CN115820194A

CN115820194A - 一种反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法

Info

Publication number: CN115820194A
Application number: CN202111085270.3A
Authority: CN
Inventors: 曲本琛; 郑仁峰
Original assignee: KUNSHAN TIANYANG HOT MELT ADHESIVE CO LTD; SHANGHAI TIANYANG HOT MELT ADHESIVE CO LTD; Nantong Tianyang New Material Co ltd
Current assignee: KUNSHAN TIANYANG HOT MELT ADHESIVE CO LTD; SHANGHAI TIANYANG HOT MELT ADHESIVE CO LTD; Nantong Tianyang New Material Co ltd
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2023-03-21

Abstract

本发明公开一种反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，该反应型聚氨酯热熔胶由以下质量百分比的物料构成，具体为：常规分子量聚酯多元醇：70%~80%;超大分子量聚酯多元醇：1%~10%;抗氧剂：0.1%~1%；4,4’‑二苯基甲烷二异氰酸酯：10%~20%；稳定剂：0.1%~1%；催化剂：0.1%~1%。通过本发明制备所得的反应型聚氨酯热熔胶，初粘力高、不拉丝、且高热稳定性好，非常适于软包锂电池折边粘接应用。

Description

一种反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，特别是一种初粘力高、不拉丝、且高热稳定性好的、适于软包锂电池折边粘接用的反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，属于反应型聚氨酯胶粘剂及其应用领域。

背景技术

软包锂电池，是在液态锂电池上套置一层聚合物外壳，在发生安全隐患的情况下，软包电池最多只会鼓起裂开。由于其具有安全性能好、重量轻、容量大等优点，逐步成为手机、数码相机等电子产品，以及国内新能源车用动力电池大中型装置的主要发展方向。软包锂电池在结构上采用铝塑膜包装，各类终端产品对内置于其中、用于提供电能的软包锂电池的外型及尺寸的精确性要求越来越高，对软包锂电池折边所用的胶粘剂的要求也越来越明确。

目前，行业内开始使用反应型聚氨酯热熔胶，对软包锂电池的折边进行粘接。这类反应型聚氨酯热熔胶，需要具备初粘力强、开放时间短、黏度高、耐热性高等特点。专利文献CN104449533A公开了一种电子电器用反应型聚氨酯热熔胶，其主要是在聚酯多元醇体系中加入增粘树脂及粘合促进剂等，虽然产物具备了初粘力高、固化快、耐环境抵抗性的特性，但其熔融黏度最高是100℃下10100mPa.s，且其在使用过程中存在拉丝现象，以及长时间加热后热熔胶黏度急速升高的现象，不能满足软包锂电池折边的粘接要求。专利文献CN110484188A公开了一种具有高初粘力和低拉丝性的反应型聚氨酯热熔胶，其主要是在聚酯和聚醚多元醇体系中加入热塑性树脂、以及触变剂和消泡剂等种助剂，虽然使得产物初粘力高、高热不拉丝，但其原料体系复杂，且制备步骤较为繁琐，不利工业生产。

发明内容

本发明的目的在于，解决上述技术问题，提供一种反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法。使得通过本发明制备所得的反应型聚氨酯热熔胶，具备初粘力高、不拉丝、高热稳定性好等特性，且具有物料体系简单，制备工艺简便等优点。

本发明所采用的的技术方案为，一种反应型聚氨酯热熔胶，其原料体系由以下质量比的物料构成，具体为：

常规分子量聚酯多元醇：70%~80%;

超大分子量聚酯多元醇：1%~10%;

抗氧剂：0.1%~1%；

4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯：10%~20%；

稳定剂：0.1%~1%；

催化剂：0.1%~1%。

上述常规分子量聚酯多元醇的数均分子量为3000~10000，上述超大分子量聚酯多元醇的数均分子量为50000~80000；该常规分子量聚酯多元醇和该超大分子量聚酯多元醇，均可选自聚邻苯二甲酸二乙二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种；为进一步增强体系相容性，该常规分子量聚酯多元醇和该超大分子量聚酯多元醇的物料优选为同一体系原料，即可优选为不同分子量的聚邻苯二甲酸二乙二醇酯二醇或聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二醇等；

上述抗氧剂的牌号选自1010、1076中第一种；上述稳定剂为磷酸；上述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙烯二胺、三乙醇胺、双吗啉基二乙基醚中的一种。

同时，本发明提供上述反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，具体步骤为：

（1）参考上述原料配比，将常规分子量聚酯多元醇、超大分子量聚酯多元醇，及抗氧剂，投入到反应釜中搅拌混合，加热升温至120℃~130℃，在真空度<100Pa条件下，脱水2h；

（2）降温至75℃~95℃，加入4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯搅拌混合，在真空度<100Pa、温度85℃~90℃条件下，反应2h；

（3）加入稳定剂及催化剂，在真空度<100Pa条件下，搅拌30min；

（4）升温至120℃，氮气保护下迅速出料并封装于铝箔袋中，即得。

本发明中，超大分子量聚酯多元醇的比例需严格控制，当其用量<1%时，产物的熔融黏度较低、初粘力小，不满足应用需求；当其用量>10%时，体系相容性变差，且产物出现拉丝现象，且有越多越严重趋势。

本发明的有益效果在于：设计了独特的原料配比，并将超大分子量聚酯多元醇引入到反应型聚氨酯热熔胶体系中，原料体系中不涉及聚醚多元醇、增粘树脂及其他助剂，有效减少了物料种类，便于工业生产。同时，通过本发明制备所得的反应型聚氨酯热熔胶，160℃下黏度普遍≥14000MPa.s,初粘力大幅提升，在保压5s后对铝塑复合膜剥离强度达到8N/8mm；固化快，开放时间<30s；高温施胶过程中具备较好的触变性，固化后在85℃条件下仍具备较高的粘接强度,达到10N/8mm；并且，产物在长时间高热条件下黏度变化大幅降低，普遍<14%，施胶连贯性好，不会出现拉丝现象。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步表述，但并不以此为限。

实施例1

一种反应型聚氨酯热熔胶，其原料由以下质量比的物料构成，具体为：常规分子量聚酯多元醇80%（聚邻苯二甲酸二乙二醇酯二醇，数均分子量3500）、超大分子量聚酯多元醇1%（聚己二酸己二醇酯二醇，数均分子量80000）、抗氧剂0.1%（牌号1010）、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯18.7%、稳定剂0.1%，以及催化剂0.1%（二月桂酸二丁基锡）。

上述反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，步骤如下：

（1）将常规分子量聚酯多元醇、超大分子量聚酯多元醇，及抗氧剂，投入到反应釜中搅拌混合，加热升温至120℃~130℃，在真空度<100Pa条件下，脱水2h

通过实施例1所得产物样品标记为A1。

实施例2：

相较于实施例1，主要是原料体系配比不同，制备方法相同。

原料构成具体为：常规分子量聚酯多元醇72%（聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二醇，数均分子量10000）、超大分子量聚酯多元醇5%（聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二醇，数均分子量70000）、抗氧剂 1%（牌号1010）、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯20%、稳定剂1%，以及催化剂1%（辛酸亚锡）。

通过实施例2所得产物样品标记为A2。

实施例3：

相较于实施例1，主要是原料体系配比不同，制备方法相同。

原料构成具体为：常规分子量聚酯多元醇78.5%（聚己二酸丁二醇酯二醇，数均分子量5000）、超大分子量聚酯多元醇10%（聚己二酸二乙二醇酯二醇，数均分子量60000）、抗氧剂 0.4%（牌号1010）、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯10%、稳定剂0.3%，以及催化剂0.8%（双吗啉基二乙基醚）。

通过实施例3所得产物样品标记为A3。

实施例4：

相较于实施例1，主要是原料体系配比不同，制备方法相同。

原料构成具体为：常规分子量聚酯多元醇70%（聚己二酸二乙二醇酯二醇，数均分子量3000）、超大分子量聚酯多元醇8%（聚己二酸二乙二醇酯二醇，数均分子量60000）、抗氧剂 1%（牌号1076）、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯19.5%、稳定剂0.5%，以及催化剂0.5%（三乙醇胺）。

通过实施例4所得产物样品标记为A4。

实施例5：

相较于实施例1，主要是原料体系配比不同，制备方法相同。

原料构成具体为：常规分子量聚酯多元醇73.5%（聚己二酸己二醇酯二醇，数均分子量8500）、超大分子量聚酯多元醇10%（聚己二酸己二醇酯二醇，数均分子量50000）、抗氧剂 0.5%（牌号1076）、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯15%、稳定剂0.5%，以及催化剂0.5%（三乙烯二胺）。

通过实施例5所得产物样品标记为A5。

应用测试：

拉丝情况测试：使用点胶机，18#枕头，各实施例所得样品A1-A5，在160℃、气压0.2MPa条件下进行点胶，观察使用过程中是否出现拉丝情况。

高热稳定性测试：将样品置于布氏粘度计中，27#转子，160℃下加热持续72h，测试黏度变化数据。

同时选取市面上应用较为广泛的同类产品（牌号ST723X）进行测试比对。

具体结果如下表1所示：

表1：测试结果表。

同时，申请人还将A1-A5的开放时间及粘接性能进行了测试。通过本发明制备所得的反应型聚氨酯热熔胶，固化更快，开放时间<30s；粘接性能方面有大幅提升，在保压5s后对铝塑复合膜剥离强度达即能到8N/8mm，固化后在85℃条件下仍能达到10N/8mm。

从上表1中可明显看出，通过本发明制备所得的反应型聚氨酯热熔胶，其160℃黏度普遍≥14000MPa.s，高热条件下黏度变化普遍<14%，稳定性好，且施胶不拉丝，非常适于软包锂电池折边的粘接应用。

Claims

1.一种反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，该反应型聚氨酯热熔胶由以下质量百分比的物料构成，具体为：

常规分子量聚酯多元醇：70%~80%;

超大分子量聚酯多元醇：1%~10%;

抗氧剂：0.1%~1%；

4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯：10%~20%；

稳定剂：0.1%~1%；

催化剂：0.1%~1%；

其中，所述常规分子量聚酯多元醇的数均分子量为3000~10000；所述超大分子量聚酯多元醇的数均分子量为50000~80000。

2.如权利要求1所述的反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述常规分子量聚酯多元醇和所述超大分子量聚酯多元醇，选自聚邻苯二甲酸二乙二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种。

3.如权利要求2所述的反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述常规分子量聚酯多元醇和所述超大分子量聚酯多元醇为不同分子量的同一体系原料。

4.如权利要求1所述的反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述抗氧剂的牌号为1010或1076；所述稳定剂为磷酸；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙烯二胺、三乙醇胺、双吗啉基二乙基醚中的一种。

5.一种反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按质量百分比计，将常规分子量聚酯多元醇70%~80%、超大分子量聚酯多元醇1%~10%，及抗氧剂0.1%~1%，投入到反应釜中搅拌混合，加热升温至120℃~130℃，在真空度<100Pa条件下，脱水2h；

（2）降温至75℃~95℃，加入4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯10%~20%，搅拌混合，在真空度<100Pa、温度85℃~90℃条件下，反应2h；

（3）加入稳定剂0.1%~1%，及催化剂0.1%~1%，在真空度<100Pa条件下，搅拌30min；

（4）升温至120℃，氮气保护下迅速出料并封装于铝箔袋中，即得；

所述步骤（1）中，所述常规分子量聚酯多元醇的数均分子量为3000~10000；所述超大分子量聚酯多元醇的数均分子量为50000~80000。

6.如权利要求5所述的反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述常规分子量聚酯多元醇和所述超大分子量聚酯多元醇，选自聚邻苯二甲酸二乙二醇酯二醇、聚邻苯二甲酸新戊二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇、聚己二酸二乙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种。

7.如权利要去6所述的反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述常规分子量聚酯多元醇和所述超大分子量聚酯多元醇为不同分子量的同一体系原料。

8.如权利要求5所述的反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂的牌号为1010或1076；所述稳定剂为磷酸；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙烯二胺、三乙醇胺、双吗啉基二乙基醚中的一种。