CN112521901A - 一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶及其制备方法，本发明通过导入含有乙二醇的聚酯多元醇并且在扩链剂中导入己二醇，合成出热塑性聚氨酯胶粒，后续进行挤出成膜。本发明的产品具有较低的热压贴合温度，以及优异的黏结强度与耐热性能，可满足未来国内外鞋材市场领域,也可以提升热塑性聚氨酯热熔胶的应用。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯技术领域，具体涉及一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶及其制备方法。
背景技术
目前，国内外各大运动品牌商使用的粘合材料朝高效节能和高品质耐用的趋势发展。低温贴合特性可以达到低能耗的需求，高粘结强度材料可达到减少脱胶几率，提升无缝贴合技术，进而提升品牌形象。
目前市场上可低温贴合的热塑性聚氨酯热熔胶产品通常不具备高粘结强度与高耐热性；而具备高粘结强度与高耐热性的热塑性聚氨酯热熔胶产品通常不具备可低温贴合的性质，一般配方调整两者性质是相互抵触的。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶及其制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，它由下列质量份数的原料制成:
聚酯多元醇 80-60 份
二异氰酸酯 20-40 份
扩链剂 0-10 份
催化剂 0.1-5 份。
其中，所述聚酯多元醇为：包括聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚己二酸已二醇酯二醇(PHA)、聚己内酯二元醇(PCL)、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇(PEBA)、聚己二酸乙二醇已二醇酯二醇(PEHA)、聚己二酸丁二醇已二醇酯二醇(PBHA)一种或两种以上的混合物。
优选的，所述聚酯多元醇为：聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇(PEBA)、聚己二酸乙二醇已二醇酯二醇(PEHA)中的一种。
更为优选的，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇(PEBA)、聚己二酸乙二醇已二醇酯二醇(PEHA)中的一种与聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚己二酸已二醇酯二醇(PHA)、聚己内酯二元醇(PCL) 、聚己二酸丁二醇已二醇酯二醇(PBHA) 中的一种组成的混合。
通过聚酯多元醇中导入相对短碳链的乙二醇能够降低贴合温度。
其中，聚酯多元醇的羟值为28-150mgKOH/g，酸值为0.01-0.5mgKOH/g，Mw为700-4000。
其中，所述二异氰酸酯为：甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环已基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、已二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)一种或其两种以上的混合物。
其中，所述扩链剂为：乙二醇(EG)、1,3-丙二醇(1,3-PG)、1,2-丙二醇(1,2-PG)、1,4-丁二醇(1,4-BG)、二甘醇(DEG)、新戊二醇(NPG)、2-甲基-1,3-丙二醇(MPD)、1,6-己二醇(1,6-HDO)、3-甲基1,5-戊二醇(1,5MPD)一种、两种或三种以上的混合物。
优选的，所述扩链剂为1,6-己二醇(1,6-HDO)与乙二醇(EG)、1,3-丙二醇(1,3-PG)、1,2-丙二醇(1,2-PG)、1,4-丁二醇(1,4-BG)、二甘醇(DEG)、新戊二醇(NPG)、2-甲基-1,3-丙二醇(MPD)、3-甲基1,5-戊二醇(1,5MPD)这8种组分中的一种或任意几种的混合物。在扩链剂中导入相对长碳链己二醇能够增加黏结强度与耐热性能。
其中，所述催化剂为：钛酸四正丁酯、四异丙醇钛、辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、三乙胺、环烷酸锌、异辛酸锌、钴锰催化剂、咪唑催化剂、乙酸苯汞、丙酸苯汞、环烷酸铋一种或两种以上的混合物。
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶的制备方法，其包括以下步骤：
步骤(A): 制得热塑性聚氨酯塑胶胶粒：按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、催化剂计量好，输送至双螺杆压出机进行加热反应，双螺杆压出机的温度为100-300℃，反应结束之后经过水中造粒，制得聚氨酯塑胶胶粒；
步骤(B): 制得热塑性聚氨酯热熔胶胶薄膜：将步骤(A)所得的热塑性聚氨酯塑胶胶粒喂入单螺杆压出机T-Die流延成型，制得热塑性聚氨酯热熔胶。
其中，该热塑性聚氨酯热熔胶为厚度为0.05-0.60mm的薄膜。
本发明的有益效果：本发明是一种无溶剂型的环保胶黏剂，它通过导入含有乙二醇的聚酯多元醇并且在扩链剂中导入己二醇，合成出热塑性聚氨酯胶粒，后续进行挤出成膜。本发明的产品具有较低的热压贴合温度，以及优异的黏结强度与耐热性能，可满足未来国内外鞋材市场领域,也可以提升热塑性聚氨酯热熔胶的应用。一般热塑性聚氨酯热熔胶贴合温度在130-150℃热压，本发明降低操作温度至110-130℃，可节省企业耗能成本，使产品操作性更佳。另外，鞋材在加工有多道程序需要进入高温烘烤 (60-80℃)模式，本产品的高粘结强度与高耐热特性不仅降低高温加工时的脱胶几率，也可以提高终端鞋材耐用性。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，它由下列质量份数的原料制成:
聚酯多元醇 68 份
二异氰酸酯 25份
扩链剂 7份
催化剂 0.11份。
其中，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)。
其中，聚酯多元醇的羟值为140mgKOH/g，酸值为0.05mgKOH/g，Mw为800。
其中，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
其中，所述扩链剂为质量比为1:3的乙二醇(EG)、1,6-己二醇(1,6-HDO)。
其中，所述催化剂为辛酸亚锡。
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶的制备方法，其包括以下步骤：
步骤(A): 制得热塑性聚氨酯塑胶胶粒：按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、催化剂计量好，输送至双螺杆压出机进行加热反应，双螺杆压出机的温度为180℃，反应结束之后经过水中造粒，制得聚氨酯塑胶胶粒；
步骤(B): 制得热塑性聚氨酯热熔胶胶薄膜：将步骤(A)所得的热塑性聚氨酯塑胶胶粒喂入单螺杆压出机T-Die流延成型，制得热塑性聚氨酯热熔胶。
其中，该热塑性聚氨酯热熔胶为厚度为0.18mm的薄膜。
实施例2
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，它由下列质量份数的原料制成:
聚酯多元醇 72份
二异氰酸酯 23份
扩链剂 5份
催化剂 0.13份。
其中，所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇已二醇酯二醇(PEHA)。
其中，聚酯多元醇的羟值为93mgKOH/g，酸值为0.2mgKOH/g，Mw为1200。
其中，所述二异氰酸酯为已二异氰酸酯(HDI)。
其中，所述扩链剂为质量比为1:0.5的1,6-己二醇(1,6-HDO)、3-甲基1,5-戊二醇(1,5MPD)的混合物。
其中，所述催化剂为为质量比为2:1的辛酸亚锡与环烷酸铋的混合物。
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶的制备方法，其包括以下步骤：
步骤(A): 制得热塑性聚氨酯塑胶胶粒：按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、催化剂计量好，输送至双螺杆压出机进行加热反应，双螺杆压出机的温度为200℃，反应结束之后经过水中造粒，制得聚氨酯塑胶胶粒；
步骤(B): 制得热塑性聚氨酯热熔胶胶薄膜：将步骤(A)所得的热塑性聚氨酯塑胶胶粒喂入单螺杆压出机T-Die流延成型，制得热塑性聚氨酯热熔胶。
其中，该热塑性聚氨酯热熔胶为厚度为0.3mm的薄膜。
实施例3
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，它由下列质量份数的原料制成:
聚酯多元醇 60 份
二异氰酸酯 29 份
扩链剂 11 份
催化剂 0.14 份。
其中，所述聚酯多元醇为质量比为1:3的聚己二酸乙二醇已二醇酯二醇(PEHA)、聚己二酸丁二醇已二醇酯二醇(PBHA)的混合物。
其中，聚酯多元醇的羟值为75mgKOH/g，酸值为0.5mgKOH/g，Mw为1500。
其中，所述二异氰酸酯为质量比为1:0.6的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、已二异氰酸酯(HDI)一种或其两种以上的混合物。
其中，所述扩链剂为1,6-己二醇(1,6-HDO)。
其中，所述催化剂为为质量比为1:1的环烷酸铋、辛酸亚锡的混合物。
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶的制备方法，其包括以下步骤：
步骤(A): 制得热塑性聚氨酯塑胶胶粒：按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、催化剂计量好，输送至双螺杆压出机进行加热反应，双螺杆压出机的温度为200℃，反应结束之后经过水中造粒，制得聚氨酯塑胶胶粒；
步骤(B): 制得热塑性聚氨酯热熔胶胶薄膜：将步骤(A)所得的热塑性聚氨酯塑胶胶粒喂入单螺杆压出机T-Die流延成型，制得热塑性聚氨酯热熔胶。
其中，该热塑性聚氨酯热熔胶为厚度为0.35mm的薄膜。
实施例4
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，它由下列质量份数的原料制成:
聚酯多元醇 65份
二异氰酸酯 27 份
扩链剂 8份
催化剂 0.12份。
其中，所述聚酯多元醇为质量比为1:2的聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)和聚己二酸丁二醇已二醇酯二醇(PBHA)。
其中，聚酯多元醇的羟值为75mgKOH/g，酸值为0.2mgKOH/g，Mw为1500。
其中，所述二异氰酸酯为二异氰酸酯(HDI)。
其中，所述扩链剂为质量比为1：2.7的2-甲基-1,3-丙二醇(MPD)、1,6-己二醇(1,6-HDO)的混合物。
其中，所述催化剂为环烷酸铋。
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶的制备方法，其包括以下步骤：
步骤(A): 制得热塑性聚氨酯塑胶胶粒：按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、催化剂计量好，输送至双螺杆压出机进行加热反应，双螺杆压出机的温度为190℃，反应结束之后经过水中造粒，制得聚氨酯塑胶胶粒；
步骤(B): 制得热塑性聚氨酯热熔胶胶薄膜：将步骤(A)所得的热塑性聚氨酯塑胶胶粒喂入单螺杆压出机T-Die流延成型，制得热塑性聚氨酯热熔胶。
其中，该热塑性聚氨酯热熔胶为厚度为0.4mm的薄膜。
实施例5
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，它由下列质量份数的原料制成:
聚酯多元醇 71份
二异氰酸酯 24份
扩链剂 5 份
催化剂 0.8份。
其中，所述聚酯多元醇为质量比为1:3的聚己二酸已二醇酯二醇(PHA)、聚己二酸乙二醇已二醇酯二醇(PEHA)的混合物。
其中，聚酯多元醇的羟值为118mgKOH/g，酸值为0.2mgKOH/g，Mw为1000。
其中，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
其中，所述扩链剂为质量比为1:4.2的二甘醇(DEG)、1,6-己二醇(1,6-HDO)的混合物。
其中，所述催化剂为辛酸亚锡。
一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶的制备方法，其包括以下步骤：
步骤(A): 制得热塑性聚氨酯塑胶胶粒：按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、催化剂计量好，输送至双螺杆压出机进行加热反应，双螺杆压出机的温度为180℃，反应结束之后经过水中造粒，制得聚氨酯塑胶胶粒；
步骤(B): 制得热塑性聚氨酯热熔胶胶薄膜：将步骤(A)所得的热塑性聚氨酯塑胶胶粒喂入单螺杆压出机T-Die流延成型，制得热塑性聚氨酯热熔胶。
其中，该热塑性聚氨酯热熔胶为厚度为0.2mm的薄膜。
将本发明实施例1-5的热塑性聚氨酯热熔胶进行以下实验：
贴合试片结构：超纤革/热塑性聚氨酯热熔胶膜/3D立体网布
热压贴合：平板热压机设定指定温度(110-150℃)，贴合压力：5MPa, 贴合时间：25秒
耐热脱胶测试(NIKE G41)：利用上述贴合试片裁剪成宽度2.5厘米(cm)，悬挂1kg法码，置于80℃加热箱30分钟。测试时间结束后，取下试片，测量试片脱胶长度。
产品目标：耐热脱胶测试之脱胶长度小于1.27厘米(cm)为合格。
通过以上数据，可以看出本发明低温贴合和高粘结强度的优点。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：它由下列质量份数的原料制成:
聚酯多元醇 80-60 份
二异氰酸酯 20-40 份
扩链剂 0-10 份
催化剂 0.1-5 份。
2.根据权利要求1所述的一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于： 所述聚酯多元醇为：包括聚己二酸乙二醇酯二醇(PEA)、聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、聚己二酸已二醇酯二醇(PHA)、聚己内酯二元醇(PCL)、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇(PEBA)、聚己二酸乙二醇已二醇酯二醇(PEHA)、聚己二酸丁二醇已二醇酯二醇(PBHA)一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述聚酯多元醇的羟值为28-150mgKOH/g，酸值为0.01-0.5mgKOH/g，Mw为700-4000。
4.根据权利要求1所述的一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述二异氰酸酯为：甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环已基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、已二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述扩链剂为：乙二醇(EG)、1,3-丙二醇(1,3-PG)、1,2-丙二醇(1,2-PG)、1,4-丁二醇(1,4-BG)、二甘醇(DEG)、新戊二醇(NPG)、2-甲基-1,3-丙二醇(MPD)、1,6-己二醇(1,6-HDO)、3-甲基1,5-戊二醇(1,5MPD)一种、两种或三种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述催化剂为：钛酸四正丁酯、四异丙醇钛、辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、三乙胺、环烷酸锌、异辛酸锌、钴锰催化剂、咪唑催化剂、乙酸苯汞、丙酸苯汞、环烷酸铋一种或两种以上的混合物。
7.一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(A): 制得热塑性聚氨酯塑胶胶粒：按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯、扩链剂、催化剂计量好，输送至双螺杆压出机进行加热反应，双螺杆压出机的温度为100-300℃，反应结束之后经过水中造粒，制得聚氨酯塑胶胶粒；
步骤(B): 制得热塑性聚氨酯热熔胶胶薄膜：将步骤(A)所得的热塑性聚氨酯塑胶胶粒喂入单螺杆压出机T-Die流延成型，制得热塑性聚氨酯热熔胶。
8.根据权利要求7所述的一种兼具低温贴合和高粘结强度的热塑性聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于:该热塑性聚氨酯热熔胶为厚度为0.05-0.60mm薄膜。
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