CN110184020A - 一种高性能防水聚氨酯热熔胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一方面公开了一种高性能防水聚氨酯热熔胶，所述聚氨酯热熔胶由以下重量份的原料组成：聚酯多元醇80～100份；固化剂10～20份；丙烯酸树脂10～20份；增粘剂10～20份；特殊流变助剂1～5份；催化剂0.2～1份；抗氧化剂2～3份；本发明另一方面还公开了高性能防水聚氨酯热熔胶的制备方法。本发明制备得到的聚氨酯热熔胶具有高初始强度，固化强度高且固化速度快，固化达到100％后仅释放二氧化碳，对灯具的灯珠无硫化作用，且制备方法简单，反应步骤少，方法简单，生产效率高。

Description

一种高性能防水聚氨酯热熔胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工合成胶粘剂，具体为一种高性能防水聚氨酯热熔胶及其制备方法。
背景技术
在照明设备中LED投光灯是一种非常节能的大面积照明灯具，相比传统高压钠灯节能60％～70％，具有不含有害物质，环境友好，可回收和安装方便等优点。可被广泛用于车间仓库、大型室内体育馆、广场、隧道、广告牌和景观大道等亮化，适合户外环境，防水防尘。
对于LED透光等传统的密封防水方案是用硅胶密封圈加螺丝锁固，由于生产效率低，防水防尘性能一般。第二种方法是采用单组分硅胶来粘结密封，胶水干燥速度慢，粘结强度上升慢导致不能及时进行搬运作业，导致仓库产品堆积，生产效率不高。有些硅胶会释放出低分子气体，导致灯具内具有雾气，甚至肯能造成灯珠硫化发黄。
因此本技术领域迫切需要研发一种干燥速度快，高初始强度且防潮效果好，对灯具内的灯珠无硫化作用的热熔胶。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明提供一种固化速度快，初始强度高且防潮效果佳，对灯具内的灯珠无硫化作用的高性能防水聚氨酯热熔胶及其制备方法。
本发明一方面提供一种高性能防水聚氨酯热熔胶，所述热熔胶由以下重量份的原料组成：
聚酯多元醇 80～100份
固化剂 10～20份
丙烯酸树脂 10～20份
增粘剂 10～20份
特殊流变助剂 1～5份
催化剂 0.2～1份
抗氧化剂 2～3份。
本发明以聚酯多元醇作为高性能防水聚氨酯热熔胶的主要组分，其使制备得到的高性能防水聚氨酯热熔胶具有较高的强度，附着力强，且耐热性、耐水解性和黏附性良好，添加量少于80份则降低聚氨酯热熔胶的强度，添加量多于100份则增加生产成本；固化剂可有效提高聚氨酯热熔胶的固化效率，提高聚氨酯热熔胶的初始强度，添加量少于10份则无法达到提高固化效率的效果，添加量多于20份则固化速度过快，不方便生产操作；丙烯酸树脂具有良好的内聚性和粘合强度，有效提高聚氨酯内聚性和粘合强度，添加量少于10份则无法起到提高内聚性和粘合强度，添加量多于20份则降低了聚氨酯热熔胶的强度和附着力；增粘剂使制备得到的聚氨酯热熔胶具有良好的粘结性能，提高其对金属和塑料的粘接，添加量少于10份达不到增粘效果，添加量多于20份导致粘度过大不容易涂抹均匀；特殊流变助剂改善加入混合时各组分的流变性，保证各组分可充分混合均匀，添加量少于1份达不到改善流变性的效果，添加量多于5份容易导致制备得到的聚氨酯热熔胶流动性大，固化效果差；催化剂协同催化，有效提高反应效率，同时减少了副产物的生成，添加量少于0.2份达不到催化效果，添加量多于1份则增加生产成本；抗氧化剂可有效提高制备得到的聚氨酯热熔胶的抗氧化能力，延缓老化，延长使用寿命，添加量少于2份无法有效提高抗氧化能力，添加量多于3份则增加了生产成本。通过上述组分制备得到的聚氨酯热熔胶具有高初始强度，通过吸收空气中的潮气固化交联，使强度逐渐上升，且固化速度快，固化后仅释放二氧化碳，对灯具的灯珠无硫化作用。
进一步地，所述聚氨酯热熔胶由以下重量份原料组成：
聚酯多元醇 90～100份
固化剂 15～20份
丙烯酸树脂 15～20份
增粘剂 15～20份
特殊流变助剂 2～4份
催化剂 0.5～1份
抗氧化剂 2～2.5份。
本发明各原料按照上述重量份范围内制备得到的聚氨酯热熔胶具有良好的高初始强度，且固化速度快，固化后仅释放二氧化碳，对灯具的灯珠无硫化作用。
进一步地，所述聚氨酯热熔胶由以下重量份原料组成：
聚酯多元醇 100份
固化剂 18份
丙烯酸树脂 20份
增粘剂 16份
特殊流变助剂 3份
催化剂 1份
抗氧化剂 2份。
本发明按照上述重量份原料配置得到的聚氨酯热熔胶具有最佳的高初始强度，固化速度快，且固化后仅释放二氧化碳，对灯具无硫化作用。
进一步地，所述聚酯多元醇包括聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇、苯酐聚酯多元醇中的一种或多种。聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇和苯酐聚酯多元醇均具有高强度和耐磨性，且耐水性、耐热性和黏附性优良，使制备得到的聚氨酯热熔胶具有更长的使用寿命。
进一步地，所述固化剂为异氰酸酯，所述丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂。异氰酸酯可有效改良热熔胶的固化性能，同时异氰酸酯与聚酯多元醇反应生成聚氨酯热熔胶，生成本产品的主要组分；热塑性丙烯酸树脂具有良好的耐高温性，且其具有良好的内聚性和粘合强度，有效提高聚氨酯热熔胶对基材的附着力，有效提升聚氨酯热熔胶的黏附性。
进一步地，所述增粘剂为马来酸酐接枝改性萜烯酚树脂，所述特殊流变助剂为改性聚酰胺、改性蓖麻油或聚酰胺中其中一种。马来酸酐接枝改性萜烯酚树脂可有效改善聚氨酯热熔胶的粘性，提高其对金属和塑料的粘接性能，特殊流变助剂选用改性聚酰胺、改性蓖麻油或聚酰胺可使制备制备得到的聚氨酯热熔胶经加热活化后还可以保持一定形状，不会肆意流动，方便对点胶工艺进行控制。
进一步地，所述催化剂为辛酸亚锡、三乙烯二胺、三乙醇胺和双吗啉基二乙基醚中的一种或几种。添加上述催化剂可协同催化，有效提高反应效率，同时减少了副产物的生成。
进一步地，所述抗氧化剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、2，2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种。通过添加上述抗氧化剂可有效提高抗氧化性，有效延长聚氨酯热熔胶的使用寿命。
本发明另一方面提供了一种高性能防水聚氨酯热熔胶的制备方法，由以下步骤制备得到：
步骤1，将聚酯多元醇、丙烯酸树脂、增粘剂、特助流变助剂依次加入反应釜中，加热至110～140℃，真空搅拌脱水1～3小时；在真空条件下处理有效避免在加热条件下各组分发生氧化反应，导致产品变质，加热至110～140℃可有效加快各组分中的水分蒸发，有效避免水分被带入下一步反应中；
步骤2，降温至80～90℃，加入固化剂后在氮气保护下于80～90℃搅拌反应1～3小时；加入固化剂后在氮气保护下隔绝氧气与组分发生氧化作用，降温至80～90℃有效避免温度过高反应激烈增加生产风险；
步骤3，加入催化剂、抗氧化剂后，在氮气保护下于80～90℃搅拌反应0.5～1小时；加入催化剂和抗氧剂反应进一步反应，通过催化剂加快反应速度；
步骤4，升温至110～140℃，抽真空至无气泡出现，分装出料。通过加热抽真空将反应得到的胶体内气体完全抽出，避免气体中的氧气影响。
上述方法制备聚氨酯热熔胶的反应步骤少，且方法简单，生产效率高。
进一步地，所述步骤1真空搅拌的真空度为-0.095～0.05MPa。在此真空条件下反应可有效避免反应釜内的氧气与组分反应导致生成的杂质量增加。
本发明高性能防水聚氨酯热熔胶及其制备方法，具有如下的有益效果：通过上述组分制备得到的聚氨酯热熔胶具有高初始强度，聚氨酯热熔胶加热融解涂覆在粘接材料上冷却后即可提供0.8MPa以上的强度，可承受5kg拉拔力，且聚氨酯热熔胶通过吸收空气中的潮气后各分子之间固化交联，强度逐渐上升，最终强度可高达5Mpa，而普通硅胶强度＜2.0MPa，且固化速度快，固化达到100％后仅释放二氧化碳，对灯具的灯珠无硫化作用。且制备方法简单，反应步骤少，方法简单，且生产效率高。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本发明高性能防水聚氨酯热熔胶包括以下重量份的组分：
类别 组分 重量份数
聚酯多元醇 聚己内酯多元醇 80
固化剂 异氰酸酯 15
丙烯酸树脂 热塑性丙烯酸树脂 10
增粘剂 马来酸酐接枝改性萜烯酚树脂 16
特殊流变助剂 改性聚酰胺 2
催化剂 辛酸亚锡 0.5
抗氧化剂 2，6-三级丁基-4-甲基苯酚 2.2
制备方法如下：
步骤1，将聚酯多元醇、丙烯酸树脂、增粘剂、特助流变助剂依次加入反应釜中，加热至140℃，真空度为-0.095MPa条件下搅拌脱水1小时；
步骤2，降温至80℃，加入固化剂后在氮气保护下于80℃搅拌反应1小时；
步骤3，加入催化剂、抗氧化剂后，在氮气保护下于80℃搅拌反应0.5小时；
步骤4，升温至140℃，抽真空至无气泡出现，分装出料。
实施例2
本发明高性能防水聚氨酯热熔胶包括以下重量份的组分：
制备方法如下：
步骤1，将聚酯多元醇、丙烯酸树脂、增粘剂、特助流变助剂依次加入反应釜中，加热至120℃，真空度为0.02MPa条件下搅拌脱水2小时；
步骤2，降温至90℃，加入固化剂后在氮气保护下于90℃搅拌反应2小时；
步骤3，加入催化剂、抗氧化剂后，在氮气保护下于90℃搅拌反应0.7小时；
步骤4，升温至120℃，抽真空至无气泡出现，分装出料。
实施例3
本发明高性能防水聚氨酯热熔胶包括以下重量份的组分：
类别 组分 重量份数
聚酯多元醇 苯酐聚酯多元醇 100
固化剂 异氰酸酯 18
丙烯酸树脂 热塑性丙烯酸树脂 20
增粘剂 马来酸酐接枝改性萜烯酚树脂 16
特殊流变助剂 改性蓖麻油 3
催化剂 三乙醇胺 1
抗氧化剂 2，2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚) 2
制备方法如下：
步骤1，将聚酯多元醇、丙烯酸树脂、增粘剂、特助流变助剂依次加入反应釜中，加热至110℃，真空度为0.05MPa条件下搅拌脱水3小时；
步骤2，降温至80℃，加入固化剂后在氮气保护下于80℃搅拌反应3小时；
步骤3，加入催化剂、抗氧化剂后，在氮气保护下于80℃搅拌反应1小时；
步骤4，升温至110℃，抽真空至无气泡出现，分装出料。
实施例4
本发明高性能防水聚氨酯热熔胶包括以下重量份的组分：
制备方法如下：
步骤1，将聚酯多元醇、丙烯酸树脂、增粘剂、特助流变助剂依次加入反应釜中，加热至135℃，真空度为0.01MPa条件下搅拌脱水2小时；
步骤2，降温至85℃，加入固化剂后在氮气保护下于85℃搅拌反应2.5小时；
步骤3，加入催化剂、抗氧化剂后，在氮气保护下于85℃搅拌反应2小时；
步骤4，升温至135℃，抽真空至无气泡出现，分装出料。
分别对实施例1至实施例4制备得到的高性能防水聚氨酯热熔胶以及市售的热熔胶作为对照例进行剪切强度的性能测试，测试标准按照GB/T7124-2008执行。
实验方法：将聚氨酯热熔胶热熔后，再点胶，按GB/T7124-2008测试拉伸剪切强度，所用试片为紫铜，性能测试结果如表1所示。
表1实施例1至实施例4性能测试结果
实施例 拉伸剪切强度(MPa)
实施例1 5.0
实施例2 4.8
实施例3 5.2
对照例 1.8
由以上测试结果可见，实施例1至实施例4相比对照例均具有良好的拉伸剪切强度，与铜表面的粘接性好。
上述为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高性能防水聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述聚氨酯热熔胶由以下重量份的原料组成：
聚酯多元醇 80～100份
固化剂 10～20份
丙烯酸树脂 10～20份
增粘剂 10～20份
特殊流变助剂 1～5份
催化剂 0.2～1份
抗氧化剂 2～3份。
2.根据权利要求1所述的高性能防水聚氨酯聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述热熔胶由以下重量份原料组成：
聚酯多元醇 90～100份
固化剂 15～20份
丙烯酸树脂 15～20份
增粘剂 15～20份
特殊流变助剂 2～4份
催化剂 0.5～1份
抗氧化剂 2～2.5份。
3.根据权利要求1所述的高性能防水聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述聚氨酯热熔胶由以下重量份原料组成：
聚酯多元醇 100份
固化剂 18份
丙烯酸树脂 20份
增粘剂 16份
特殊流变助剂 3份
催化剂 1份
抗氧化剂 2份。
4.根据权利要求1至3任一项所述的高性能防水聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述聚酯多元醇包括聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇、苯酐聚酯多元醇中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的高性能防水聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述固化剂为异氰酸酯，所述丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂。
6.根据权利要求5所述的高性能防水聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述增粘剂为马来酸酐接枝改性萜烯酚树脂，所述特殊流变助剂为改性聚酰胺、改性蓖麻油或聚酰胺中其中一种。
7.根据权利要求8所述的高性能防水聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述催化剂为辛酸亚锡、三乙烯二胺、三乙醇胺和双吗啉基二乙基醚中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的高性能防水聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述抗氧化剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、2，2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或几种。
9.一种高性能防水聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，由以下步骤制备得到：
步骤1，将聚酯多元醇、丙烯酸树脂、增粘剂、特助流变助剂依次加入反应釜中，加热至110～140℃，真空搅拌脱水1～3小时；
步骤2，降温至80～90℃，加入固化剂后在氮气保护下于80～90℃搅拌反应1～3小时；
步骤3，加入催化剂、抗氧化剂后，在氮气保护下于80～90℃搅拌反应0.5～1小时；
步骤4，升温至110～140℃，抽真空至无气泡出现，分装出料。
10.根据权利要求9所述的高性能防水聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1真空搅拌的真空度为-0.095～0.05MPa。
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