二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，属于胶粘剂技术领域。解决现有的热熔胶无法对低极性材料直接进行粘接的问题。该热熔胶按照重量份数计，由以下原料组成：二氧化碳基二元醇60～80份、二氧化碳基四元醇5～10份、二异氰酸酯16～24份，增粘树脂8～15份、抗氧化剂1～2份、催化剂0.01～0.05份；所述的二氧化碳基四元醇的结构式如式Ⅰ所示。本发明专利技术还提供一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶的制备方法。本发明专利技术的热熔胶不仅粘接强度高，具有极快的表干速度，交联固化的热熔胶体很容易从粘接部件表面清除掉并且无残留，且具有良好的耐热性、贮存稳定性和耐环境老化性。

Carbon dioxide based reactive polyurethane hot melt adhesive and preparation method thereof

The invention provides a carbon dioxide-based reactive polyurethane hot melt adhesive and a preparation method thereof, belonging to the technical field of adhesive. The problem of direct bonding of low polarity materials can not be solved by the existing hot melt adhesive. The hot melt adhesive is composed of the following raw materials according to the weight fraction: carbon dioxide-based diol 60-80 parts, carbon dioxide-based quaternary alcohol 5-10 parts, diisocyanate 16-24 parts, tackifying resin 8-15 parts, antioxidant 1-2 parts, catalyst 0.01-0.05 parts; the structure formula of the carbon dioxide-based quaternary alcohol is shown in formula I. The invention also provides a method for preparing a carbon dioxide based reactive polyurethane hot melt adhesive. The hot melt adhesive of the invention not only has high bonding strength and fast surface drying speed, but also has good heat resistance, storage stability and environmental aging resistance.

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法
本专利技术属于胶粘剂
，具体涉及一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法。
技术介绍
传统的热熔胶为非反应性胶粘剂，为热塑性聚合物，粘接样件后，经过再次高温加热后，热熔胶体变回再次软化或者融化，从而失去了粘接强度。而反应型热熔胶，尤其是湿气固化型聚氨酯热熔胶就克服了这些缺陷，在湿气进行固化前，为热塑性聚合物，加热可以融化，进行对样件粘接，施胶后的热熔胶体中的反应型官能团便会与空气中的湿气进行交联固化，达到最终的粘接强度，从而形成不溶不熔的热固性高分子胶体，达到了优异的粘接强度以及耐环境老化性。近年来，反应型聚氨酯热熔胶得到了广泛的研究，专利技术专利200910016844.4公开了一种反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，其特点是它是由聚酯多元醇、聚醚多元醇、附着力促进剂、扩链剂、热塑性树脂、增粘剂、填料、稳定剂混合均匀后，加入异氰酸酯、催化剂、封闭剂在氮气保护下反应而成；由于加入了附着力促进剂，反应型聚氨酯热熔胶附着力优异，其开放时间短又储存稳定性优异，低成本，并且制备简单。专利技术专利201610834219.0公开了一种湿气固化反应型聚氨酯热熔胶，主要包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、热塑性聚合物树脂、异氰酸酯MDI、增粘树脂、填料、催化剂以及偶联剂，上述组分在特定工艺条件下聚合反应生成性能优异的湿气固化反应型聚氨酯热熔胶。专利技术专利201310625264.1公开了一种反应型聚氨酯热熔胶，由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇、聚酯多元醇、异氰酸酯、增粘树脂、反应性增塑剂、潜固化剂、催化剂。专利技术专利2015105220093公开了一种反应型聚氨酯热熔胶的合成方法，使用二苯基甲烷二异氰酸酯与聚酯二元醇、聚己内酯二醇、聚四氢呋喃二醇进行聚合反应，反应过程中以4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷为扩链剂，得到一款有高强度反应型聚氨酯热熔胶预聚物，此预聚体应用于反应型聚氨酯热熔胶，具有较强的粘接强度和长期贮存稳定性。应用于不同领域的热熔胶也得到了深入的研究，专利技术专利201210538052.5公开了一种用于木业封边的反应型聚氨酯热熔胶，其制备方法是将结晶型聚酯多元醇、无定型聚酯多元醇、高分子量热塑性树脂与二异氰酸酯进行预聚，然后，加入增塑剂、无机填料、抗氧化剂和紫外线吸收剂制备而成。专利技术专利201310248659.4公开了一种可应用于电器行业的反应型聚氨酯热熔胶组合物的方法，其制备方法是向反应器中加入聚酯或聚醚型多元醇和含有活拨氢的热塑性聚合物树脂，然后与多异氰酸酯化合物或异氰酸酯基团封端预聚体化合物进行聚合反应，达到反应型聚氨酯热熔胶组合物。专利技术专利201410857083.6公开了另外一种电子电器用反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，其方法是将聚酯多元醇、增粘树脂置于反应釜中加热，投入多异氰酯，在氮气保护下进行预聚反应，反应完成后依次投入计量好的粘合促进剂、催化剂、抗氧剂至混合均匀，出料密封包装，制得电子电器用反应型聚氨酯热熔胶。专利技术专利2012102108026公开了一种汽车灯具用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法。制备的反应型聚氨酯热熔胶是以下产物的反应产物：至少一种软化点为70℃以上的结晶聚酯多元醇，至少一种液态聚酯多元醇；至少一种多官能度的异氰酸酯。专利技术专利201310711919.7报道了另外一种车灯用湿固化聚氨酯热熔胶及其制备方法，制备方法是将聚酯多元醇置于反应釜中加热，然后与二苯基甲烷二异氰酸酯进行预聚，得到车灯用湿固化聚氨酯热熔胶。专利技术专利2011101973160报道了一种面料复合用反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其核心是由聚酯多元醇、聚醚多元醇、扩链剂、附着力促进剂和抗氧剂加热混融均匀后，与异氰酸酯、催化剂和硅烷偶联剂在氮气保护下进行预聚反应而成。专利技术专利2014108276005公开了一种反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，所述热熔胶由以下重量份的原料组成：聚酯多元醇、聚醚多元醇、异氰酸酯、反应性蜡、增粘树脂、粘合促进剂、潜固化剂、和催化剂。对上面反应型聚氨酯热熔胶相关研究经过仔细分析，可以发现目前反应型聚氨酯热熔胶存在着两个共性问题：第一、价格一直居高不下，第二、热熔胶无法对聚丙烯等低极性材料，在不经过火焰处理的情况下进行直接粘接。反应型聚氨酯热熔胶主要原材料为聚合物多元醇和二异氰酸酯，而聚合物多元醇全部为聚酯二元醇以及聚醚二元醇，这两种组分在热熔胶组分中的比例超过了60％，因而，其价格已经成为决定反应型热熔胶的主要因素，目前，聚酯以及聚醚二元醇全部来自于石化产品，其价格较高(1.2-2.8万元/吨)，这是导致反应型聚氨酯热熔胶价格一直居高不下主要原因。另外一个问题是，国内外热熔胶的聚合物二元醇全部采用的聚酯以及聚醚二元醇，这两类二元醇制备出的热熔胶性能都差别不大，都无法解决聚丙烯低极性材料的粘接问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的热熔胶无法对低极性材料直接进行粘接的问题，而提供一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法。本专利技术首先提供一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶，按照重量份数计，由以下原料组成：二氧化碳基二元醇60～80份、二氧化碳基四元醇5～10份、二异氰酸酯16～24份，增粘树脂8～15份、抗氧化剂1～2份、催化剂0.01～0.05份；所述的二氧化碳基四元醇的结构式如式Ⅰ所示：式Ⅰ中，x、y、z、m、n、p为整数，1≤x≤50、1≤y≤50、1≤z≤50、1≤m≤80、1≤n≤80、1≤p≤80。优选的是，所述的二氧化碳基四元醇的碳酸酯单元含量为45-75％，Mn＝1500-5000Da。优选的是，所述二氧化碳基四元醇的制备方法包括：将反应釜在50-80℃下，经抽空充CO2处理，并冷却至室温，在CO2的保护下向反应釜内加入DMC催化剂和柠檬酸，得到混合物；将反应釜在50-80℃下，经抽真空充CO2处理，并冷却至室温，向反应釜中加入上述混合物和环氧化合物单体，搅拌，通过二氧化碳压力调节器向釜内通入二氧化碳，高压釜置入恒温浴中进行聚合反应，得到二氧化碳基四元醇。优选的是，所述的二氧化碳基二元醇的结构式如式Ⅱ所示：式Ⅱ中，a、b为整数，1≤a≤60、1≤b≤60。优选的是，所述的二氧化碳基二元醇的碳酸酯单元含量为45-75％，Mn＝1500-5000Da。优选的是，所述的二异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、4,4’-二苯基-二甲基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯或己烷-1,6-二异氰酸酯。优选的是，所述的增粘树脂为松香树脂、石油树脂(C5、C9)或萜烯树脂。优选的是，所述的抗氧化剂为茶多酚、生育酚、黄酮类、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯或叔丁基对苯二酚。优选的是，所述的抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂2112、抗氧剂BHT、抗氧剂626、抗氧剂501、抗氧剂AO-60或抗氧剂AO-50。本专利技术还提供一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，该方法包括：步骤一：将二氧化碳基二元醇、二氧化碳基四元醇加入反应釜中，100-110℃真空脱水1-2.5小时，然后冷却到75-80℃，边搅拌边加入二异本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，按照重量份数计，由以下原料组成：二氧化碳基二元醇60～80份、二氧化碳基四元醇5～10份、二异氰酸酯16～24份，增粘树脂8～15份、抗氧化剂1～2份、催化剂0.01～0.05份；所述的二氧化碳基四元醇的结构式如式Ⅰ所示：

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，按照重量份数计，由以下原料组成：二氧化碳基二元醇60～80份、二氧化碳基四元醇5～10份、二异氰酸酯16～24份，增粘树脂8～15份、抗氧化剂1～2份、催化剂0.01～0.05份；所述的二氧化碳基四元醇的结构式如式Ⅰ所示：式Ⅰ中，x、y、z、m、n、p为整数，1≤x≤50、1≤y≤50、1≤z≤50、1≤m≤80、1≤n≤80、1≤p≤80。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述的二氧化碳基四元醇的碳酸酯单元含量为45-75％，Mn＝1500-5000Da。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述二氧化碳基四元醇的制备方法包括：将反应釜在50-80℃下，经抽空充CO2处理，并冷却至室温，在CO2的保护下向反应釜内加入DMC催化剂和柠檬酸，得到混合物；将反应釜在50-80℃下，经抽真空充CO2处理，并冷却至室温，向反应釜中加入上述混合物和环氧化合物单体，搅拌，通过二氧化碳压力调节器向釜内通入二氧化碳，高压釜置入恒温浴中进行聚合反应，得到二氧化碳基四元醇。4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述的二氧化碳基二元醇的结构式如式Ⅱ所示：式Ⅱ中，a、b为整数，1≤a≤60、1≤b≤60。5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳基反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述的二氧化碳基二元醇的碳酸酯单元含量为45-75％，Mn＝1500...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红明，詹磊，王献红，王佛松，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22