CN115160968A - 一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，包括以下质量份数的原料：聚酯树脂70‑80份；聚醚多元醇19‑30份；催化剂0.5‑2份；润滑剂0.1‑0.5份；超分散剂0.01‑0.05份；所述聚酯树脂为对苯二甲酸、草酸亚锡、二甘醇聚合而成的聚酯树脂；所述催化剂为锡系催化剂和钛系催化剂的混合物，其中钛系催化剂占催化剂总质量的5‑40％。本发明的聚氨酯热熔胶溶解速度快，结晶速率可控，黏结力强，耐高低温，使用方便。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯热熔胶技术领域，特别是涉及一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶。
背景技术
近年来，家具生产用的材料日益多样化，家具内部材质的粘接也成为家具制造中的重要技术之一。热塑性聚氨酯热熔胶黏剂因具有优良的机械性能和较宽的加工使用温区，可以与众多材料进行很好的粘合，粘合强度高，在家具制造领域成为发展最快的热熔胶品种。
目前市场上现有的热熔胶在使用时，需要在高温下熔化成可流动的液态才能进行涂布，若温度控制不佳，易导致热熔胶聚集成团，从而涂布不均匀，进而影响产品的使用寿命。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，溶解速度快，结晶速率可控，黏结力强，耐高低温，使用方便。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶，包括以下质量份数的原料：
聚酯树脂70-80份；
聚醚多元醇19-30份；
催化剂0.5-2份；
润滑剂0.1-0.5份；
超分散剂0.01-0.05份；
所述聚酯树脂为对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘醇聚合而成的聚酯树脂，其中对苯二甲酸和间苯二甲酸的摩尔比为1:(1-3)，优选为1:2；
所述催化剂为锡系催化剂和钛系催化剂的混合物，其中钛系催化剂占催化剂总质量的5-40％。
进一步地说，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。
进一步地说，所述润滑剂为硬脂酸盐。
进一步地说，所述超分散剂为饱和直链有机硅烷。
进一步地说，所述锡系催化剂为草酸亚锡。
进一步地说，所述钛系催化剂为钛酸四异丙酯。
一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚酯树脂、润滑剂和超分散剂加入反应釜A中；
S2、将聚醚多元醇加入反应釜B中；
S3、将催化剂加入反应釜C中；
S4、将反应釜A、反应釜B和反应釜C中的原料组分经高速旋转注入挤出机，并经切粒机切粒，即得反应型聚氨酯热熔胶材料；
所述反应型聚氨酯热熔胶材料在使用时，将聚氨酯热熔胶材料溶于稳定剂中至固含量为15％，涂在基材表面。
进一步地说，所述稳定剂为磷酸三甲酯。
进一步地说，S1、将聚酯树脂、润滑剂和超分散剂加入反应釜A中，保持温度为90-100℃，保持时间为1h；
S2、将聚醚多元醇加入反应釜B中，保持温度为50-70℃，保持时间为1h；
S3、将催化剂加入反应釜C中，保持温度为30-40℃，保持时间为1h。
进一步地说，整个制备过程通过自动控制生产系统控制，所述自动控制生产系统包括西门子S7-200PLC控制器、喂料单元、料位测量计、温度控制单元、搅拌器；
所述喂料单元包括反应釜A、反应釜B、反应釜C、送料泵、第一投料罐、第二投料罐、第三投料罐、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，所述第一投料罐出口与所述第一送料泵进口相连接，所述一送料泵出口与所述反应釜A进口相连接，所述反应釜A出口与所述反应釜C第一进口之间连接有第一电磁阀，所述第二投料罐出口与所述第二送料泵进口相连接，所述第二送料泵出口与所述反应釜B进口相连接,所述反应釜B出口与所述反应釜C第二进口之间连接有第二电磁阀，所述第三投料罐出口与所述第三送料泵进口相连接，所述第三送料泵出口与所述反应釜C第三进口相连接，所述反应釜C出口与螺杆挤出机喂料口之间连接连接有第三电磁阀。所述反应釜C安装有所述搅拌器，所述搅拌器电机与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接；
所述所有送料泵都与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接，所述所有电磁阀都与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接；
所述第一投料罐安装有第一料位测量计，所述第二投料罐安装有第二料位测量计，所述第三投料罐安装有第三料位测量计，所述料位测力计与所述西门子S7-200PLC控制器输入继电器电连接，用来控制投料的比例；
所述温度控制单元包括第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元、第一温度测量仪、第二温度测量仪、第三温度测量仪、第一温度控制开关、第二温度控制开关、第三温度控制开关，所述加热单元都与所述对应温控开关一端连接，所述温控开关另一端与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接，所述所有温度测量仪都与所述西门子S7-200PLC控制器输入继电器相连接。
本发明的有益效果至少具有以下几点：
(1)本发明的聚氨酯热熔胶材料在使用时，表干时间短，结晶速率快；加入润滑剂，能够降低体系的表面张力，增进表面滑爽和光泽，在溶液状态下涂布厚度容易掌握，且耐高低温；
(2)本发明采用锡系催化剂和钛系催化剂复配，生产的反应型聚氨酯热熔胶材料，具有活化温度低、黏结力强、溶解速度快等优点。
(3)本发明的聚酯树脂为对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘醇聚合而成的，其中的对苯二甲酸和间苯二甲酸的摩尔比显著影响聚氨酯热熔胶材料的黏度。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
以下实施例和对比例中，除非特别指出，所述聚酯树脂为对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘醇聚合而成的聚酯树脂，其中对苯二甲酸和间苯二甲酸的摩尔比为1:1；所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇；所述润滑剂硬脂酸盐为硬脂酸镁。所述超分散剂饱和直链有机硅烷为四甲基硅烷。
实施例1
以质量份数计，将70份聚酯树脂，0.5份硬脂酸盐，0.05份饱和直链有机硅烷，加入反应釜A中，保持温度为90℃，保持时间为1h；将27.45份聚氧化丙烯二醇加入反应釜B中，保持温度为50℃，保持时间为1h；将1.2份草酸亚锡、0.8份钛酸四异丙酯加入反应釜C中，保持温度为30℃，保持时间为1h；将反应釜A、反应釜B和反应釜C中的原料组分经高速旋转注入挤出机，并经切粒机切粒，即得反应型聚氨酯热熔胶材料。
实施例2
以质量份数计，将80份聚酯树脂，0.1份硬脂酸盐，0.01份饱和直链有机硅烷，加入反应釜A中，保持温度为100℃，保持时间为1h；将19.39份氧化丙烯二醇加入反应釜B中，保持温度为70℃，保持时间为1h；将0.475份草酸亚锡、0.025份钛酸四异丙酯加入反应釜C中，保持温度为40℃，保持时间为1h；将反应釜A、反应釜B和反应釜C中的原料组分经高速旋转注入挤出机，并经切粒机切粒，即得反应型聚氨酯热熔胶材料。
实施例3
以质量份数计，将79.67份聚酯树脂，0.3份硬脂酸盐，0.03份饱和直链有机硅烷，加入反应釜A中，保持温度为95℃，保持时间为1h；将19份氧化丙烯二醇加入反应釜B中，保持温度为60℃，保持时间为1h；将0.8份草酸亚锡、0.2份钛酸四异丙酯加入反应釜C中，保持温度为35℃，保持时间为1h；将反应釜A、反应釜B和反应釜C中的原料组分经高速旋转注入挤出机，并经切粒机切粒，即得反应型聚氨酯热熔胶材料。
实施例4
与实施例2的区别在于，所述聚酯树脂为对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘醇聚合而成的聚酯树脂，其中对苯二甲酸和间苯二甲酸的摩尔比为1:2。
对比例1
本对比例与实施例2相比，不同点仅在于催化剂为草酸亚锡，具体制备方法如下：
以质量份数计，将80份聚酯树脂，0.1份硬脂酸盐，0.01份饱和直链有机硅烷，加入反应釜A中，保持温度为100℃；将19.39份氧化丙烯二醇加入反应釜B中，保持温度为70℃；将与0.475份草酸亚锡、0.025份钛酸四异丙酯等摩尔的量的草酸亚锡加入反应釜C中，保持温度为40℃；待各反应釜温度稳定，将反应釜A、反应釜B和反应釜C中的原料组分经高速旋转注入挤出机，并经切粒机切粒，即得反应型聚氨酯热熔胶材料。
本对比例采用溶液聚合法制备稳定剂型聚氨酯热熔胶，具体制备方法如下：
以质量份数计，将80份聚酯树脂，0.01份饱和直链有机硅烷，真空脱水后，加入19.39份氧化丙烯二醇，在80℃反应1h，再加入与0.475份草酸亚锡、0.025份钛酸四异丙酯等摩尔的量的草酸亚锡，继续反应2h，降温至50℃，加入0.1份硬脂酸盐，混合均匀，即得反应型聚氨酯热熔胶材料。
对比例2
本对比例与实施例2相比，不同点仅在于催化剂为钛酸四异丙酯，具体制备方法如下：
以质量份数计，将80份聚酯树脂，0.1份硬脂酸盐，0.01份饱和直链有机硅烷，加入反应釜A中，保持温度为100℃；将19.39份氧化丙烯二醇加入反应釜B中，保持温度为70℃；将与0.475份草酸亚锡、0.025份钛酸四异丙酯等摩尔的量的钛酸四异丙酯加入反应釜C中，保持温度为40℃；待各反应釜温度稳定，将反应釜A、反应釜B和反应釜C中的原料组分经高速旋转注入挤出机，并经切粒机切粒，即得反应型聚氨酯热熔胶材料。
本对比例采用溶液聚合法制备稳定剂型聚氨酯热熔胶，具体制备方法如下：
以质量份数计，将80份聚酯树脂，0.01份饱和直链有机硅烷，真空脱水后，加入19.39份氧化丙烯二醇，在80℃反应1h，再加入与0.475份草酸亚锡、0.025份钛酸四异丙酯等摩尔的量的份钛酸四异丙酯，继续反应2h，降温至50℃，加入0.1份硬脂酸盐，混合均匀，即得反应型聚氨酯热熔胶材料。
将实施例1-3和对比例1的产品溶于磷酸三甲酯中，至固含量为15％，对产品的性能进行测试，测试结果如表1所示。
结果表明，实施例1-4的最低活化温度、最高固含量和黏度显著优于对比例1和2。实施例2显著优于实施例1和3，实施例4又显著优于实施例2。
在实施例1-3中，整个制备过程通过自动控制生产系统控制，所述自动控制生产系统包括西门子S7-200PLC控制器、喂料单元、料位测量计、温度控制单元、搅拌器；
所述喂料单元包括反应釜A、反应釜B、反应釜C、送料泵、第一投料罐、第二投料罐、第三投料罐、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，所述第一投料罐出口与所述第一送料泵进口相连接，所述一送料泵出口与所述反应釜A进口相连接，所述反应釜A出口与所述反应釜C第一进口之间连接有第一电磁阀，所述第二投料罐出口与所述第二送料泵进口相连接，所述第二送料泵出口与所述反应釜B进口相连接,所述反应釜B出口与所述反应釜C第二进口之间连接有第二电磁阀，所述第三投料罐出口与所述第三送料泵进口相连接，所述第三送料泵出口与所述反应釜C第三进口相连接，所述反应釜C出口与螺杆挤出机喂料口之间连接连接有第三电磁阀。所述反应釜C安装有所述搅拌器，所述搅拌器电机与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接；
所述所有送料泵都与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接，所述所有电磁阀都与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接；
所述第一投料罐安装有第一料位测量计，所述第二投料罐安装有第二料位测量计，所述第三投料罐安装有第三料位测量计，所述料位测力计与所述西门子S7-200PLC控制器输入继电器电连接，用来控制投料的比例；
所述温度控制单元包括第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元、第一温度测量仪、第二温度测量仪、第三温度测量仪、第一温度控制开关、第二温度控制开关、第三温度控制开关，所述加热单元都与所述对应温控开关一端连接，所述温控开关另一端与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接，所述所有温度测量仪都与所述西门子S7-200PLC控制器输入继电器相连接。
上述发明的工作原理及有益效果：按比例将聚酯树脂、润滑剂和超分散剂加入所述第一投料罐中，将聚醚多元醇放入所述第二投料罐中，将催化剂加入所述第三投料罐中，将所述西门子S7-200PLC控制器置于RUN状态，按下开始按钮，启动加工程序，所述第一送料泵开启，将所述聚酯树脂、润滑剂和超分散剂混合物送至所述反应釜A，当投料量达到设定值时，所述第一料位测量器将信号传送给所述西门子S7-200PLC控制器输入继电器，所述西门子S7-200PLC控制器根据程序输出停止信号给所述第一送料泵，同时所述第一温控开关打开，控制所述第一加热单元工作，保持温度为90-100℃，计时时间1h；所述第二送料泵开启，将所述聚醚多元醇送至所述反应釜B，当投料量达到设定值时，所述第二料位测量器将信号传送给所述西门子S7-200PLC控制器输入继电器，所述西门子S7-200PLC控制器根据程序输出停止信号给所述第二送料泵，同时所述第二温控开关打开，控制所述第二加热单元工作，保持温度为50-70℃，计时时间1h；所述第三送料泵开启，将所述催化剂送至所述反应釜B，当投料量达到设定值时，所述第三料位测量器将信号传送给所述西门子S7-200PLC控制器输入继电器，所述西门子S7-200PLC控制器根据程序输出停止信号给所述第三送料泵，同时所述第三温控开关打开，控制所述第二加热单元工作，保持温度为30-40℃，计时时间1h；当计时1h时间到达后，所述西门子S7-200PLC控制器输出电信号给所述第一电磁阀和所述第二电磁阀，打开所述第一电磁阀和所述第二电磁阀，所述反应釜A和所述反应釜B中的物料流至所述反应釜C中，同时启动搅拌器，高速搅拌物料，计时0.5h后，所述西门子S7-200PLC控制器根据程序输出信号打开第三电磁阀，注入挤出机，并经切粒机切粒，即得反应型聚氨酯热熔胶材料。通过本发明中自动控制生产系统控制生产过程，实现连续性生产，可以精确投料，准确控制温度及时间，提高生产率、效率和安全性，以及产品的质量和产品的稳定性。采用自动控制生产系统，改善了传统的劳动条件，降低人工成本，提高了经济效益。
对得到的颗粒通过自动拍照进行质检，包括以下步骤：
(1)，使用工业相机采集灰度图像；
(2)，获取所述灰度图像的像素点的灰度值；
(3)，通过以下公式进行像素点的灰度值处理：
(4)，与标准图像进行比较，所有像素点的总灰度值差值低于10-20％时为合格，否则为不合格。
本发明的自动质检方式，减少了数据运算量，同时不影响产品的质量标准。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：包括以下质量份数的原料：
聚酯树脂70-80份；
聚醚多元醇19-30份；
催化剂0.5-2份；
润滑剂0.1-0.5份；
超分散剂0.01-0.05份；
所述聚酯树脂为对苯二甲酸、间苯二甲酸、二甘醇聚合而成的聚酯树脂；
所述催化剂为锡系催化剂和钛系催化剂的混合物，其中钛系催化剂占催化剂总质量的5-40％。
2.根据权利要求1所述的一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。
3.根据权利要求1所述的一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸盐。
4.根据权利要求1所述的一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述超分散剂为饱和直链有机硅烷。
5.根据权利要求1所述的一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述锡系催化剂为草酸亚锡。
6.根据权利要求1所述的一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述钛系催化剂为钛酸四异丙酯。
7.一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将聚酯树脂、润滑剂和超分散剂加入反应釜A中；
S2、将聚醚多元醇加入反应釜B中；
S3、将催化剂加入反应釜C中；
S4、将反应釜A、反应釜B和反应釜C中的原料组分经高速旋转注入挤出机，并经切粒机切粒，即得反应型聚氨酯热熔胶材料；
所述反应型聚氨酯热熔胶材料在使用时，将聚氨酯热熔胶材料溶于稳定剂中至固含量为15％，，涂在基材表面。
8.根据权利要求7所述的一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述稳定剂为磷酸三甲酯。
9.根据权利要求7所述的一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：
S1、将聚酯树脂、润滑剂和超分散剂加入反应釜A中，保持温度为90-100℃，保持时间为1h；
S2、将聚醚多元醇加入反应釜B中，保持温度为50-70℃，保持时间为1h；
S3、将催化剂加入反应釜C中，保持温度为30-40℃，保持时间为1h。
10.根据权利要求7所述的一种床垫及沙发用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：整个制备过程通过自动控制生产系统控制，所述自动控制生产系统包括西门子S7-200PLC控制器、喂料单元、料位测量计、温度控制单元、搅拌器；
所述喂料单元包括反应釜A、反应釜B、反应釜C、送料泵、第一投料罐、第二投料罐、第三投料罐、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，所述第一投料罐出口与所述第一送料泵进口相连接，所述一送料泵出口与所述反应釜A进口相连接，所述反应釜A出口与所述反应釜C第一进口之间连接有第一电磁阀，所述第二投料罐出口与所述第二送料泵进口相连接，所述第二送料泵出口与所述反应釜B进口相连接,所述反应釜B出口与所述反应釜C第二进口之间连接有第二电磁阀，所述第三投料罐出口与所述第三送料泵进口相连接，所述第三送料泵出口与所述反应釜C第三进口相连接，所述反应釜C出口与螺杆挤出机喂料口之间连接连接有第三电磁阀。所述反应釜C安装有所述搅拌器，所述搅拌器电机与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接；
所述所有送料泵都与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接，所述所有电磁阀都与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接；
所述第一投料罐安装有第一料位测量计，所述第二投料罐安装有第二料位测量计，所述第三投料罐安装有第三料位测量计，所述料位测力计与所述西门子S7-200PLC控制器输入继电器电连接，用来控制投料的比例；
所述温度控制单元包括第一加热单元、第二加热单元、第三加热单元、第一温度测量仪、第二温度测量仪、第三温度测量仪、第一温度控制开关、第二温度控制开关、第三温度控制开关，所述加热单元都与所述对应温控开关一端连接，所述温控开关另一端与所述西门子S7-200PLC控制器输出继电器电连接，所述所有温度测量仪都与所述西门子S7-200PLC控制器输入继电器相连接。
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| CN109852321A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-06-07 | 山东一诺威聚氨酯股份有限公司 | 溶剂型聚氨酯热熔胶材料及其制备方法和使用方法 |
| CN113845873A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-28 | 韦尔通(厦门)科技股份有限公司 | 一种生物基聚醚酯反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法 |
| WO2022143007A1 (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-07 | 江苏恒力化纤股份有限公司 | 一种耐热性聚酯树脂及其制备方法 |
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