本发明专利技术涉及一种可与低表面能材料粘接的聚氨酯热熔胶的制备方法，本发明专利技术的方法制得的聚氨酯热熔胶具有良好的柔韧性和本体拉伸强度，可以克服不同材料间的膨胀系数差异的影响，应力分布均匀，从而适应不同类型的基材；耐跌落性能好：滚筒跌落高于300次；粘接强度高：PEI与镀镍钢片的粘接强度高于6.0MPa；耐盐雾耐老化性能好：盐雾测试500小时无破坏，双85测试1000小时无显著的强度衰减。
A method of preparation of polyurethane hot melt adhesive with low surface energy materials
【技术实现步骤摘要】
一种可与低表面能材料粘接的聚氨酯热熔胶的制备方法
本专利技术涉及一种可与低表面能材料粘接的聚氨酯热熔胶的制备方法，属于化学胶黏剂
技术介绍
众所周知，当前手机及电子穿戴产品的设计潮流朝着更轻、更薄、更美观的趋势发展，其边框和机壳的结构粘接，普遍使用热熔胶。尤其是聚氨酯热熔胶(PUR),因其具有优异的柔韧性、耐候性和耐低温性能，粘接强度也十分优异，所以广泛应用于手机边框或平板的粘接。随着新材料的发展，手机及电子穿戴产品所采用的材料也在快速变化更新，由原来的聚碳酸酯(PC)逐步发展为现在的含尼龙玻纤以及聚醚酰亚胺(PEI)等低表面能的材料。众所周知，胶黏剂的粘接效果在很大程度上取决于胶黏剂与被粘物表面是否能良好的浸润。对于金属、玻璃、PC等高表面能的物质，胶黏剂可以很好地浸润，因此粘接效果良好。而对于一些塑料(如PP、PE、PTFE)，其表面能都在30达因以下，传统胶黏剂很难浸润，因而粘接效果很差。传统的聚氨酯热熔胶对PC等材料的粘接是非常优异的，但对低表面能材料的粘接却难以奏效，尤其是对含尼龙玻纤以及聚醚酰亚胺(PEI)等难粘材料，其表面能在38达因以下，粘接强度非常弱，远远达不到粘接效果和工艺要求。因此，研发一种可与低表面能材料粘接的聚氨酯热熔胶，成为该领域的迫切需求，其市场潜力非常巨大。
技术实现思路
为了解决现有技术中聚氨酯热熔胶存在的对低表面能材料粘接性能差的缺点，本专利技术提供一种可与低表面能材料粘接的聚氨酯热熔胶的制备方法，其制备的聚氨酯热熔胶为单组分湿气固化聚氨酯胶粘剂，属于无溶剂环保型胶黏剂。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种可与低表面能材料粘结的聚氨酯热熔胶的制备方法，包括如下步骤：a.按重量份计，将反应性弹性体5～20份、聚醚多元醇15～40份、附着力促进剂1～8份加入反应釜中，于110℃、-0.095MPa脱水2h，后降温至80℃，向其中加入催化剂0.01～0.05份、多异氰酸酯10～40份，后搅拌条件下于65～85℃下反应1～3小时，反应完毕后向其中再加入反应封端型偶联剂2～15份，于70～90℃下反应2～5小时，即得由偶联剂封端的预聚体，其中，所述反应性弹性体为端羟基丁二烯丙烯腈液体橡胶(HTBN)、端羟基丁苯液体橡胶(HTBS)、端羧基丁二烯丙烯腈液体橡胶(CTBN)、端羧基聚丁二烯液体橡胶(CTPB)、端羟基聚丁二烯液体橡胶(HTPB)、聚丁二烯聚醚二醇中的任意一种，所述附着力促进剂为2,2二羟甲基丁酸、4-羟基丁酸、3-羟基丁酸、十二烯基丁二酸中的任意一种或多种的复配，所述反应封端型偶联剂为巯丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、乙二氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的复配；b.按重量份计，将聚酯多元醇35～60份、聚醚多元醇15～40份于120℃、-0.095MPa下脱水2h，脱水完毕后向其中加入多异氰酸酯12～35份，后搅拌条件下于100～120℃下反应1～3小时，再向其中加入本步骤a所得的偶联剂封端的预聚体10～35份、催化剂0.001～0.1份，后升温到110℃，抽真空至-0.095MPa以下，脱除气泡，出料，密闭包装，即得可与低表面能材料粘接的聚氨酯热熔胶。本专利技术的聚氨酯热熔胶能够实现低表面能粘接的机理是：采用特种附着力促进剂，该材料的端基能够嫁接到聚氨酯分子链中，其侧基能够紧密地锚固难粘材料，从而提高粘接强度，这是本专利技术的核心内容；采用反应型偶联剂进行分子封端，降低了胶黏剂的表面能，从而改善了胶黏剂的界面润湿性，能够有效地提高粘接性能；采用反应性弹性体作为增韧剂，能有效地提高产品的柔韧性、抗冷热冲击性及耐盐雾耐老化性能；采用特种聚酯多元醇，具有特殊分子官能结构，其活性官能团与异氰酸酯发生聚合反应，提高产品的本体拉伸强度。上述方法得到的聚氨酯热熔胶在使用时，先开启加热系统，温度设置为100～130℃，用胶枪涂胶，在开放时间内尽快压合，室温7天可以达到最终强度。本专利技术的方法制得的聚氨酯热熔胶除了具有优异的低表面能粘接性能外，还具有以下几大优势，因此能够满足手机、通讯设备等高端制造领域的苛刻要求：(1)良好的柔韧性和本体拉伸强度，可以克服不同材料间的膨胀系数差异的影响，应力分布均匀，从而适应不同类型的基材；(2)耐跌落性能好：滚筒跌落高于300次；(3)粘接强度高：PEI与镀镍钢片的粘接强度高于6.0MPa。(4)耐盐雾耐老化性能好：盐雾测试500小时无破坏，双85测试1000小时无显著的强度衰减；在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，步骤a和b中所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、辛酸铅、三乙胺、三亚乙基二胺、辛酸钴、环烷酸锌、钛酸四异丁酯或二吗啉基二乙基醚中的一种或几种的复配。进一步，步骤a和b中所述的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI-80、TDI-100)、二苯基甲烷-4,4＇-二异氰酸酯(MDI)、六甲撑二异氰酸酯(HDI)、间苯二甲撑二异氰酸酯(M-XDI)、多次甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、三苯基甲烷三异氰酸酯(TTI)、2,4-甲苯二异氰酸酯三聚体、HDI三聚体、1,5-萘二异氰酸酯、氢化TDI、氢化MDI中的至少一种。优选为烟台万华股份有限公司市售的4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、德国拜耳公司市售的甲苯二异氰酸酯TDI-80、TDI-100和HDI三聚体DesmodurN3300中的一种或几种的混合物。进一步，步骤a和b中所述的聚醚多元醇为分子量在1000～4000g/mol的聚氧化丙烯二元醇、聚氧化丙烯三元醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯二元醇、聚氧化丙烯-氧化乙烯三元醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇中的任意一种或几种的复配,优选为市售的PTMG2000、PTMG3000、PPG204、PPG210、PPG220中的一种或几种的混合物。进一步，步骤b中所述的聚酯多元醇为己二酸与1,4-丁二醇、新戊二醇、乙二醇、二甘醇和1,6-己二醇中的至少一种聚合而成,所述聚己二酸己二醇酯二醇优选为山东华大化学集团公司市售的CMA-66，其羟值为35～39mgKOH/g，酸值为0.1～0.5mgKOH/g；所述聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇优选为山东华大化学集团公司市售的CMA-44，其羟值为53～59mgKOH/g，酸值为0.1～0.5mgKOH/g。采用上述进一步方案的有益效果是，本专利技术采用的多元醇由多种结晶性或非结晶性多元醇混合组成，增加结晶性多元醇的量可以提高初始强度，但是结晶性过大，胶层致密，会妨碍水汽进入，使固化速度减慢；增加非结晶性多元醇的量可以延长开放时间，但初始强度会降低。因此需要平衡各种多元醇的用量，以期获得良好的性能。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。以下实施例中的原料均为重量份数；聚醚多元醇PPG210和PPG220为天津石化三厂市售；聚醚多元醇PTMG2000和PTMG3000为德国BASF公司生产；聚酯多元醇CMA-44为山东华大化学集团公司市售，其羟值为53～59mgKOH/g，酸值为0.1～0.5mgKOH/g；聚酯多元醇CMA-66为山东华大化学集团公司市售，其羟值为35～本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可与低表面能材料粘接的聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：a.按重量份计，将反应性弹性体5～20份、聚醚多元醇15～40份、附着力促进剂1～8份加入反应釜中，于110℃、‑0.095MPa脱水2h，后降温至80℃，向其中加入催化剂0.01～0.05份、多异氰酸酯10～40份，后搅拌条件下于65～85℃下反应1～3小时，反应完毕后向其中再加入反应封端型偶联剂2～15份，于70～90℃下反应2～5小时，即得由偶联剂封端的预聚体，其中，所述反应性弹性体为端羟基丁二烯丙烯腈液体橡胶、端羟基丁苯液体橡胶、端羧基丁二烯丙烯腈液体橡胶、端羧基聚丁二烯液体橡胶、端羟基聚丁二烯液体橡胶、聚丁二烯聚醚二醇中的任意一种，所述附着力促进剂为2,2二羟甲基丁酸、4‑羟基丁酸、3‑羟基丁酸、十二烯基丁二酸中的任意一种或多种的复配，所述反应封端型偶联剂为巯丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、乙二氨基丙基三甲氧基硅烷、N‑苯基‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的复配；b.按重量份计，将聚酯多元醇35～60份、聚醚多元醇15～40份于120℃、‑0.095MPa下脱水2h，脱水完毕后向其中加入多异氰酸酯12～35份，后搅拌条件下于100℃～120℃下反应1～3小时，再向其中加入本步骤a所得的偶联剂封端的预聚体10～35份、催化剂0.001～0.1份，后升温到110℃，抽真空至‑0.095MPa以下，脱除气泡，出料，密闭包装，即得可与低表面能材料粘接的聚氨酯热熔胶。...
【技术特征摘要】
1.一种可与低表面能材料粘接的聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：a.按重量份计，将反应性弹性体5～20份、聚醚多元醇15～40份、附着力促进剂1～8份加入反应釜中，于110℃、-0.095MPa脱水2h，后降温至80℃，向其中加入催化剂0.01～0.05份、多异氰酸酯10～40份，后搅拌条件下于65～85℃下反应1～3小时，反应完毕后向其中再加入反应封端型偶联剂2～15份，于70～90℃下反应2～5小时，即得由偶联剂封端的预聚体，其中，所述反应性弹性体为端羟基丁二烯丙烯腈液体橡胶、端羟基丁苯液体橡胶、端羧基丁二烯丙烯腈液体橡胶、端羧基聚丁二烯液体橡胶、端羟基聚丁二烯液体橡胶、聚丁二烯聚醚二醇中的任意一种，所述附着力促进剂为2,2二羟甲基丁酸、4-羟基丁酸、3-羟基丁酸、十二烯基丁二酸中的任意一种或多种的复配，所述反应封端型偶联剂为巯丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、乙二氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的复配；b.按重量份计，将聚酯多元醇35～60份、聚醚多元醇15～40份于120℃、-0.095MPa下脱水2h，脱水完毕后向其中加入多异氰酸酯12～35份，后搅拌条件下于100℃～120℃下反应1～3小时，再向其中加入本步骤a所得的偶联剂封...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜贵琳，王建斌，陈田安，解海华，
申请(专利权)人：烟台德邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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