CN112552865A - 一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热熔胶技术领域，尤其是一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶：包括异氰酸酯官能预聚物、活性氢有机官能硅烷、热塑性聚合物、增粘剂、增塑剂、催化剂；其中所述异氰酸酯官能聚合物由具有2及以上官能度的多官能异氰酸酯与多元醇聚合反应得到；本发明还公开了一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法。本发明所得到热熔胶具有以下优点：粘度高、初始剥离力高、24小时剥离力高。

Description

一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及热熔胶技术领域，尤其是一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，不可避免地加剧了噪音污染的程度，虽然政府为整治城市噪音污染采取了许多措施，在一定程度上缓解了噪音问题，但仍不能满足广大市民的愿望，追求更安静的生活环境，已经成为众多市民关心的问题。通过选择一些有效的吸音材料，武装自己的房子，创造一个相对安静的生活环境，从而提高自己的生活质量，已成为不少人的共识。

吸音装饰板是把吸音和装饰结合起来的新型建材，具有吸音、降噪、阻燃、隔热、保温等优异性能，其材质均匀坚实，不但富有弹性、韧性、耐磨、抗冲击、不易划破等特性，同时，其与空腔构成的薄板共振吸声体效果极好，是一种宽频带的高效吸声材料。

贴面装饰是指通过修饰物对板材的表面进行修饰，使表面赋予美观，且可以阻止环境中的水分、酸、碱、微生物和害虫等对材料的侵蚀。针对吸音墙板的装饰除了要考虑美观，还应考虑不影响材料本身的吸音性能，如光滑的材料表面容易产生回声，从而增加噪声的音量，而粗糙的材料表面，能够使声波经过多次折射，从而削弱噪音。因此，在装饰吸音板材时，选择一些表面粗糙的材料可以增强吸音板材的吸音效果，如装饰布、粗糙的装饰壁纸等。然而，在利用这些装饰材料对吸音板材进行装饰加工时，会出现一些问题，如用胶黏剂复合好的装饰吸音板四周容易产生起翘问题，造成表面装饰材料在吸音板的四周的粘结强度很低，甚至粘结失效，这就容易产生质量问题，造成损失。此外，国内很多加工装饰吸音板材的工厂，还在用双组份溶剂胶，其在生产过程中会产生大量的VOC排放，同时，在安装好的室内，还会存在微量的有机溶剂释放，造成室内空气质量差。与此同时，国内很多厂家生产的装饰壁纸会存在长时间存放，表面达因值降低，例如，出厂的装饰壁纸表面达因值为38达因，存放一个月后达因值降低到28达因，从而造成粘结失效。

因此，需要得到一种粘合剂，使得复合好装饰布或者装饰壁纸对于吸音墙板具有优异的初粘性能，以避免复合好的装饰吸音板四周出现起翘而导致的粘结失效情况，同时，对低达因值材料也具有优异的粘结效果，此外，为了避免VOC的无序排放，急需提供一种无溶剂粘合剂，以复合装饰布或者装饰壁纸与吸音板材。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，得到反应型聚氨酯热熔胶，其在涂布应用时，能够快速产生一定的剥离强度，以达到在贴合一些异型材时，能够使得复合的材料能够快速定位，达到不起翘的目的。

为了达到上述目的，本发明所设计的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶：包括异氰酸酯官能预聚物、活性氢有机官能硅烷、热塑性聚合物、增粘剂、增塑剂、催化剂；其中所述异氰酸酯官能聚合物由具有2及以上官能度的多官能异氰酸酯与多元醇聚合反应得到；其中：异氰酸酯官能预聚物、热塑性聚合物、增粘剂、活性氢有机官能硅烷、增塑剂、催化剂的质量比为65-75：20-25: 2-5: 0.005-0.01: 0.005-0.01: 0.0001-0.01。

所述的多元醇包括：第一结晶聚酯多元醇、第二结晶聚酯多元醇、高玻璃化温度无定形聚酯多元醇以及低玻璃化温度液体聚酯多元醇；其质量比为2-3: 2-4: 1-2: 2-4。

所述第一结晶聚酯多元醇为3500g/mol至20000g/mol的数均分子量且熔点高于60℃的聚酯多元醇，第一结晶聚酯多元醇具有不高于0℃的玻璃化转变温度( Tg )。所述第一结晶聚酯多元醇，由二元醇和二元酸制备而成，所述二元醇为脂族二醇：包括1 ,2-乙二醇、1 ,4-丁二醇、1 ,5-戊二醇、1 ,6-己二醇、1 ,8-辛二醇和1 ,10-癸二醇，或者为脂环族二醇：包括1 ,4-环己二醇和1 ,4-环己烷二甲醇。所述二元酸包括己二酸、1 ,12-十二烷二酸、癸二酸、对苯二甲酸、丁二酸、戊二酸、二聚脂肪酸中的一种或多种组合。所述第一结晶聚酯多元醇：包括聚(己二醇己二酸酯)多元醇、聚(丁二醇己二酸酯)多元醇、聚-ε-己内酯多元醇、聚(己二醇葵二酸) 多元醇、聚(己二醇十二烷二酸)多元醇中的一种或多种的组合。

第二结晶聚酯多元醇为3500g/mol至5000g/mol的数均分子量且熔点介于15℃至30℃的聚酯多元醇，所述第二结晶聚酯多元醇，由二元醇和二元酸制备而成，所述二元醇为脂族二醇：包括1 ,2-乙二醇、1 ,4-丁二醇、1 ,5-戊二醇、1 ,6-己二醇、1 ,8-辛二醇和1 ,10-癸二醇，或者为脂环族二醇：包括1 ,4-环己二醇、1 ,4-环己烷二甲醇。所述二元酸：包括己二酸、1 ,12-十二烷二酸、癸二酸、对苯二甲酸、丁二酸、戊二酸、二聚脂肪酸中的一种或多种的组合。第二结晶聚酯多元醇为：聚(己二醇新戊二醇己二酸酯)多元醇、聚(丁二醇乙二醇己二酸酯)多元醇、聚-ε-己内酯多元醇、聚(己二醇新戊二醇葵二酸间苯二甲酸) 多元醇、聚(己二醇己二酸对苯二甲酸二聚酸）多元醇、聚(丁二醇间苯二甲酸己二酸酯)多元醇、聚(己二醇二聚酸间苯二甲酸) 多元醇中的一种或多种的组合。

所述高玻璃化温度无定形聚酯多元醇为1000g/mol至大约5000g/mol的数均分子量且玻璃化温度在15℃以上的聚酯多元醇。所述高玻璃化温度无定形聚酯多元醇由二元醇和二元酸制备而成，二元醇为脂族二醇：包括1 ,2-乙二醇、1 ,4-丁二醇、1 ,5-戊二醇、1 ,6-己二醇，或者为脂环族二醇：包括1 ,4-环己二醇、1 ,4-环己烷二甲醇。所述二酸：包括己二酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸中的一种或多种组合。所述高玻璃化温度无定形聚酯多元醇：包括聚(新戊二醇邻苯二甲酸)多元醇、聚(丁二醇乙二醇对苯二甲酸酯)多元醇、聚(己二醇新戊二醇间苯二甲酸) 多元醇、聚(丁二醇间苯二甲酸己二酸酯)多元醇、聚(己二醇新戊二醇间苯二甲酸) 多元醇中的一种或多种的组合。

所述低玻璃化温度液体聚酯多元醇为1000g/mol至5000g/mol的数均分子量且玻璃化温度在-40℃以下的液体聚酯多元醇，由二元醇和二元酸制备而成，二元醇为脂族二醇：包括1 ,2-乙二醇、二乙二醇、1 ,4-丁二醇、1 ,5-戊二醇、1 ,6-己二醇，或者为脂环族二醇：包括1 ,4-环己二醇、1 ,4-环己烷二甲醇。所述二酸包括己二酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、二聚酸、间苯二甲酸中的一种或多种。低玻璃化温度液体聚酯多元醇：包括聚(新戊二醇二聚酸)多元醇、聚(二乙二醇己二酸酯)多元醇、聚(己二醇新戊二醇己二酸) 、聚(新戊二醇二聚酸)多元醇、（丁二醇新戊二醇己二酸二聚酸）多元醇、聚(2-甲基-1,3-丙二醇二聚酸)多元醇中的一种或多种的组合。

多官能异氰酸酯可以为：芳族或脂肪族。芳族异氰酸酯：包括二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)、四甲基苯二甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯。脂肪族异氰酸酯：包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化的MDI、十二烷二异氰酸酯和聚合异氰酸酯。异氰酸酯还可以包括MDI、四甲基苯二甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯或它们的混合物。

所述热塑性聚合物：包括乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、热塑性丙烯酸树脂、热塑性聚氨酯(TPU)、无定形聚-α-烯烃(APAO)、热塑性弹性体(TPE)诸如烯属热塑性弹性体(TPO或TPES)或热塑性酰胺(TPA)，热塑性聚合物如BR113、ES 360、LEVAMELT 456、Pearbond 501。

所述活性氢有机官能硅烷：包括烷氧基甲硅烷基类、芳氧基甲硅烷基类、烷氧基亚氨基甲硅烷基类、肟甲硅烷基类和氨基甲硅烷基类。

所述增粘剂：包括石油树脂、芳烃树脂、酚改性树脂、松香酯树脂、以及硅烷改性芳族树脂。

催化剂有利于多元醇和多异氰酸酯之间的反应、水解、和/或后续的硅烷基团、异氰酸酯基团或它们的组合的交联反应。所述催化剂为： 2 2-二吗啉基二乙基醚(DMDEE)，或者叔胺类包括N ,N-二甲基氨基乙醇、N ,N-二甲基-环己胺-双(2-二甲基氨基乙基)醚、N-乙基吗啉、N ,N ,N ',N ',N”-五甲基-二亚乙基-三胺和1-2(羟丙基)咪唑，或者为金属催化剂：包括锡(例如二烷基锡二羧酸盐，例如二月桂酸二丁基锡和二乙酸二丁基锡，羧酸的亚锡盐，例如辛酸亚锡和乙酸亚锡，四丁基二油酰二锡氧烷)、钛化合物、羧酸铋、有机硅钛酸盐、钛酸烷基酯以及它们的组合。

一种所述的吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法：具体包括如下步骤：

第一步，将多元醇在120℃-160℃的温度下，抽真空1-3小时，然后降温至70℃-100℃，加入多官能异氰酸酯，反应2-4小时，得到异氰酸酯官能预聚物，升温并维持110℃-130℃备用；

第二步，将热塑性聚合物、增粘剂、增塑剂在165℃-185℃的温度下搅拌混合均匀，再加入第一步得到的异氰酸酯官能预聚物，然后混合均匀，在降温并维持在120℃-140℃；

第三步，加入活性氢有机官能硅烷及催化剂，混合均匀，真空脱泡后得到产品。

使用方法

将反应型聚氨酯热熔胶在130℃-155℃下熔融，得到高温流体，将其刮涂第一基材上，然后使第一基材贴合第二基材，并用压辊压合，得到最终的制品。所述的第一基材，包括聚酯纤维装饰布，PVC装饰壁纸，PP装饰壁纸等装饰性材料。所述的第二基材，包括聚酯纤维吸音板，木丝吸音板，砂岩吸音板、玻纤吸音板等吸音板材。

本发明所得到的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，得到的反应型聚氨酯热熔胶具有以下优点：

粘度

粘度在配备有加热器的布式DV-II+粘度计上测定。#29轴以给出20％至80％量度读数的速度设定使用。

初始剥离力测试

利用包覆机将胶黏剂涂布在第一基材上PVC装饰壁纸上，用压辊将第一基材和第二基材聚酯纤维吸音板复合起来，使复合好的样品在室温下养生1分钟，截取2.5CM*10CM的样品，测试180°剥离力。

24小时剥离力测试

利用包覆机将胶黏剂涂布在第一基材上PVC装饰壁纸上，用压辊将第一基材和第二基材聚酯纤维吸音板复合起来，使复合好的样品在室温下养生24小时，截取2.5CM*10CM的样品，测试180°剥离力。

本发明使用以二聚酸改性的聚酯多元醇为主要原材料，合成的异氰酸酯官能预聚物对于一些达因值较低的材料具有优异的润湿性，对于一些低达因值的材料依旧具有较高的初始剥离力。

本发明使用活性氢有机官能硅烷改性反应型聚氨酯热熔胶，使得该粘合剂具有较高的24h剥离力，对于一些低达因值的材料依旧具有较高的24小时剥离力。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：

本实施例描述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，制备过程：

第一步，将3500 MW聚（己二醇己二酸）多元醇30克、1000MW聚（新戊二醇邻苯二甲酸）多元醇10克、4500MW（己二醇己二酸对苯二甲酸二聚酸）多元醇30克、4500MW（丁二醇新戊二醇己二酸二聚酸）30克，在120℃下，抽真空脱水2小时，然后降温至70℃，加入4,4’-亚甲基二苯基异氰酸酯20克，反应2小时，得到异氰酸酯官能预聚物，维持120℃备用；

第二步，将1克1010，40克热塑性聚合物ES 360，5克增粘树脂NOVARES TK100，适量的增塑剂在180℃搅拌混合均匀，加入第一步得到的异氰酸酯官能预聚物，将整体混合物混合均匀，同时使整个体系的温度维持在130℃；

第三步，加入3-巯丙基三甲氧基硅烷1克以及催化剂0.05克DMDEE，混合均匀，真空脱泡，得到最终产品。

实施例2：

本实施例描述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，制备过程：

第一步，将3500 MW聚（己二醇己二酸）多元醇30克、1000MW聚（新戊二醇邻苯二甲酸）多元醇10克、4500MW（己二醇己二酸对苯二甲酸二聚酸）多元醇30克、4500MW（丁二醇新戊二醇己二酸二聚酸）30克，在120℃下，抽真空脱水2小时，然后降温至70℃，加入4,4’-亚甲基二苯基异氰酸酯20克，反应2小时，得到异氰酸酯官能预聚物，维持120℃备用；

第二步，将1克1010，20克热塑性聚合物LEVAMELT 456，20克热塑性聚合物Pearbond 501，5克增粘树脂NOVARES TK100，适量的增塑剂在180℃搅拌混合均匀，加入第一步得到的异氰酸酯官能预聚物，将整体混合物混合均匀，同时使整个体系的温度维持在130℃；

第三步，加入3-巯丙基三甲氧基硅烷1克以及催化剂0.05克DMDEE，混合均匀，真空脱泡，得到最终产品。

实施例3：

本实施例描述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，制备过程：

第一步，将3500 MW聚（己二醇己二酸）多元醇20克、1000MW聚（新戊二醇邻苯二甲酸）多元醇10克、4500MW（丁二醇己二酸二聚酸）多元醇40克、4500MW（丁二醇新戊二醇己二酸二聚酸）30克，在120℃下，抽真空脱水2小时，然后降温至70℃，加入4,4’-亚甲基二苯基异氰酸酯20克，反应2小时，得到异氰酸酯官能预聚物，维持120℃备用；

第二步，将1克1010，10克热塑性聚合物LEVAMELT 456，30克热塑性聚合物ES 360，5克增粘树脂NOVARES TK100，适量的增塑剂在180℃搅拌混合均匀，加入第一步得到的异氰酸酯官能预聚物，将整体混合物混合均匀，同时使整个体系的温度维持在130℃；

第三步，加入3-巯丙基三甲氧基硅烷1克以及催化剂0.05克DMDEE，混合均匀，真空脱泡，得到最终产品。

实施例4：

本实施例描述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，制备过程：

第一步，将3500 MW聚（己二醇己二酸）多元醇20克、1000MW聚（新戊二醇邻苯二甲酸）多元醇10克、4500MW（己二醇己二酸对苯二甲酸二聚酸）多元醇20克、4500MW（丁二醇己二酸二聚酸）多元醇20克、4500MW（丁二醇新戊二醇己二酸二聚酸）30克，在120℃下，抽真空脱水2小时，然后降温至70℃，加入4,4’-亚甲基二苯基异氰酸酯20克，反应2小时，得到异氰酸酯官能预聚物，维持120℃备用；

第二步，将1克1010，10克热塑性聚合物LEVAMELT 456，20克热塑性聚合物Pearbond 501，10克热塑性聚合物BR113，5克增粘树脂NOVARES TK100，适量的增塑剂在180℃搅拌混合均匀，加入第一步得到的异氰酸酯官能预聚物，将整体混合物混合均匀，同时使整个体系的温度维持在130℃；

第三步，加入3-巯丙基三甲氧基硅烷1克以及催化剂0.05克DMDEE，混合均匀，真空脱泡，得到最终产品。

对比例1：

本对比例描述的一种反应型聚氨酯热熔胶，制备过程：

第一步，将3500 MW聚（己二醇己二酸）多元醇60克、2000MW聚氧化丙烯二元醇40克，在120℃下，抽真空脱水2小时，然后降温至70℃，加入4,4’-亚甲基二苯基异氰酸酯19.3克，反应2小时，得到异氰酸酯官能预聚物，维持120℃备用；

第二步，将1克1010，40热塑性聚合物BR113，5克增粘树脂NOVARES TK100，适量的增塑剂在180℃搅拌混合均匀，加入第一步得到的异氰酸酯官能预聚物，将整体混合物混合均匀，同时使整个体系的温度维持在130℃；

第三步，加入催化剂0.05克DMDEE，混合均匀，真空脱泡，得到最终产品。

对比例以及实施例测试结果如下

Claims (9)

1.一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶：其特征是：包括异氰酸酯官能预聚物、活性氢有机官能硅烷、热塑性聚合物、增粘剂、增塑剂、催化剂；其中所述异氰酸酯官能聚合物由具有2及以上官能度的多官能异氰酸酯与多元醇聚合反应得到；其中：异氰酸酯官能预聚物、热塑性聚合物、增粘剂、活性氢有机官能硅烷、增塑剂、催化剂的质量比为65-75：20-25: 2-5: 0.005-0.01: 0.005-0.01: 0.0001-0.01。

2.根据权利要求1所述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，其特征是：所述的多元醇包括：第一结晶聚酯多元醇、第二结晶聚酯多元醇、高玻璃化温度无定形聚酯多元醇以及低玻璃化温度液体聚酯多元醇；其质量比为2-3: 2-4: 1-2: 2-4。

3.根据权利要求2所述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，其特征是：所述第一结晶聚酯多元醇为3500g/mol至20000g/mol的数均分子量且熔点高于60℃的聚酯多元醇。

4.根据权利要求2所述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，其特征是：第二结晶聚酯多元醇为3500g/mol至5000g/mol的数均分子量且熔点介于15℃至30℃的聚酯多元醇。

5.根据权利要求2所述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，其特征是：高玻璃化温度无定形聚酯多元醇为1000g/mol至大约5000g/mol的数均分子量且玻璃化温度在15℃以上的聚酯多元醇。

6.根据权利要求2所述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，其特征是：低玻璃化温度液体聚酯多元醇为1000g/mol至5000g/mol的数均分子量且玻璃化温度在-40℃以下的液体聚酯多元醇。

7.根据权利要求1或2所述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，其特征是：所述活性氢有机官能硅烷为仲氨基-烷氧基硅烷、巯基-烷氧基硅烷中的一种或两种。

8.根据权利要求1或2所述的一种吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶，其特征是：热塑性聚合物为：乙烯乙酸乙烯酯、热塑性丙烯酸树脂、热塑性聚氨酯、无定形聚-α-烯烃、热塑性弹性体、热塑性酰胺中的一种或多种。

9.一种如权利要求1所述的吸音板贴面装饰用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法：其特征是：具体包括如下步骤：

第一步，将多元醇在120℃-160℃的温度下，抽真空1-3小时，然后降温至70℃-100℃，加入多官能异氰酸酯，反应2-4小时，得到异氰酸酯官能预聚物，升温并维持110℃-130℃备用；

第二步，将热塑性聚合物、增粘剂、增塑剂在165℃-185℃的温度下搅拌混合均匀，再加入第一步得到的异氰酸酯官能预聚物，然后混合均匀，在降温并维持在120℃-140℃；

第三步，加入活性氢有机官能硅烷及催化剂，混合均匀，真空脱泡后得到产品。