CN113322042A - 一种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂，包含：96‑100％重量的聚氨酯预聚体，0‑4％重量的润湿流平剂，所述聚氨酯预聚体由聚多元醇与异腈酸酯聚合而成，所述异腈酸酯为二官能度的芳香族或脂肪族，所述聚多元醇含有不同类型脱模剂相似结构的聚酯多元醇，聚氨酯预聚体产品起始原料中至少一种室温下为液态组份如液体聚醚多元醇或聚酯多(二)元醇,或聚醚与聚酯的混合物；本发明所做的热熔聚氨酯胶粘剂对于低表面能的基材具有良好的附着力，并且粘度小使用温度低，流平性好，提供了一个环境友好的具有难度的低表面能基材贴合的解决方案。

Description

一种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种热熔聚氨酯胶粘剂，具体是一种用于发泡共挤大板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂及其制备方法，尤其是对于低表面能的发泡共挤大板贴合性能突出的环保型热熔聚氨酯胶粘剂。
背景技术
与传统的涂料装饰墙面相比，木饰面大板装饰具有快捷美观的突出优势，而木饰面大板的加工工艺是以发泡共挤板贴合不同花色纹路的PVC膜。在发泡共挤板的成型工程中需要加入脱模剂从而导致发泡共挤板的表面能比较低。这就对所使用的热熔聚氨酯胶粘剂提出了很高的要求。一般的粘合剂难以粘接。以往该类型的基材复合都是使用油性粘合剂，溶剂对脱模剂层起到破坏作用，从而利于粘结。但是随着国家对环境管控以及人们对环保的要求越来越高，高性能且环保的胶黏剂的需求愈发迫切。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂，包含：96-100％重量的聚氨酯预聚体，0-4％重量的润湿流平剂，所述聚氨酯预聚体由聚多元醇与异腈酸酯聚合而成，所述异腈酸酯为二官能度的芳香族或脂肪族，所述聚多元醇含有不同类型脱模剂相似结构的聚酯多元醇，聚氨酯预聚体产品起始原料中至少一种室温下为液态组份如液体聚醚多元醇或聚酯多(二)元醇,或聚醚与聚酯的混合物。
更进一步的方案：所述聚氨酯预聚体内添加有无定型和结晶型的聚酯树脂。
更进一步的方案：所述聚酯多元醇包括端羟聚丁二烯树脂、端羟基氟碳树脂或其它含有机硅支链的二元醇。
更进一步的方案：所述异腈酸酯包括纯二苯基亚甲基二异氰酸酯MDI、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化H12MDI、2,4-位及4,4-位二异腈酸酯的混合物或1，6-己二异氰酸酯。
更进一步的方案：所述异腈酸酯及其改性产品或其混合物的用量为总量的10-25％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：。
本发明的另一目的在于提供一种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂的制备方法，制备方法采用一步法合成聚氨酯预聚体：即先将计算好的聚多元醇和添加物投入反应器中，加热溶解真空脱水，然后将计算好的多异腈酸酯在氮气保护下加入反应，具体包括以下步骤：
1.将多元醇或二元醇和必要的添加剂相混合在120-140℃溶解至均相为止；
2.抽真空脱水去除水分约60-90分钟，达到要求含水率；
3.在氮气保护下，加入计算好的多异腈酸酯在100-130℃反应2.0-4.0小时，取样检测NCO达到理论以下,转速在60-150转/分之间；
4.再次抽真空脱除气泡45-60分钟；
5.在氮气保护下出料,密封包装。
有益效果：本发明专利利用了端羟基聚丁二烯、端羟基氟碳树脂或其它含有机硅支链的二元醇和单体合成的高分子作为原料而生产出反应型湿固化热熔聚氨酯胶粘剂产品,这种热熔胶黏剂产品的异腈酸根基团含量为1-3.5％。为了提升对不同表面能基材的粘结力并且使最终产品稳定，本发明采用了两种措施：1)即生产出含不同类型脱模剂相似结构的聚酯多元醇；2)对现有的聚酯二元醇进行筛选，选择的标准为润湿性好、玻璃化温度较低以及能够提供良好的附着力等性能。聚氨酯预聚体中的异腈酸根含量在1.8-5.0％之间。与普通的热熔聚氨酯胶粘剂相比，本发明所做的热熔聚氨酯胶粘剂对于低表面能的基材具有良好的附着力，并且粘度小使用温度低，流平性好。提供了一个环境友好的具有难度的低表面能基材贴合的解决方案。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂，包含：96-100％重量的聚氨酯预聚体，0-4％的润湿流平剂，润湿流平剂以提升聚氨酯胶黏剂对发泡共挤基材的粘接性能、润湿性能以及贴合平整度；所述聚氨酯预聚体由聚多元醇与异腈酸酯聚合而成；所述异腈酸酯为二官能度的芳香族或脂肪族；所述聚多元醇含有不同类型脱模剂相似结构的聚酯多元醇。
聚氨酯预聚体产品起始原料中至少一种室温下为液态组份如液体聚醚多元醇或聚酯多(二)元醇,或聚醚与聚酯的混合物,考虑到初始粘结强度，还需要一些无定型和结晶型的聚酯树脂。此外，本发明最为关键的在于选择含有不同类型脱模剂相似结构的聚酯多元醇如端羟聚丁二烯树脂、端羟基氟碳树脂或其它含有机硅支链的二元醇。
本发明中所涉及的用于聚合反应的异腈酸酯可以是纯二苯基亚甲基二异氰酸酯MDI(4,4-diphenylenemethanediisocyanate)、异佛尔酮二异氰酸酯(IsophoroneDiisocyanate IPDI)、氢化H12MDI、2,4-位及4,4-位二异腈酸酯的混合物，如万华M D I-50；或1，6-己二异氰酸酯(HDI)、等。这些异腈酸酯及其改性产品或其混合物在该发明产品中的用量为总量的10-25％,更倾向于15-20％。除了上述提及的异腈酸酯外,。一般来说,二异氰酸酯的通式是OCN-R-NCO,R为非反应型基团。二异氰酸酯中的-NCO基团与氢氧基团或氨基基团反应。
本发明中所贴合的基材包括发泡共挤板和PVC膜(常用的厚度为0.12mm或者0.15mm)，表面能由达因笔测定。
本发明的聚合方法是:采用一步法合成聚氨酯预聚体：即先将计算好的聚多元醇和添加物投入反应器中，加热溶解真空脱水，然后将计算好的多异腈酸酯在氮气保护下加入反应。
具体的的聚合工艺是：
1.将多元醇或二元醇和必要的添加剂相混合在120-140℃溶解至均相为止；
2.抽真空脱水去除水分约60-90分钟，达到要求含水率；
3.在氮气保护下，加入计算好的多异腈酸酯在100-130℃反应2.0-4.0小时，取样检测NCO达到理论以下,转速在60-150转/分之间；
4.再次抽真空脱除气泡45-60分钟；
5.在氮气保护下出料,密封包装。
本发明上胶方式采用滚筒涂布方式，导热油温度控制在140-150度，胶辊温度控制在130-140，胶温控制在120-130度。采用发泡共挤板上胶，PVC膜压合，上胶量控制在30-40g/m2.在25度以及55％RH的湿度条件下固化3天进行性能测试及性能分析：
(1)拉力测试：
试样制备：2cm宽度若干(通常为10条)；
拉伸速度：50mm/min；
结果记录：
拉力测试变化图如图1所示。
表一：拉力数值记录表
Figure BDA0003112735730000051
Figure BDA0003112735730000061
本发明所涉及的含有不同类型处理剂相似结构的聚酯多元醇共聚物的制备方法如下：将含硅多元醇、含氟碳多元醇和苯酐按1:1.06摩尔比(根据需求可调)放置于反应釜中在氮气保护下加热至210-240℃，脱水反应16-18小时左右直至酸值小于0.5为止。反应过程中利用氮气保护并使用高度真空以便快速脱水。反应完成后在融融状态下出料待用。产物的状态为高粘性的液体(或熔点较低的固体)，本发明中的特殊聚合物其分子量在2000-3000之间。简称为SFBA-X
将制备好的SFBA-X与聚己内酯以及润湿剂和抗老化剂加入到反应器中加热溶解至均匀态。然后真空脱水60-90分钟。在80-100度下加入二异氰酸酯保持100-120度反应4-8小时，取样测试粘度值和NCO值小于理论值即可。最后真空脱泡包装。
表二：实施例1
实验例-1
Figure BDA0003112735730000062
Figure BDA0003112735730000071
表三：实施例2
实验例-2
eq.wt.
普通聚酯 30.0 1000
聚碳酸酯 25.0 1000
7380(赢创) 15.0 1750
PPG1000 5 500
润湿剂 2.50 N/A
抗氧化剂 0.500 N/A
纯MDI(万华MDI－100) 22.000 125
120℃粘度值:18000-23000cps 100.000
表四：实施例3
实验例3
eq.wt.
普通聚醚 30.0 1000
聚碳酸酯 25.0 1000
7380(赢创) 15.0 1750
PPG1000 5 500
润湿剂 2.50 N/A
抗氧化剂 0.500 N/A
纯MDI(万华MDI－100) 22.000 125
120℃粘度值:10000-15000cps 100.000
表五：实施例性能对比
由以上结果可知：实例1的综合性能优异，可以达到发泡板基材破
Figure BDA0003112735730000081
坏，同时在高温环境下不起泡。合成配方中异腈酸酯不限与纯MDI可以使用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或其他脂肪族耐黄变性能优异的多异氰酸酯以提升有些产品对于耐黄变性能的高需求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂，其特征在于，包含：96-100％重量的聚氨酯预聚体，0-4％重量的润湿流平剂，所述聚氨酯预聚体由聚多元醇与异腈酸酯聚合而成，所述异腈酸酯为二官能度的芳香族或脂肪族，所述聚多元醇含有不同类型脱模剂相似结构的聚酯多元醇，聚氨酯预聚体产品起始原料中至少一种室温下为液态组份如液体聚醚多元醇或聚酯多(二)元醇,或聚醚与聚酯的混合物。
2.根据权利要求1所述的种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述聚氨酯预聚体内添加有无定型和结晶型的聚酯树脂。
3.根据权利要求1所述的种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述聚酯多元醇包括端羟聚丁二烯树脂、端羟基氟碳树脂或其它含有机硅支链的二元醇。
4.根据权利要求1所述的种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述异腈酸酯包括纯二苯基亚甲基二异氰酸酯MDI、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化H12MDI、2,4-位及4,4-位二异腈酸酯的混合物或1，6-己二异氰酸酯。
5.根据权利要求1所述的种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述异腈酸酯及其改性产品或其混合物的用量为总量的10-25％。
6.根据权利要求1-5任一所述的种用于板贴合的热熔聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将多元醇或二元醇和必要的添加剂相混合在120-140℃溶解至均相为止；
(2)抽真空脱水去除水分约60-90分钟，达到要求含水率；
(3)在氮气保护下，加入计算好的多异腈酸酯在100-130℃反应2.0-4.0小时，取样检测NCO达到理论以下,转速在60-150转/分之间；
(4)再次抽真空脱除气泡45-60分钟；
(5)在氮气保护下出料,密封包装。
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