CN113388359B - 一种家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶及其制备方法 - Google Patents
一种家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶及其制备方法,聚酯多元醇、聚醚多元醇、EVA树脂、多异氰酸酯、高分子量共聚聚酯、扩链剂制成；将聚醚多元醇熔融脱水后，降温至110℃；加入多异氰酸酯，氮气保护下反应得聚醚预聚体；将聚酯多元醇、高分子量共聚聚酯、EVA树脂熔融脱水后降温至130℃；加入多异氰酸酯，氮气保护下反应3h，加入扩链剂反应0.5h；加入聚醚预聚体，然后真空脱泡，即得反应型湿固化聚氨酯热熔胶。本发明的聚氨酯热熔胶不仅有良好的初粘强度，而且耐湿热性能优异，对不同基材均有良好的粘接性。
Description
技术领域
本发明公开了一种家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶及其制备方法，属于聚氨酯热熔胶领域。
背景技术
人造板加工方便、节省材料、生产效率高，是现代板式家具生产的主要材料。但是人造板切割成板式部件后，侧面疏密不均且容易吸湿变形，所以必须对其四周进行边部处理。目前最常用的方法是热熔胶配合封边条进行封边处理。常用的封边胶主要是EVA。封边条材质众多，目前可供选择的有原木、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)以及三聚氰胺。因此，对封边胶要求较高，需要对多种基材具有较好的粘接性。
EVA是无溶剂的环境友好型胶粘剂热熔胶，具有初粘力高、定位快的优点，在木工封边领域广泛应用。但其属于非反应型热熔胶，仅靠物理吸附对材料进行粘接，对多种基材粘接较差，粘接强度低。因EVA含有大量的VA(醋酸乙烯)，耐潮湿环境性能差，特别是在高温高湿条件下，最终导致粘接失效。因此，亟需一种初粘力高、能粘接多种基材、耐湿热环境的封边胶。湿气固化反应型聚氨酯热熔胶(PUR)是一种无溶剂的环保型热熔胶，不仅能确保良好的视觉美感，还能有效隔绝潮气入侵，提供更高质量的粘接效果。但普通的PUR胶在快速的流水线中，仍较难满足其施工工艺，这是因为其初粘力差；且普通的PUR较仍存在耐湿热环境、耐高低温冲击性能差的缺点；不能同时满足对多种基材粘接的普适性。因此，开发一种初粘强度高，耐高低温、耐湿热性能好，同时能粘接多种材质的封边热熔胶迫在眉睫。
专利CN109370503A公开了一种聚碳酸酯型双固化热熔胶，以聚碳酸酯多元醇为软段，具有良好的力学性能、耐温性能，同时对于多种基材有良好的粘接效果，但是其初粘力低，无法用于家具封边行业。专利CN112694860A公开了一种不需要水气的聚氨酯热熔胶，该热熔胶耐湿耐温性能好，但是其初粘性能差，且固化时间较长。
发明内容
为解决传统家具封边热熔胶初粘力低、耐湿热性能差、不耐高低温、对多种基材粘接普适性差的问题，本发明提供了一种高初粘力、耐湿热性能好、能粘多种基材的反应型聚氨酯热熔胶。
为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
一种家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶，其特征在于，由按重量份计量的以下组分组成：
进一步的，所述聚酯多元醇为醇酸酯多元醇与聚碳酸酯二醇混合使用。
所述醇酸酯多元醇是数均分子量为3000-8500的非结晶醇酸酯多元醇。醇酸酯多元醇是由二元醇与二元酸聚合而成，端基为两个OH基团的聚合物。更进一步的，所述醇酸酯多元醇是由二元酸如乙二酸、己二酸、芳香酸、癸二酸中的至少一种与乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇中的至少一种聚合而成，优选邻苯二甲酸、己二酸与乙二醇、新戊二醇按摩尔比2:2:3:1共聚。
所述聚碳酸酯二醇是数均分子量为1000-2000的多元醇。更进一步的，聚碳酸酯二醇是通过低分子二醇与碳酸二酯进行酯交换反应得到的聚碳酸酯二元醇，低分子二醇是1,4—丁二醇、1,6—己二醇中的一种。
进一步的，所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇的一种或两种混合，聚醚多元醇数均分子量为1000-2000。
进一步的，所述多异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯。
进一步的，所述EVA树脂为醋酸乙烯含量为45-65wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
进一步的，所述高分子量共聚聚酯的分子量大于15000。所述高分子量共聚聚酯为二元酸和二元醇聚合而成。所述二元酸为乙二酸、癸二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、马来酸中的一种或多种。所述二元醇为1,2-乙二醇、1,3丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇中的一种或多种。
进一步的，所述的扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇中的一种。
另外，本发明还提供了家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，具体过程如下：
一、将聚醚多元醇在不低于120℃、真空度不高于-0.09MPa条件下熔融脱水2小时，脱水完毕后，降温至110℃；将部分多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应3h，得聚醚预聚体；
二、将聚酯多元醇、高分子量共聚聚酯、EVA树脂加入反应釜中，在不低于120℃、真空度不高于-0.09MPa条件下熔融脱水2小时；脱水完毕后，降温至130℃；将剩下部分多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应3h，加入扩链剂反应0.5h；加入聚醚预聚体，然后真空脱泡10min，即得本发明反应型湿固化聚氨酯热熔胶。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
采用非结晶聚酯、聚碳酸酯多元醇及高分子量共聚聚酯预聚后，在扩链剂的作用下共聚得到大分子量的聚合物，提高了PUR的初粘力，缩短PUR开放时间；采用低分子量液态聚醚预聚体与共聚物物理混合，降低体系粘度，使胶体在熔融状态下对基材有更好的浸润性；另外，该聚氨酯热熔胶具耐高低温性能，耐湿热环境，对不同封边基材均有良好的粘接效果。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中所使用的高分子量共聚聚酯是市售牌号为S1401、S1402的高分子量共聚聚酯。醇酸酯多元醇是用邻苯二甲酸、己二酸与乙二醇、新戊二醇按摩尔比2:2:3:1共聚而成。
实施例1
一、将5份分子量为1000的聚氧化丙烯二醇在120℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至110℃。将多异氰酸酯1.7份加入反应釜中，氮气保护下反应3h，得聚醚预聚体。
二、将60份分子量为3000非结晶醇酸酯多元醇、10份分子量为2000聚碳酸酯、7份高分子量共聚聚酯S1401、10份VA含量为45％EVA树脂、加入反应釜中，在140℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至130℃。将12.3份多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应3h，加入0.3份1,6-己二醇反应0.5h。加入聚醚预聚体，然后真空脱泡10min，即得反应型聚氨酯热熔胶。
实施例2
一、将6份分子量为2000的聚氧化丙烯二醇在120℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至110℃。将多异氰酸酯1.2份加入反应釜中，氮气保护下反应3h，得聚醚预聚体。
二、将50份分子量为3500非结晶醇酸酯多元醇、7份分子量为1000聚碳酸酯、18份高分子量共聚聚酯S1402、15份VA含量为50％EVA树脂、加入反应釜中，在140℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至130℃。将12.8份多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应3h，加入0.2份1,4-丁二醇反应0.5h。加入聚醚预聚体，然后真空脱泡10min，即得反应型聚氨酯热熔胶。
实施例3
一、将7份分子量为1000的聚四氢呋喃二醇在120℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至110℃。将多异氰酸酯2.3份加入反应釜中，氮气保护下反应3h，得聚醚预聚体。
二、将52份分子量为5500非结晶醇酸酯多元醇、10份分子量为2000聚碳酸酯、16份高分子量共聚聚酯S1401、15份VA含量为65％EVA树脂、加入反应釜中，在140℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至130℃。将10.7份多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应3h，加入0.2份1,4-丁二醇反应0.5h。加入聚醚预聚体；然后真空脱泡10min，即得反应型聚氨酯热熔胶。
实施例4
一、将8份分子量为2000的聚氧化丙烯二醇在120℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至110℃。将多异氰酸酯1.6份加入反应釜中，氮气保护下反应3h，得聚醚预聚体。
二、将30份分子量为8500非结晶醇酸酯多元醇、20份分子量为1000聚碳酸酯、16份高分子量共聚聚酯S1401、11份VA含量为60％EVA树脂、加入反应釜中，在150℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至130℃。将11.4份多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应3h，加入0.2份1,4-丁二醇反应0.5h。加入聚醚预聚体，然后真空脱泡10min，即得反应型聚氨酯热熔胶。
实施例5
一、将10份分子量为1000的聚氧化丙烯二醇在130℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至110℃。将多异氰酸酯3.3份加入反应釜中，氮气保护下反应3h，得聚醚预聚体。
二、将30份分子量为3500非结晶醇酸酯多元醇、20份分子量为2000聚碳酸酯、20份高分子量共聚聚酯S1401、20份VA含量为45％EVA树脂、加入反应釜中，在140℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至130℃。将11.7份多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应3h，加入0.1份1,6-己二醇反应0.5h。加入聚醚预聚体，然后真空脱泡10min，即得反应型聚氨酯热熔胶。
对比例1
一、将7份分子量为1000的聚四氢呋喃二醇在120℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至110℃。将多异氰酸酯2.3份加入反应釜中，氮气保护下反应3h，得聚醚预聚体。
二、将52份分子量为5500非结晶醇酸酯多元醇、16份高分子量共聚聚酯S1401、15份VA含量为65％EVA树脂、加入反应釜中，在140℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至130℃。将8.7份多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应3h，加入0.2份1,4-丁二醇反应0.5h。加入聚醚预聚体，然后真空脱泡10min，即得反应型聚氨酯热熔胶。
对比例2
一、将7份分子量为1000的聚氧化丙烯二醇在120℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至110℃。将多异氰酸酯2.3份加入反应釜中，氮气保护下反应3h，得聚醚预聚体。
二、将52份分子量为5500非结晶醇酸酯多元醇、10份分子量为2000聚碳酸酯、15份VA含量为65％EVA树脂加入反应釜中，在140℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至130℃。将10.7份多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应3h，加入0.2份1,4-丁二醇反应0.5h。加入聚醚预聚体，然后真空脱泡10min，即得反应型聚氨酯热熔胶。
对比例3
将7份分子量为1000的聚四氢呋喃二醇、52份分子量为5500非结晶醇酸酯多元醇、10份分子量为2000聚碳酸酯、16份高分子量共聚聚酯S1401、15份VA含量为65％EVA树脂在140℃、真空度-0.09MPa条件下熔融脱水2小时。脱水完毕后，降温至130℃。将13份多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应3h。加入0.2份1,4-丁二醇反应0.5h，然后真空脱泡10min，即得反应型聚氨酯热熔胶。
将实施例1-5及对比例参考HG/T 3716-2003，GB/T 17657-2013标准测试。采用PVC、ABS、PMMA对刨花板进行封边贴合，再进行剥离力值测试、高低温循环12次以及耐湿热性能测试(条件为85℃、85％RH)，耐沸水性能等性能测试。表1为以上实施例及对比例性能测试结果。表2为以上实施例及对比例成品件老化结果。
表1聚氨酯热熔胶的开放时间及粘接性能
表2 PMMA封边刨花板材老化性能
从表1中可以明显看出，对比例1中未加入聚碳酸酯，导致初粘力较低，且成品件耐湿热性能及湿热、沸水老化性能差。对比例2中未加入高分子共聚聚酯，导致初粘力较低。对比例3采用一步法工艺将所有原料一起熔融，使聚醚多元醇参与到了高分子量的聚合物中，降低了聚合物结晶性，导致初粘力低；无低分子液态聚醚降低胶体施工时粘度和对基材的进一步浸润，导致粘接强度低及湿热、沸水老化性能差。实施例1至实施例5，聚氨酯热熔胶的初粘力高，对PVC、ABS、PMMA粘接性好，在高温、湿热和沸水，胶线不开裂，板材不膨胀。可见，本发明的封边聚氨酯热熔胶对提高初粘力、耐湿热性、多种基材普适性等方面具有很大的技术意义与突破。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (6)
1.一种家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，具体过程如下：
步骤一、按重量份计量准备以下组分：聚酯多元醇50-70份，聚醚多元醇5-10份，EVA树脂10-20份，多异氰酸酯13-15份，高分子量共聚聚酯5-20份，扩链剂0.1-0.3份；所述聚酯多元醇为醇酸酯多元醇与聚碳酸酯二醇混合使用，所述醇酸酯多元醇是数均分子量为3000-8500的非结晶醇酸酯多元醇，所述聚碳酸酯二醇是数均分子量为1000-2000的多元醇；所述聚醚多元醇数均分子量为1000-2000，所述EVA树脂为醋酸乙烯含量为45-65wt％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；所述高分子量共聚聚酯的分子量大于15000；
步骤二、将聚醚多元醇在不低于120℃、真空度不高于-0.09MPa条件下熔融脱水，脱水完毕后，降温至110℃；将部分多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应至少3h，得聚醚预聚体；
步骤三、将聚酯多元醇、高分子量共聚聚酯、EVA树脂加入反应釜中，在不低于120℃、真空度不高于-0.09MPa条件下熔融脱水；脱水完毕后，降温至130℃；将剩下部分多异氰酸酯加入反应釜中，氮气保护下反应至少3h，加入扩链剂反应至少0.5h；最后加入聚醚预聚体，真空脱泡，即得所述聚氨酯热熔胶。
2.根据权利要求1所述的家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述醇酸酯多元醇是由邻苯二甲酸、己二酸与乙二醇、新戊二醇按摩尔比2:2:3:1共聚。
3.根据权利要求1所述的家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述聚碳酸酯二醇是通过低分子二醇与碳酸二酯进行酯交换反应得到的聚碳酸酯二元醇，低分子二醇是1,4—丁二醇、1,6—己二醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇的一种或两种混合。
5.根据权利要求1所述的家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述多异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯；所述的扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇中的一种。
6.根据权利要求1所述的家具用封边反应型湿固化聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述高分子量共聚聚酯为二元酸和二元醇聚合而成。
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