CN106753177A - 可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂及制备方法 - Google Patents

可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂及制备方法，其技术特点是：粘合剂的构成组分及其组分的重量份数为：端羟基聚氨酯溶液75～85份、大分子异氰酸酯交联剂溶液5～10份、聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液5～20份；该粘合剂的制备方法包括：⑴制备端羟基聚氨酯溶液；⑵合成大分子异氰酸酯交联剂溶液；⑶制备聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液；⑷将以上三种组分按比例混合均匀。本发明的粘合剂具有活化温度低、粘接材料广泛、粘接强度高的特点，在50～70℃可对制卡材料的有效持续粘接，可以很好地满足低温制卡工艺对于生产效率和粘接效果的要求。

Description

可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂及制备方法
技术领域
本发明属于溶剂型粘合剂技术领域，尤其是一种可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂及制备方法。
背景技术
近些年国内外各大银行相继推出可视银行卡，满足了人们足不出户即可查询余额和交易明细的需求。专家认为，可视银行卡的出现是加快产品创新、引领业务发展的又一崭新举措，使IC信用卡在智能化的道路上更进了一步，对IC信用卡的产业发展具有促进作用，也将进一步推动IC信用卡在我国的广泛应用。
现在的可视银行卡是基于之前用于非IC卡会员可视卡和动态令牌在金融IC卡上的应用，融合了电子纸显示、超薄按键、纸片电池、超薄电路等技术。制卡材料的特殊性对制卡工艺尤其是使用的粘合剂要求很高，需在低温度低压力的条件下即可形成对制卡材料的有效粘接。制作此类卡的传统工艺是使用双组份环氧粘合剂，该工艺存在制作时间长、坏卡率偏高的问题，大大地增加了卡片的成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能稳定、制卡时间短且成本低的可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂及制备方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂，其原料组分及其组分的重量份数为：
端羟基聚氨酯溶液 75～85份
大分子异氰酸酯交联剂溶液 5～10份
聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液 5～20份。
而且，所述低温为50～70℃。
而且，所述端羟基聚氨酯溶液的原料组分及其组分的重量份数为：90～98份大分子二元醇、2～10份多异氰酸酯、0.1～0.5份催化剂、91～118份溶剂；所述大分子二元醇为以下物质中的一种或其组合：聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚1,6—己二酸—1,4—丁二醇酯二元醇、聚1,6—己二酸—1,6—己二醇、聚己内酯二元醇、聚醚酯二元醇，所述大分子二元醇的分子量为3000～6000；所述多异氰酸酯为以下物质中的一种或其组合：甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体，所述溶剂为以下物质中的一种或其组合：丁酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺。
而且，所述大分子二元醇的优选分子量为3000～4000。
而且，所述合成大分子异氰酸酯交联剂溶液的原料组分及其组分的重量份数为：3～8份扩链剂、60～85份小分子二元醇、10～30份二异氰酸酯、0.1～0.5份催化剂、91～118份溶剂；所述扩链剂为以下物质中的一种或其组合：乙二醇、丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、三乙醇胺、甘油；所述小分子二元醇为以下物质中的一种或其组合：聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚1,6—己二酸—1,4—丁二醇酯二元醇、聚1,6—己二酸—1,6—己二醇、聚己内酯二元醇、聚醚酯二元醇，所述小分子二元醇的分子量为500～2000；所述二异氰酸酯为以下物质中的一种或其组合：甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯，优选六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯；所述溶剂为以下物质中的一种或其组合：丁酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺。
而且，所述二异氰酸酯优选为六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯，所述小分子二元醇的优选分子量为1000～1500。
而且，所述聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液的原料组分及其组分的重量份数为：60～90份丙烯酸丁酯、5～20份丙烯酸、5～20份丙烯酸-2-乙基已基酯、91～118份溶剂、0.5～1.3份引发剂过氧化苯甲酰和乙酸乙酯；所述溶剂为以下物质中的一种或其组合：丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、环己烷、异丙醇。
一种可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
⑴制备端羟基聚氨酯溶液：将大分子二元醇、多异氰酸酯、催化剂、溶剂加入至装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中，混合均匀，在惰性气体环境下控温70～90℃反应3～6小时，得到端羟基聚氨酯溶液；
⑵合成大分子异氰酸酯交联剂溶液：将扩链剂、小分子二元醇、二异氰酸酯、催化剂和溶剂加入至装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中，混合均匀，在惰性气体环境下控温40～60℃反应2～4小时，得到大分子异氰酸酯交联剂溶液；
⑶制备聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液：将丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸-2-乙基已基酯和溶剂加入到反应器中进行混合反应，在惰性气体环境下，控制温度为70～100℃，控制搅拌速度为70～90转/分钟；将引发剂过氧化苯甲酰与乙酸乙酯混合均匀后加入上面所述反应器中，控制搅拌速率为70～90转/分钟，反应时间为3～7小时，冷却至室温，制得聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液；
⑷将上述端羟基聚氨酯溶液、大分子异氰酸酯交联剂溶液、聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液混合均匀，得到在50～70℃可对制卡材料实现有效粘接的溶剂型粘合剂。
本发明的优点和积极效果是：
本发明设计合理，通过大分子异氰酸酯交联剂将端羟基聚氨酯和聚丙烯酸酯压敏粘合剂相结合，得到可在50～70℃对制卡材料实现有效粘接的溶剂型粘合剂，该溶剂型粘合剂具有活化温度低、粘接材料广泛、粘接强度高的特点，而且分子结构中含有聚氨酯材料的基本基团——氨基甲酸酯，可在50～70℃对制卡材料(PVC、PETG等)实现持续有效的粘接，从而很好地满足低温制卡工艺对于生产效率和粘接效果的要求。
具体实施方式
以下结合实例对本发明做进一步描述。
一种可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂，其原料组分及各组分的重量份数分别为：端羟基聚氨酯溶液75～85份、大分子异氰酸酯交联剂溶液5～10份、聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液5～20份。本发明的粘合剂为溶剂型粘合剂，能够在50～70℃低温环境下对制卡材料(PVC、PETG等)进行有效持续粘接。
上述端羟基聚氨酯溶液的原料组分及其组分的重量份数为：90～98份大分子二元醇、2～10份多异氰酸酯、0.1～0.5份催化剂、91～118份溶剂；所述大分子二元醇为以下物质中的一种或其组合：聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚1,6—己二酸—1,4—丁二醇酯二元醇、聚1,6—己二酸—1,6—己二醇、聚己内酯二元醇、聚醚酯二元醇，所述大分子二元醇的分子量为3000～6000；所述多异氰酸酯为以下物质中的一种或其组合：甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体；所述溶剂为以下物质中的一种或其组合：丁酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺。
上述合成大分子异氰酸酯交联剂溶液的原料组分及其组分的重量份数为：3～8份扩链剂、60～85份小分子二元醇、10～30份二异氰酸酯、0.1～0.5份催化剂、91～118份溶剂；所述扩链剂为以下物质中的一种或其组合：乙二醇、丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、三乙醇胺、甘油；所述小分子二元醇为以下物质中的一种或其组合：聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚1,6—己二酸—1,4—丁二醇酯二元醇、聚1,6—己二酸—1,6—己二醇、聚己内酯二元醇、聚醚酯二元醇，所述小分子二元醇的分子量为500～2000；所述二异氰酸酯为以下物质中的一种或其组合：甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯，优选六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯；所述溶剂为以下物质中的一种或其组合：丁酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺。
上述聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液的原料组分及其组分的重量份数为：60～90份丙烯酸丁酯、5～20份丙烯酸、5～20份丙烯酸-2-乙基已基酯、91～118份溶剂、0.5～1.3份引发剂过氧化苯甲酰和乙酸乙酯；所述溶剂为以下物质中的一种或其组合：丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、环己烷、异丙醇。
下面结合三个实施例对本发明的制备方法进行详细说明：
实施例1
⑴制备端羟基聚氨酯溶液：在氮气环境下，向装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中，加入90.0份聚丙二醇3000、4.4份异氟尔酮二异氰酸酯、0.1份二月桂酸二丁基锡、94.5份丁酮，混合均匀后，控制温度90℃，反应5小时，冷却至室温，得到端羟基聚氨酯溶液。
⑵合成大分子异氰酸酯交联剂溶液：在氮气环境下，向装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中，加入60.0份聚丙二醇1000、26.7份异氟尔酮二异氰酸酯、4.4份三羟甲基丙烷、0.1份二月桂酸二丁基锡、91.2份丁酮，混合均匀后，控制温度60℃，反应3小时，冷却至室温，得到大分子异氰酸酯交联剂溶液。
⑶制备聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液：在氮气环境下，向装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中加入60份丙烯酸丁酯、20份丙烯酸、20份丙烯酸-2-乙基已基酯和90份乙酸乙酯，控制温度为100℃，控制搅拌速度为90转/分钟；将0.5份引发剂过氧化苯甲酰与10份乙酸乙酯混合均匀后加入上面所述反应器中，控制搅拌速率为90转/分钟，反应时间为7小时，冷却至室温，制得聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液。
⑷将75份端羟基聚氨酯溶液、10份大分子异氰酸酯交联剂溶液、15份聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液混合均匀，得到本发明的溶剂型粘合剂。
实施例2
⑴制备端羟基聚氨酯溶液：在氮气环境下，向装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中，加入98.0份聚四氢呋喃二醇3000、3.7份六亚甲基二异氰酸酯、0.5份二月桂酸二丁基锡、102.2份丁酮，混合均匀后，控制温度90℃，反应5小时，冷却至室温，得到羟基聚氨酯溶液。
⑵合成大分子异氰酸酯交联剂溶液：在氮气环境下，向装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中，加入85.0份聚四氢呋喃二醇1000、28.6份六亚甲基二异氰酸酯、3.8份三羟甲基丙烷、0.5份二月桂酸二丁基锡、118.0份丁酮，混合均匀后，控制温度60℃，反应4小时，冷却至室温，得到大分子异氰酸酯交联剂溶液。
⑶制备聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液：在氮气环境下，向装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中加入90份丙烯酸丁酯、5份丙烯酸、5份丙烯酸-2-乙基已基酯和90份乙酸乙酯，控制温度为100℃，控制搅拌速度为90转/分钟；将1.3份引发剂过氧化苯甲酰与10份乙酸乙酯混合均匀后加入上面所述反应器中，控制搅拌速率为90转/分钟，反应时间为7小时，冷却至室温，制得聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液。
⑷将80份端羟基聚氨酯溶液、5份大分子异氰酸酯交联剂溶液、15份聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液混合均匀，得到本发明的溶剂型粘合剂。
实施例3
⑴制备端羟基聚氨酯溶液：在氮气环境下，向装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中，加入94.0份聚四氢呋喃二醇3000、4.6份异氟尔酮二异氰酸酯、0.3份二月桂酸二丁基锡、98.9份丁酮，混合均匀后，控制温度90℃，反应5小时，冷却至室温，得到羟基聚氨酯溶液。
⑵合成大分子异氰酸酯交联剂溶液：在氮气环境下，向装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中，加入72.0份聚丙二醇1000、24.2份六亚甲基二异氰酸酯、3.6份三乙醇胺、0.3份二月桂酸二丁基锡、100.1份丁酮，混合均匀后，控制温度60℃，反应3小时，冷却至室温，得到大分子异氰酸酯交联剂溶液。
⑶制备聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液：在氮气环境下，向装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中加入75份丙烯酸丁酯、15份丙烯酸、15份丙烯酸-2-乙基已基酯和90份乙酸乙酯，控制温度为100℃，控制搅拌速度为90转/分钟；将0.9份引发剂过氧化苯甲酰与10份乙酸乙酯混合均匀后加入上面所述反应器中，控制搅拌速率为90转/分钟，反应时间为7小时，冷却至室温，制得聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液。
⑷将80份端羟基聚氨酯溶液、7份大分子异氰酸酯交联剂溶液、13份聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液混合均匀，得到本发明的溶剂型粘合剂。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂，其特征在于：其原料组分及其组分的重量份数为：
端羟基聚氨酯溶液 75～85份
大分子异氰酸酯交联剂溶液 5～10份
聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液 5～20份。
2.根据权利要求1所述的可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂，其特征在于：所述低温为50～70℃。
3.根据权利要求1或2所述的可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂，其特征在于：所述端羟基聚氨酯溶液的原料组分及其组分的重量份数为：90～98份大分子二元醇、2～10份多异氰酸酯、0.1～0.5份催化剂、91～118份溶剂；所述大分子二元醇为以下物质中的一种或其组合：聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚1,6—己二酸—1,4—丁二醇酯二元醇、聚1,6—己二酸—1,6—己二醇、聚己内酯二元醇、聚醚酯二元醇，所述大分子二元醇的分子量为3000～6000；所述多异氰酸酯为以下物质中的一种或其组合：甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体；所述溶剂为以下物质中的一种或其组合：丁酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺。
4.根据权利要求3所述的可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂，其特征在于：所述大分子二元醇的优选分子量为3000～4000。
5.根据权利要求1或2所述的可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂，其特征在于：所述合成大分子异氰酸酯交联剂溶液的原料组分及其组分的重量份数为：3～8份扩链剂、60～85份小分子二元醇、10～30份二异氰酸酯、0.1～0.5份催化剂、91～118份溶剂；所述扩链剂为以下物质中的一种或其组合：乙二醇、丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、三乙醇胺、甘油；所述小分子二元醇为以下物质中的一种或其组合：聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚1,6—己二酸—1,4—丁二醇酯二元醇、聚1,6—己二酸—1,6—己二醇、聚己内酯二元醇、聚醚酯二元醇，所述小分子二元醇的分子量为500～2000；所述二异氰酸酯为以下物质中的一种或其组合：甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯；所述溶剂为以下物质中的一种或其组合：丁酮、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺。
6.根据权利要求5所述的可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂，其特征在于：所述二异氰酸酯优选为六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯；所述小分子二元醇的优选分子量为1000～1500。
7.根据权利要求1或2所述的可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂，其特征在于：所述聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液的原料组分及其组分的重量份数为：60～90份丙烯酸丁酯、5～20份丙烯酸、5～20份丙烯酸-2-乙基已基酯、91～118份溶剂、0.5～1.3份引发剂过氧化苯甲酰和乙酸乙酯；所述溶剂为以下物质中的一种或其组合：丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、环己烷、异丙醇。
8.一种如权利要求1至7任一项所述可在低温下对制卡材料实现有效粘接的粘合剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴制备端羟基聚氨酯溶液：将大分子二元醇、多异氰酸酯、催化剂、溶剂加入至装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中，混合均匀，在惰性气体环境下控温70～90℃反应3～6小时，得到端羟基聚氨酯溶液；
⑵合成大分子异氰酸酯交联剂溶液：将扩链剂、小分子二元醇、二异氰酸酯、催化剂和溶剂加入至装有搅拌器和回流冷凝管的反应容器中，混合均匀，在惰性气体环境下控温40～60℃反应2～4小时，得到大分子异氰酸酯交联剂溶液；
⑶制备聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液：将丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸-2-乙基已基酯和溶剂加入到反应器中进行混合反应，在惰性气体环境下，控制温度为70～100℃，控制搅拌速度为70～90转/分钟；将引发剂过氧化苯甲酰与乙酸乙酯混合均匀后加入上面所述反应器中，控制搅拌速率为70～90转/分钟，反应时间为3～7小时，冷却至室温，制得聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液；
⑷将上述端羟基聚氨酯溶液、大分子异氰酸酯交联剂溶液、聚丙烯酸酯压敏粘合剂溶液混合均匀，得到可在50～70℃对制卡材料实现有效粘接的溶剂型粘合剂。
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