热塑性聚氨酯热熔粘合剂制造技术

公开了一种包含热塑性聚氨酯共聚物的热熔粘合剂组合物，其中所述热塑性聚氨酯共聚物包含至少一种聚酯多元醇与至少一种聚异氰酸酯的反应产物；其中所述聚异氰酸酯的NCO基与所述聚酯多元醇的OH基的摩尔比小于0.95:1；其中所述热塑性聚氨酯共聚物在160℃的粘度为1,000‑100,000mPas；其中所述热塑性聚氨酯共聚物是热稳定的；以及其中所述热稳定性的定义为，与所述热塑性聚氨酯共聚物的初始粘度相比，在160℃和6小时后的粘度变化小于±10％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及基于热稳定的热塑性聚氨酯共聚物(TPU)的热熔粘合剂组合物，所述热塑性聚氨酯共聚物可通过由至少一种聚酯多元醇与至少一种聚异氰酸酯反应获得。所述TPU的聚异氰酸酯的NCO基与聚酯多元醇的OH基的摩尔比小于0.95:1，并且所述TPU在160℃的粘度为1,000-100,000mPas。此外，还涉及根据本专利技术的热熔粘合剂组合物的施用方法以及其特定用途。对热熔粘合剂的主要需求为它们熔融时的性能、施用以及固化后粘合性。若粘合剂的粘度过高，则难以进行施用过程。若温度升高，则聚合物在施用期间的稳定性降低。因而降低形成的粘合的强度。最常见聚氨酯热熔粘合剂具有反应性，含有异氰酸酯官能团以及为湿气固化的。固化的发生通常需要经过至少数天。材料对多种基板产生通用的粘合性，并且粘合可抗高温和低温以及高湿。然而，这些聚氨酯热熔粘合剂在施用前需要用昂贵的包装保护以避免受潮，并且处理这些粘着剂所需的施用设备也很昂贵。此外，这些反应性聚氨酯热熔粘合剂含有2-5％的游离异氰酸酯单体如4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，其是一种呼吸致敏物，可能造成健康问题。游离单体可被减少至较低程度，但这个过程昂贵。这些粘合剂的固化是可变的，可视基板内的水分含量、大气湿度、和配制品的水汽传送率以及胶合线的厚度而减缓。也已知制备非反应性聚氨酯。在此情况下，聚合物不能含有反应性NCO基，亦即应该基本上无NCO基，从而可不出问题地储存非反应性聚氨酯。此类热塑性聚氨酯用于制造模塑制品，例如鞋类、电缆、软管、薄膜或机器零件。此类制品在常温使用，因而它们不呈现粘合剂的性能。本
已公知基于热塑性聚氨酯共聚物的粘合剂。这些热塑性聚氨酯(TPU)热熔粘合剂包含聚酯多元醇或聚醚多元醇，聚酯多元醇或聚醚多元醇可为半结晶的，与二异氰酸酯反应以及通常为增链剂。经常使用MDI作为二异氰酸酯。增链剂通常为低数均分子量的二元醇，例如，1,4-丁二醇。为达到良好的机械性能，这些TPU的数均分子量高，并且通常超过40,000g/mol(Mn)。例如，US3,538,055A公开了一种聚酯成分的热塑性聚氨酯粘合剂产品，其以一定的比例包含1,6-己二醇和脂族二羧酸化合物、脂族二元醇，以及二苯基二异氰酸酯，从而为组合物内存在的羟基和羧基总数提供约95-约105％的异氰酸基。US2011/0245449A公开了一种包含热塑性聚氨酯作为热熔粘合剂的薄膜、注塑或挤出制品，热塑性聚氨酯由基本上对称的脂族二异氰酸酯A与至少一种包含羟基和/或氨基的异氰酸酯反应性化合物B获得，其中化合物B的数均分子量(Mn)为至少2200g/mol，前提是，若化合物B为癸二酸酯时，化合物B的数均分子量(Mn)至少为950g/mol，二异氰酸酯A与异氰酸酯反应性化合物B在加聚反应催化剂的存在下反应，所述TPU不含增链剂，并且所述TPU的指数IN小于1000。此外，公开了利用所述热塑性聚氨酯来熔融粘合的具体方法。虽然这些TPU材料有良好的机械性能，但所述材料不易加工处理。其处理温度需要超过160℃，通常为180-220℃并且在此高温范围内具有非常高的熔融粘度，通常为大于100,000至500,000mPas。为使这些材料熔融，以使其充分柔软从而能流动，可以施用，需要兼具高温和高剪切速率。因此，在制造这些TPU和使用这些TPU时，需要使用昂贵的挤出机来处理这些TPU。此外，这些聚合物具有低的热稳定性，亦即，当其长期保持在高处理温度时，聚合物链降解成较低分子量，从而导致熔融粘度和机械性能的实质性降低。由于非常高的粘度、制造中的高剪切速率以及热稳定性不佳，导致这些TPU不能用于典型热塑性热熔粘合剂的标准施用设备。已知在140℃具有5,000-40,000mPas的较低熔融粘度的TPU材料可用于弹性箔的层合。然而，此类材料非常软，具有相对低的内聚力、相对低的机械性能、低结合强度以及低耐热性而使其不适合用于许多应用。因此，本专利技术的目的为提供基于TPU的改良热熔粘合剂，其具有低施用粘度，并且熔融TPU具有增强的热稳定性，以及具有高粘合性/内聚力。另外，本专利技术的目的为提供基本上不含异氰酸酯单体并且具有增强的热稳定性的热熔粘合剂。此外，本专利技术的另外的目的为提供基于TPU的热熔粘合剂，在将TPU作为粘合剂施用时，不需要使用挤出机。此目的可通过包含热塑性聚氨酯共聚物(TPU)的热熔粘合剂而实现，所述TPU具有低于0.95:1的NCO:OH比，并且在160℃具有1,000-100,000mPas的粘度，且为热稳定的。此外，由于改善了TPU的热稳定性，因而出人意料地便于进行施用过程。在这方面，已惊讶地发现，本专利技术的粘合剂可用于标准加工设备，而不需高热量和高剪切。特别地，这些材料可以用于处理其它热塑性热熔粘合剂(例如聚烯烃、橡胶、EVA、丙烯酸类树脂)的低剪切速率用于标准加工设备，。此外，与现有技术的常见TPU粘合剂相比，所述熔融粘合剂可使用更长时间。根据本专利技术的粘合剂是热塑性热熔粘合剂。其为可熔的，但是基本上无施用后可交联的反应性官能团。所述粘合剂由热塑性聚氨酯(TPU)和下文中详述的其他添加剂组成。本说明书中，术语“一”和“一种”以及“至少一种”均与术语“一种或多种”相同并且可互换使用。本专利技术的上下文中，术语“基本上无”解释为基于组合物的总重量，组合物中包含的所述化合物的含量分别为低于5重量％、低于4重量％、低于3重量％、低于2重量％、低于1.5重量％、低于1重量％、低于0.75重量％、低于0.5重量％、低于0.25重量％，或0.1重量％，其中所述含量分别以递降次序更优选。例如，4重量％比5重量％更优选，以及3重量％比4重量％更优选。除非另有明述，否则简称“TPU”解释为意指“至少一种TPU”。在本专利技术中，聚异氰酸酯的NCO基与聚酯多元醇的OH基的摩尔比，亦称之为NCO:OH比。特别地，本专利技术涉及一种包含热塑性聚氨酯共聚物的热熔粘合剂组合物，其中所述热塑性聚氨酯共聚物包含至少一种聚酯多元醇与至少一种聚异氰酸酯的反应产物；其中所述聚异氰酸酯的NCO基与所述聚酯多元醇的OH基的摩尔比小于0.95:1；其中所述热塑性聚氨酯共聚物在160℃的粘度为1,000-100,000mPas；其中所述热塑性聚氨酯共聚物是热稳定的，以及其中所述热稳定性的定义为，与所述热塑性聚氨酯共聚物的初始粘度相比，在160℃和6小时后的粘度变化小于±10％。此外，本专利技术涉及向基板施用根据本专利技术的热熔粘合剂组合物的方法，所述方法包括以下步骤：1)在没有搅拌或剪切的情况下，使所述热熔粘合剂组合物在被加热的容器中熔融；2)经由齿轮或活塞，将步骤1)的熔融的热熔粘合剂组合物泵送通过被加热的软管；和3)经由喷嘴、辊或喷头，将所述热熔粘合剂组合物施用到基板上。另外，本专利技术还涉及根据本专利技术的热熔粘合剂组合物在装订(bookbinding)、木材粘合、平坦层合(flatlamination)、软质包装、缠绕包装(profilewrapping)、封边、织物层合(textilelamination)、低压模塑、以及鞋类中的用途。本专利技术其它优选实施方式在权利要求书中列出。根据本专利技术的TPU具有小于0.95:1的NCO:OH比。在优选实施方式中，NCO:本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含热塑性聚氨酯共聚物的热熔粘合剂组合物，其中所述热塑性聚氨酯共聚物包含至少一种聚酯多元醇与至少一种聚异氰酸酯的反应产物；其中所述聚异氰酸酯的NCO基与所述聚酯多元醇的OH基的摩尔比小于0.95:1；其中所述热塑性聚氨酯共聚物在160℃的粘度为1,000‑100,000mPas；其中所述热塑性聚氨酯共聚物是热稳定的；以及其中所述热稳定性的定义为，与所述热塑性聚氨酯共聚物的初始粘度相比，在160℃和6小时后的粘度变化小于±10％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.16 EP 14001739.31.包含热塑性聚氨酯共聚物的热熔粘合剂组合物，其中所述热塑性聚氨酯共聚物包含至少一种聚酯多元醇与至少一种聚异氰酸酯的反应产物；其中所述聚异氰酸酯的NCO基与所述聚酯多元醇的OH基的摩尔比小于0.95:1；其中所述热塑性聚氨酯共聚物在160℃的粘度为1,000-100,000mPas；其中所述热塑性聚氨酯共聚物是热稳定的；以及其中所述热稳定性的定义为，与所述热塑性聚氨酯共聚物的初始粘度相比，在160℃和6小时后的粘度变化小于±10％。2.根据权利要求1所述的热熔粘合剂组合物，其中所述至少一种聚酯多元醇包含：a)至少一种半结晶聚酯多元醇，其具有40-150℃的熔点Tm；和b)至少一种非结晶聚酯多元醇。3.根据权利要求2所述的热熔粘合剂组合物，其中所述至少一种非结晶聚酯多元醇b)包含：c)数均分子量Mn小于750g/mol的非结晶聚酯多元醇；和d)数均分子量Mn为至少750g/mol的非结晶聚酯多元醇。4.根据权利要求1-3中任一项所述的热熔粘合剂组合物，其中所述至少一种聚酯多元醇包含邻苯二甲酸酯。5.根据权利要求1-4中任一项所述的热熔粘合剂组合物，其中所述热塑性聚氨酯共聚物的数均分子量Mn为5,000-40,000g/mol。6.根据权利要求2-5中任一项所述的热熔粘合剂组合物，其中基于所述热塑性聚氨酯共聚物的总重量，所述组合物含有5-50重量％的化合物a)。7.根据权利要求3-6中任一项所述的热熔粘合剂组合物，其中基于所述热塑性聚氨酯共聚物的总重量，所述组合物含有5-50重量％的化合物c)。8.根据权利要求3-7中任一项所述的热熔粘合剂组合物，其中基于所述热塑性聚氨酯共聚物的总重量，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·斯拉克，A·贝热雷，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE