CN112662368B - 一种高性能聚氨酯热熔胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高性能聚氨酯热熔胶，由以下质量份数的原料组成：聚酯多元醇50‑80份，端羟基聚丁二烯丙烯腈10‑30份，多臂星端羟基聚酯多元醇1‑5份，催化剂0.05‑0.1份，二苯基甲烷二异氰酸酯10‑20份；本发明将端羟基聚丁二烯丙烯腈引入与聚酯多元醇协同嵌段到分子链中，赋予胶体优异弹性的基础上，还具有良好的耐油性、粘接性、耐老化性能；多臂星型端羟基聚酯多元醇的“多臂”结构与端羟基聚丁二烯丙烯腈的遥爪结构相互穿插形成很强的分子间范德华力的同时，可有效杜绝水分、汗液、油脂、油酸等物质对胶体的侵蚀，从而保持胶水优异的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高性能聚氨酯热熔胶及其制备方法，特别是一种适用于电子穿戴设备中对于塑料等难粘材料粘接用的耐油酸耐寒液聚氨酯热熔胶及其制备方法。
背景技术
现代科学与技术发展迅猛，国民经济与人民生活水平不断提高，蒸蒸日上。纵观现代工业领域和人们日常生活中的每一个环节，几乎都离不开电子设备。尤其是电子穿戴设备近几年以指数级的速度在增长并且已经成为人们生活中不可或缺的一部分，电子穿戴设备不仅仅是人们对时尚、品味的一种表达更是对健康生活方式的一种追求，在此背景下电子穿戴设备是否美观、环保、使用寿命是否符合人们的期待变得越来越重要；众所周知，电子穿戴设备内部靠胶水形成连接形成防护，可以说胶水是电子穿戴设备的灵魂；
聚氨酯热熔胶由于自身的环保节能以及能够快速定位、提供较高的初粘强度等优点，已被广泛用于电子穿戴设备的粘接；但是电子穿戴设备长时间与人体接触，身体所分泌的汗液、油脂等会慢慢渗入到穿戴设备内部破坏胶体的粘接强度从而影响穿戴设备的寿命，在如此使用环境下，如何让胶水不易受汗液、油脂的影响从而保持穿戴设备的寿命成为业内专家竞相研究的课题，然而传统的热熔胶显然无法兼顾。因此提供一种具有高粘接力、耐油酸、耐汗液的聚氨酯热熔胶很有必要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种聚氨酯热熔胶，该热熔胶具有高粘接强度、耐汗液、耐油酸等性能。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种聚氨酯热熔胶，由以下质量份数的原料组成：
聚酯多元醇50-80份，
端羟基聚丁二烯丙烯腈10-30份，
多臂星端羟基聚酯多元醇1-5份，
催化剂0.05-0.1份，
二苯基甲烷二异氰酸酯10-20份
所述聚酯多元醇的分子量为2000-4000
所述多臂星型端羟基聚酯多元醇数均分子量为715-1854
所述聚酯多元醇为己二酸系聚酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚邻苯二甲酸二乙二醇酯二醇中的一种。
所述多臂星端羟基聚酯多元醇具有如下分子结构：
所述端羟基聚丁二烯丙烯腈的羟值为33.6mgKOH/g。
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。
本发明的另一个目的是提供一种聚氨酯热熔胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚酯多元醇50-80份、端羟基聚丁二烯丙烯腈10-30份、多臂星型端羟基聚酯多元醇1-5份，加入到反应釜中，搅拌混合均匀，加热升温至115-125℃，在真空度≤0.95MPa条件下，脱水2h；
(2)降温至90-100℃，加入10-20份二苯基甲烷二异氰酸酯，在温度115-125℃条件下反应1.5h；
(3)加入0.05-0.1份催化剂，在温度115-125℃、真空度≤0.95MPa条件下继续反应0.5h；
(4)氮气保护下快速出料，并封装于铝箔袋中即得。由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、端羟基聚丁二烯丙烯腈的引入与聚酯多元醇协同嵌段到分子链中，赋予胶体优异弹性的基础上，还具有良好的耐油性、粘接性、耐老化性能；端羟基聚丁二烯丙烯腈与普通的橡胶相比，腈基的引入使其具有较高的极性可以与聚酯多元醇很好的互溶从而避免胶体分离现象的发生，同时聚丁二烯、羟基又可赋予分子优良的反应性与耐汗液性能。
2、多臂星型端羟基聚酯多元醇与常用的线性聚酯相比，该聚酯具有更低熔融粘度的同时其庞大的支链结构又可赋予胶体优异的耐化学腐蚀、附着力、冲击性和热稳定性能；其庞大的支链结构可形成多点附着并对氨基甲酸酯形成位阻效应以防止在持续高温环境下胶体粘度的增加。
3、多臂星型端羟基聚酯多元醇的“多臂”结构与端羟基聚丁二烯丙烯腈的遥爪结构相互穿插形成很强的分子间范德华力的同时，可有效杜绝水分、汗液、油脂、油酸等物质对胶体的侵蚀，从而保持胶水优异的性能。
具体实施方式
实施例1
(1)将聚分子量为2000的己二酸系聚酯二醇20份、分子量为4000的聚碳酸酯二醇30份、端羟基聚丁二烯丙烯腈10份、分子量为715的多臂星型端羟基聚酯多元醇1 份，加入到反应釜中，搅拌混合均匀，加热升温至115-125℃，在真空度≤0.95MPa条件下，脱水2h；
(2)降温至90-100℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯10份，在温度115-125℃条件下反应1.5h；
(3)加入三乙烯二胺0.05份，在温度115-125℃、真空度≤0.95MPa条件下继续反应0.5h；
(4)氮气保护下快速出料，并封装于铝箔袋中即得。
实施例2
(1)将分子量为2000的聚邻苯二甲酸二乙二醇酯二醇40份，分子量为4000的聚碳酸酯二醇40份，端羟基聚丁二烯丙烯腈30份，分子量为1854的多臂星型端羟基聚酯多元醇5份，加入到反应釜中，搅拌混合均匀，加热升温至115-125℃，在真空度≤0.95MPa 条件下，脱水2h；
(2)降温至90-100℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯20份，在温度115-125℃条件下反应1.5h；
(3)加入双吗啉基二乙基醚0.05份，辛酸亚锡0.05份，在温度115-125℃、真空度≤0.95MPa条件下继续反应0.5h；
(4)氮气保护下快速出料，并封装于铝箔袋中即得。
实施例3
(1)将分子量为3000的聚邻苯二甲酸二乙二醇酯二醇20份，分子量为2500的聚碳酸酯二醇40份，端羟基聚丁二烯丙烯腈20份，分子量为1000的多臂星型端羟基聚酯多元醇3份，加入到反应釜中，搅拌混合均匀，加热升温至115-125℃，在真空度≤0.95MPa 条件下，脱水2h；
(2)降温至90-100℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯14份，在温度115-125℃条件下反应1.5h；
(3)加入三乙醇胺0.06份，在温度115-125℃、真空度≤0.95MPa条件下继续反应0.5h；
(4)氮气保护下快速出料，并封装于铝箔袋中即得。
对比例
一种聚氨酯热熔胶的的制备方法，步骤如下：
(1)将分子量为3000的聚邻苯二甲酸二乙二醇酯二醇20份，分子量为2500的聚碳酸酯二醇60份，加入到反应釜中，搅拌混合均匀，加热升温至115-125℃，在真空度≤0.95MPa条件下，脱水2h；
(2)降温至90-100℃，加入二苯基甲烷二异氰酸酯13份，在温度115-125℃条件下反应1.5h；
(3)加入三乙醇胺0.06份，在温度115-125℃、真空度≤0.95MPa条件下继续反应0.5h；
(4)氮气保护下快速出料，并封装于铝箔袋中即得。
对实施例1至3和对比例1进行性能检测，测量方法如下：
剪切强度测试
根据ISO-4587胶黏剂拉伸剪切强度的测试标准，将热熔胶涂在PC板(尺寸20mm*100mm*4mm)，25℃50％RH环境下固化7d，在常温环境下采用万能材料试验机进行剪切测试
耐油酸后剪切强度测试
根据ISO-4587胶黏剂拉伸剪切强度的测试标准，将热熔胶涂在PC板(尺寸 20mm*100mm*4mm)，25℃50％RH环境下固化7d后，将剪切片浸没在油酸中60℃90％RH 环境下浸泡48h，拿出后放置2h后在常温环境下采用万能材料试验机进行剪切测试
耐汗液后剪切强度测试
根据ISO-4587胶黏剂拉伸剪切强度的测试标准，将热熔胶涂在PC板(尺寸 20mm*100mm*4mm)，25℃50％RH环境下固化7d后，将剪切片浸没人造汗液中25℃ 50％RH环境下浸泡7d，拿出后放置2h后在常温环境下采用万能材料试验机进行剪切测试
跌落实验
参考GB/T2423.8，使用热熔胶粘接两块不锈钢板(尺寸20mm*100mm*4mm)，1m 高度自由跌落。
粘度实验
参考GB/T2794-2013，胶水合成完毕后立即取样，在110℃条件下测试胶水粘度，记为粘度1；
将胶水合成完毕后，在110℃下持续加热4h后，进行粘度测试，记为粘度2。
实验结果见表1
表1
从上表1中，可明显看出，端羟基聚丁二烯与多臂星型聚酯多元醇的引入不仅使胶体具有极佳的耐油酸、耐汗液、附着力性能而且使胶体拥有非常优秀的抗跌落性能；同时多臂星型聚酯多元醇的加入其庞大的支链结构对氨基甲酸酯形成位阻效应有效的防止了持续高温环境下胶体粘度的增加。
可见，本发明在电子穿戴设备上的应用具有非常大的技术意义和突破，为电子穿戴设备的使用寿命贡献了一个新的研究方向。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种高性能聚氨酯热熔胶，其特征在于，由以下质量份数的原料组成：
聚酯多元醇50-80份，
端羟基聚丁二烯丙烯腈10-30份，
多臂星型 端羟基聚酯多元醇1-5份，
催化剂0.05-0.1份，
二苯基甲烷二异氰酸酯10-20份；
所述多臂星型端羟基聚酯多元醇数均分子量为715-1854；
所述聚酯多元醇为己二酸系聚酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚邻苯二甲酸二乙二醇酯二醇中的一种；所述端羟基聚丁二烯丙烯腈的羟值为33.6mgKOH/g。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，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。
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