湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶及其制备方法，特点是包括5～15份的聚醚二元醇、1～25份的液态聚酯二元醇、1～40份的阻燃聚醚多元醇、1～25份的结晶型聚酯二元醇、5～40份的羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物、10～40份的异氰酸酯、0.1～1份的催化剂、0.01～1份的抗氧剂和0.1～2份的硅烷偶联剂。本发明专利技术先合成羟基封端聚（甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷‑无规‑甲基丙烯酸甲酯‑无规‑丙烯酸丁酯‑无规‑2‑甲基‑2‑丙烯酸‑2‑羟乙基酯磷酸酯），然后加入到在聚氨酯预聚体，引入有机硅丙烯酸酯共聚物链段和反应型阻燃剂，进一步提升聚氨酯胶体的耐化学品老化和阻燃性能。

【技术实现步骤摘要】
湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶及其制备方法
本专利技术属于结构胶
，具体涉及一种湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶及其制备方法，其主要应用于电子及电器业、汽车行业、纺织及制鞋业、食品包装业、木材料加工及家具行业等结构性粘接领域。
技术介绍
聚氨酯热熔胶是新一代的能提供优异粘接性能的结构胶，它是以聚氨酯预聚物为主体材料，配以各种助剂而制得的一类热熔胶。聚氨酯热熔胶使用方便并环保，性能又可与溶剂型热熔胶相媲美。近十年来，聚氨酯热熔胶在电子及电器业、汽车行业等高端领域得到了快速发展及广泛使用。聚氨酯热熔胶按固化形式不同，可分为热塑性聚氨酯弹性体热熔胶和反应性聚氨酯热熔胶；反应性聚氨酯热熔胶按其固化原理不同，可分为湿固化型和封闭型；湿固化型聚氨酯热熔胶（PUR）是一种单组分热熔胶，加热后熔融，并流动分散涂覆于基材表面，被粘物黏合后冷却并形成优良的初粘接性能，然后由于基材表面含有微量水分或其他含活泼氢的化合物，与异氰酸根（-NCO）反应发生化学交联反应，从而生成具有高度交联网络及内聚力大的一种结构性粘接热熔胶。目前，湿固化型聚氨酯热熔胶在技术上得到了空前的发展，主要围绕高粘接强度，低熔体粘度，开放时间，返修及固化形式等进行性能优化调整。中国专利公开的“反应性热熔粘合剂”，申请号是201480080313.0，制备出一种具有返修的可移除的聚氨酯热熔粘合剂，更适合于高端电子产品领域应用。中国专利公开的“无溶剂湿气固化聚氨酯热熔粘合剂组合物”，申请号是201180047316.0，制备出一种低毒快速建立粘结性能聚丙烯酸酯和聚酯制备的聚氨酯热熔胶粘合剂。为了改善湿固化型聚氨酯热熔胶的固化形式，中国专利公开的“有机硅改性聚氨酯密封剂”，申请号是2017102717258，制备出一种有机硅改性聚氨酯密封剂，用硅烷偶联剂取代异氰酸根（-NCO），更适合高湿环境下应用。目前，湿固化型聚氨酯热熔胶的研发技术在快速发展，满足不同类型高端电子产品领域应用。湿固化型聚氨酯热熔胶虽然能在固化后形成高度交联的网络，但还存在着耐溶剂，耐老化性能和耐热性能不足问题。这主要原因是大多数湿固化型聚氨酯热熔胶为了提高其初粘性能，加入了大量的非反应性热塑性增粘树酯或多元丙烯酸共聚物。这些非反应体系增粘树酯无法参与固化生成交联网络，从而易降低聚氨脂热熔胶涂层的耐化学品性能，耐热性能和耐老化性能等。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足而提供一种湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶及其制备方法，由于湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶通过有机硅改性及引入反应型阻燃剂，提升了聚氨酯涂层的耐化学品性能、阻燃性能、耐热性能、防水性能等。为了达到上述目的，本专利技术的湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶技术方案是这样实现的，其特征在于包括5～15份的聚醚二元醇、1～25份的液态聚酯二元醇、1～40份的阻燃聚醚多元醇、1～25份的结晶型聚酯二元醇、5～40份的羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物、10～40份的异氰酸酯、0.1～1份的催化剂、0.01～1份的抗氧剂和0.1～2份的硅烷偶联剂；以上均为质量份数；所述羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的化学结构是：羟基封端聚（甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷-无规-甲基丙烯酸甲酯-无规-丙烯酸丁酯-无规-2-甲基-2-丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯）即P（MAPDMS-r-MMA-r-BA-r-HMP），在羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物中平均每个大分子链末端含有1～2羟基官能团，羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的数均分子量为1000～50000。在本技术方案中，所述聚醚二元醇为数均分子量在500～4000的聚氧化丙烯二醇PPG和聚四氢呋喃醚二醇PTMG的一种或两种的任意组合；所述液态聚酯二元醇为数均分子量在200～2000的聚己二酸乙二醇酯二醇PEA、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇PHA和聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇PBA一种或两种以上的任意组合；所述阻燃聚醚多元醇为万华化学集团股份有限公司生产的WANOL®FR-130、WANOL®FR-212和WANOL®FR-312的一种或两种的任意组合；所述结晶型聚酯二元醇为赢创德固赛型号7320、型号7360及型号7380一种或两种以上的任意组合；所述异氰酸酯为改性二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯DesmodurCD-C（MDI预聚体）；所述催化剂为三乙醇胺、2,2-二吗啉基二乙基醚及磷酸的一种或两种以上的任意组合；所述抗氧剂是168和1010中的一种或两种的任意组合；所述硅烷偶联剂是苯胺甲基三乙氧基硅烷ND-42。为了达到上述目的，本专利技术的湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶制备方法的技术方案是这样实现的，其特征在于制备步骤如下：步骤一合成羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物将1～20份的甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷MAPDMS、1～30份的甲基丙烯酸甲酯MMA、1～30份的丙烯酸丁酯BA和5～25份的2-甲基-2-丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯HMP溶解于50～100份的甲苯中，控制于40～100℃，在氮气保护下，加入0.1～3份的热引发剂4,4'-偶氮双(4-氰基戊醇)，聚合反应0.5～30小时，旋转蒸发除去甲苯后，获得羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物，羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的数均分子量为1000～50000；所述甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷MAPDMS的数均分子量为1000；步骤二合成湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶将5～15份的聚醚二元醇、1～25份的液态聚酯二元醇、1～40份的阻燃聚醚多元醇、1～25份的结晶型聚酯二元醇、5～40份的步骤一合成的羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物、0.1～1份的催化剂和0.01～1份的抗氧剂混合后，加热于120～150℃，抽真空除水约1～3小时，直至混合物的水份含量低于280ppm，降温于70～100℃，在氮气保护下，加入10～40份的异氰酸酯，进行聚合反应1～5小时，取样分析聚合产物NCO%含量达到1%～3%，100℃下测试粘度达到3000～15000mPa.s，加入0.1～2份的硅烷偶联剂，获得湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶，以上均为质量份数。在本技术方案中，用BrookfieldDV-C数字粘度计测量粘度。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点及效果：1、在本专利技术技术方案中，羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物采用含羟基自由基引发剂将有机硅单体（MAPDMS）、丙烯酸酯类单体（MMA和BA）和阻燃含磷单体（HMP）共聚而成羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物。有机硅单体可提升热熔胶的耐化学品性能、耐热性能和耐老化性能。丙烯酸酯类单体可提升热熔胶初粘性和冷却速度。阻燃含磷单体（HMP）可提升热熔胶的阻燃性能和附着力。含羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物部分参与到聚氨酯预聚体合成反应，配方高效协同作用，表现出较好的相容性，并进一步调整其它原料组成和含量，改善耐化学品性能、阻燃性能和附着力。2、本专利技术将增粘树酯丙烯酸共聚物无规缩聚引入聚氨酯预聚体，提高了增粘树酯与聚氨酯的相容性，进一步解决湿固化型聚氨酯热熔胶耐溶剂性能；3、本专利技术解决了传统湿固化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶，其特征在于包括5～15份的聚醚二元醇、1～25份的液态聚酯二元醇、1～40份的阻燃聚醚多元醇、1～25份的结晶型聚酯二元醇、5～40份的羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物、10～40份的异氰酸酯、0.1～1份的催化剂、0.01～1份的抗氧剂和0.1～2份的硅烷偶联剂；以上均为质量份数；所述羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的化学结构是：羟基封端聚（甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷‑无规‑甲基丙烯酸甲酯‑无规‑丙烯酸丁酯‑无规‑2‑甲基‑2‑丙烯酸‑2‑羟乙基酯磷酸酯）即P（MAPDMS‑r‑MMA‑r‑BA‑r‑HMP），在羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物中平均每个大分子链末端含有1～2羟基官能团，羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的数均分子量为1000～50000。

【技术特征摘要】
1.一种湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶，其特征在于包括5～15份的聚醚二元醇、1～25份的液态聚酯二元醇、1～40份的阻燃聚醚多元醇、1～25份的结晶型聚酯二元醇、5～40份的羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物、10～40份的异氰酸酯、0.1～1份的催化剂、0.01～1份的抗氧剂和0.1～2份的硅烷偶联剂；以上均为质量份数；所述羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的化学结构是：羟基封端聚（甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷-无规-甲基丙烯酸甲酯-无规-丙烯酸丁酯-无规-2-甲基-2-丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯）即P（MAPDMS-r-MMA-r-BA-r-HMP），在羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物中平均每个大分子链末端含有1～2羟基官能团，羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的数均分子量为1000～50000。2.根据权利要求1所述的湿固化型有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述聚醚二元醇为数均分子量在500～4000的聚氧化丙烯二醇PPG和聚四氢呋喃醚二醇PTMG的一种或两种的任意组合；所述液态聚酯二元醇为数均分子量在200～2000的聚己二酸乙二醇酯二醇PEA、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇PHA和聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇PBA一种或两种以上的任意组合；所述阻燃聚醚多元醇为万华化学集团股份有限公司生产的WANOL®FR-130、WANOL®FR-212和WANOL®FR-312的一种或两种的任意组合；所述结晶型聚酯二元醇为赢创德固赛型号7320、型号7360及型号7380一种或两种以上的任意组合；所述异氰酸酯为改性二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯DesmodurCD-C（MDI预聚体）；所述催化剂为三乙醇胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕舞，刘锋，彭琦，路风辉，霍应鹏，唐秋实，徐健浩，何华荣，
申请(专利权)人：顺德职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44