境中熟化6h，得到产品，编号为式样3。
实施例4
在1000mL的四口烧瓶上安装温度计、机械搅拌、冷凝器和氮气通入管，称取聚氧化丙烯二醇(数均分子量4000)160g，聚对苯二甲酸丙二醇酯二醇(数均分子量4000)64g，丙烯酸树脂64g，抗氧化剂10101.28g，二苯乙烯联苯二磺酸钠1.6g，然后加热到120-140℃，搅拌混合，同时减压脱气2h(绝对压力200Pa)，降温至85℃；氮气保护下加4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯64g，辛酸亚锡和双吗啉二乙基醚按质量比为1:1复配物0.16g，85～95℃条件下，反应45min。氮气保护下，加入1.6-己二醇8g，以及3-三甲氧基硅烷基丙基异氰酸脲酸酯6g，85～95℃下高速搅拌反应1h出料，将上述预聚体在氮气保护下出料并密封包装，在85℃环境中熟化6h，得到产品，编号为式样4。
样品测试
式样完成后，进行黏度、颜色，和剥强进行测试，黏度通过美国博力飞DV-II+PROViscometer粘度计测试，测试时先把将式样升温到120℃，在120℃条件下测恒温黏度。颜色直接通过熟化后式样的颜色对比得到。剥强测试是通过机涂把胶样涂布在泼水面料上，相同克重、温度湿度条件下测定剥离强度。耐水洗测试样品制作同剥强测试，相同水温、漂洗时间、洗衣服重量条件下进行，其测试剥离强度及干洗水洗条件分别按照FZ/T01085-2009及GB/T8629-2001测试标准执行。测试结果如下表表述：
注：试样1是未经过硅烷改性的，其试样2-4是不同配方经特定硅烷改性的产品。从上表可以看出，经过改性粘度变化不是很大，这样也保留了产品原有的性能。但经过改性的产品在剥离强度，耐水洗和水洗损失率性能方面都有很大的提升，其主要归功于热熔胶对基材的润湿性有了很大的改善的缘故。
Claims (10)
1.一种硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定量的聚醚多元醇、聚酯多元醇、增黏树脂、抗氧化剂、荧光增白剂，加热到120-140℃，搅拌混合，同时减压脱气2h，随后降温至90℃；
(2)在氮气保护下，在(1)所述反应体系中加入异氰酸酯、催化剂，在85～95℃条件下反应45min；
(3)在氮气保护下，将扩链剂、硅烷偶联剂加入到(2)所述的体系中，85～95℃条件下反应1h，得到预聚物；
(4)氮气保护下，将步骤(3)反应混合物转移至铝箔袋中，热封口后在85℃条件下，熟化6h后得到性能优异的产品；
其中，上述各组分的质量份数分别为：
聚醚多元醇100份，聚酯多元醇10-40份，增粘树脂20-40份，抗氧化剂0.2-0.8份，荧光增白剂0.05-0.1份，异氰酸酯10-40份，催化剂0.05-0.1份，扩链剂1-5份，硅烷偶联剂1.25-3.75份，且所述硅烷偶联剂选自3-三甲氧基硅烷基丙基异氰酸脲酸酯或3-脲丙基三甲氧基硅烷。
2.如权利要求1所述的硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中所述减压脱气过程的绝对压力控制在100-300Pa。
3.如权利要求1所述的硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述聚醚多元醇的数均分子量为1000-4000，选自聚氧化丙烯二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃醚二醇中的一种。
4.如权利要求2所述的硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述聚酯多元醇的数均分子量为1250-2000。
5.如权利要求1所述的硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述聚酯多元醇的数均分子量为1000-4000，选自聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚对苯二甲酸己二醇酯二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯二醇、聚对苯二甲酸丙二醇酯二醇中的一种。
6.如权利要求1所述的硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述增黏树脂为丙烯酸树脂、酚醛树脂和C5-C9石油树脂中的一种或两种以上混合物。
7.如权利要求1所述的硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述荧光增白剂为二苯乙烯联苯二磺酸钠，三嗪氨基二苯乙烯，苯二甲酰亚胺衍生物中的一种。
8.如权利要求1所述的硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡与双吗啉二乙基醚按质量比为1:1混合所得物。
9.如权利要求1所述的硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述异氰酸酯选自4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。
10.如权利要求1所述的硅烷改性湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述扩链剂为乙二醇、1.4-丁二醇、一缩二乙二醇，1.6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷中的一种。
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