一种生物基型耐低温共聚酯热熔胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种生物基型耐低温共聚酯热熔胶及其制备方法，其主要是使用大量的生物基型原料替代石油基原料，如异山梨醇、蓖麻油、二聚酸、癸二酸、2,5‑呋喃二甲酸等，进一步提升产物的环保属性；通过设计独特原料构成及配比，使得该生物基型共聚酯热熔胶在耐低温的基础上，还具有较好的粘接性能和机械性能。

【技术实现步骤摘要】
一种生物基型耐低温共聚酯热熔胶及其制备方法
本专利技术涉及一种生物基型耐低温共聚酯热熔胶及其制备方法，属于共聚酯热熔胶及其制备领域。
技术介绍
随着可持续经济的发展，聚酯热熔胶不仅有着“绿色胶黏剂”之称，价格低廉，且有优良的耐热、耐湿性，耐老化等特点，使其越来越受到各个行业的广泛应用。同时，部分行业和地区，由于领域或使用温度较低，需要聚酯热熔胶具有较低的玻璃化转变温度及优良的粘接性能和热稳定性。而现有的常规可耐低温的聚酯热熔胶，其主要原料基本上都来源于日益短缺的石化资源，如对苯二甲酸、间苯二甲酸等，同时随着环保要求的进一步提高，寻找可再生的生物基原料取代石油基原料迫在眉睫。而目前发现的生物基型原料，如2,5-呋喃二甲酸（FDCA）、异山梨醇等，虽已有较多文献证明其可作为原料应用于共聚酯热熔胶体系，但产物的熔点和玻璃化温度均较高。如中国专利CN108659209A、CN108467479A和CN109161007A等制备了一系列的2,5-呋喃二甲酸基共聚酯，其广泛应用于材料、薄膜、纤维、工程塑料等领域，这些领域的材料熔点都比较高；中国专利CN108148189A、CN108976401A等合成的异山梨醇型的聚酯具有较好的力学性能，广泛应用于包装材料，但其玻璃化温度和熔点较高，低温使用易发脆。故，如何提供一种生物基型耐低温共聚酯热熔胶，满足特定场合应用，成为待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述技术问题，提供一种生物基型耐低温的共聚酯热熔胶及其制备方法，其以生物基型原料为主要原料，且使得最终产物还具有较低的熔点和玻璃化转变温度、良好的粘接性能、机械性能，和较短的开放时间等优点。本专利技术所采用的技术方案为：一种生物基型耐低温共聚酯热熔胶，其原料构成包括：由二聚酸、癸二酸和2,5-呋喃二甲酸的混合物构成的二元酸，由丁二醇、异山梨醇、聚硅氧烷和蓖麻油的混合物构成的二元醇，催化剂和抗氧剂。上述二元酸与二元醇的摩尔比为1:1.5；上述二元酸中，二聚酸:癸二酸:2,5-呋喃二甲酸的摩尔比为1:0.5~0.6:0.25~0.36；上述二元醇中，聚硅氧烷为含有聚乙二醇链段的双羟基封端聚硅氧烷，其结构式具体为：，其中，m的范围为5~30，n的范围为15~40；优选的，m为17，n为23；蓖麻油的羟基官能度为2~3，优选为2.7；且二元醇中，丁二醇:异山梨醇:聚硅氧烷:蓖麻油的摩尔比为1:0.8~1:0.008~0.025:0.008~0.015；上述催化剂为钛酸四丁酯，其加入量为二元酸总质量的0.05%；上述抗氧剂的牌号为168或1010，其加入量为二元酸总质量的0.03%。上述生物基型耐低温共聚酯热熔胶的制备方法，步骤如下：（1）将选用的二元酸、二元醇和催化剂按比例加入到反应釜中进行酯化反应，起始反应温度为165℃，逐步升温至225℃，当反应生成的水量达到理论出水量的95%及以上时，酯化反应结束；（2）将温度控制在235℃~250℃，真空控制在90Pa~180Pa条件下进行缩聚反应，2h后缩聚反应结束，并在缩聚反应结束前10min加入抗氧剂；（3）解除真空，趁热出料即得。上述步骤（2）中，抗氧剂于缩聚反应结束前10min加入，能有效降低反应时长。在本专利技术体系中，二聚酸和癸二酸的特定量比配合能降低体系的玻璃化温度和熔点，含有聚乙二醇链段的双羟基封端聚硅氧烷的加入进一步降低体系的玻璃化温度，并提升产物的柔韧性，而含有适合羟基官能度的蓖麻油的加入则用以提升体系的交联密度，进而使产物具有优异的粘接性能和机械性能。本专利技术的创新之处及有益效果在于：（1）使用大量的生物基型原料替代石油基原料，如异山梨醇、蓖麻油、二聚酸、癸二酸、2,5-呋喃二甲酸等，进一步提升产物的环保属性；（2）设计了独特原料构成及配比，使得该生物基型共聚酯热熔胶在耐低温的基础上，还具有较好的粘接性能和机械性能。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术做进一步的具体说明，但并不以此为限。实施例1将由二聚酸310.71g、癸二酸60.68g、2,5-呋喃二甲酸24.92g构成的二元酸，由丁二醇89.22g、异山梨醇73.07g、聚硅氧烷17.22g、蓖麻油3.45g构成的二元醇，及催化剂0.2g，加入到1L反应釜中进行酯化反应，起始反应温度为165℃，逐步升温至225℃，当反应生成的水量达到理论出水量的95%以上时，结束酯化反应；反应温度控制在235℃~250℃、真空控制在90Pa~180Pa的条件下进行缩聚反应，反应2h后结束，在反应结束前十分钟加入抗氧剂0.12g；将氮气通入反应釜解除真空，趁热出料，即得到共聚酯热熔胶A1。实施例2将由二聚酸310.71g、癸二酸60.68g、2,5-呋喃二甲酸24.92g构成的二元酸，由丁二醇74.57g、异山梨醇94.99g、聚硅氧烷43.04g、蓖麻油6.9g构成的二元醇，及催化剂0.2g加入到1L反应釜中进行酯化反应，起始反应温度为165℃，逐步升温至225℃，当反应生成的水量达到理论出水量的95%以上时，结束酯化反应；反应温度控制在235℃~250℃、真空控制在90Pa~180Pa的条件下进行缩聚反应，反应2h后结束，在反应结束前十分钟加入抗氧剂0.12g；将氮气通入反应釜解除真空，趁热出料，即得到共聚酯热熔胶A2。实施例3将由二聚酸310.71g、癸二酸60.68g、2,5-呋喃二甲酸24.92g构成的二元酸，由丁二醇59.48g、异山梨醇116.91g、聚硅氧烷86.07g、蓖麻油10.36g构成的二元醇，及催化剂0.2g加入到1L反应釜中进行酯化反应，起始反应温度为165℃，逐步升温至225℃，当反应生成的水量达到理论出水量的95%以上时，结束酯化反应；反应温度控制在235℃~250℃、真空控制在90Pa~180Pa的条件下进行缩聚反应，反应2h后结束，在反应结束前十分钟加入抗氧剂0.12g；将氮气通入反应釜解除真空，趁热出料，即得到共聚酯热熔胶A3。实施例4将由二聚酸296.58g、癸二酸60.68g、2,5-呋喃二甲酸29.07g构成的二元酸，由丁二醇65.34g、异山梨醇109.61g、聚硅氧烷51.65g、蓖麻油6.9g构成的二元醇，及催化剂0.2g加入到1L反应釜中进行酯化反应，起始反应温度为165℃，逐步升温至225℃，当反应生成的水量达到理论出水量的95%以上时，结束酯化反应；反应温度控制在235℃~250℃、真空控制在90Pa~180Pa的条件下进行缩聚反应，反应2h后结束，在反应结束前十分钟加入抗氧剂0.12g；将氮气通入反应釜解除真空，趁热出料，即得到共聚酯热熔胶A4。实施例5将二聚酸282.46g、癸二酸60.68g、2,5-呋喃二甲酸33.23g构成的二元酸，由丁二醇64.44g、异山梨醇109.61g、聚硅氧烷86.08g、蓖麻油6.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物基型耐低温共聚酯热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n（1）按预设比例，将由二聚酸、癸二酸和2,5-呋喃二甲酸的混合物构成的二元酸，由丁二醇、异山梨醇、聚硅氧烷和蓖麻油的混合物构成的二元醇，及催化剂加入到反应釜中进行酯化反应，起始反应温度为165℃，逐步升温至225℃，当反应生成的水量达到理论出水量的95%及以上时，酯化反应结束；/n（2）将温度控制在235℃~250℃，真空控制在90Pa~180Pa条件下进行缩聚反应，2h后缩聚反应结束，并在缩聚反应结束前10min加入抗氧剂；/n（3）解除真空，趁热出料即得；/n所述步骤（1）中，所述二元酸与二元醇的摩尔比为1:1.5；/n所述二元酸中，二聚酸 : 癸二酸 : 2,5-呋喃二甲酸的摩尔比为1 : 0.5~0.6 : 0.25~0.36；/n所述二元醇中，丁二醇 : 异山梨醇 : 聚硅氧烷 : 蓖麻油的摩尔比为1 : 0.8~1 :0.008~0.025 : 0.008~0.015。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物基型耐低温共聚酯热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按预设比例，将由二聚酸、癸二酸和2,5-呋喃二甲酸的混合物构成的二元酸，由丁二醇、异山梨醇、聚硅氧烷和蓖麻油的混合物构成的二元醇，及催化剂加入到反应釜中进行酯化反应，起始反应温度为165℃，逐步升温至225℃，当反应生成的水量达到理论出水量的95%及以上时，酯化反应结束；
（2）将温度控制在235℃~250℃，真空控制在90Pa~180Pa条件下进行缩聚反应，2h后缩聚反应结束，并在缩聚反应结束前10min加入抗氧剂；
（3）解除真空，趁热出料即得；
所述步骤（1）中，所述二元酸与二元醇的摩尔比为1:1.5；
所述二元酸中，二聚酸:癸二酸:2,5-呋喃二甲酸的摩尔比为1:0.5~0.6:0.25~0.36；
所述二元醇中，丁二醇:异山梨醇:聚硅氧烷:蓖麻油的摩尔比为1:0.8~1:0.008~0.025:0.008~0.015。


2.如权利要求1所述的生物基型耐低温共聚酯热熔胶的制备方法，其特征在于：所述聚硅氧烷为含有聚乙二醇链段的双羟基封端聚硅氧烷，其结构式为

，且m的范围为5~30，n的范围为15~40。


3.如权利要求2所述的生物基型耐低温共聚酯热熔胶的制备方法，其特征在于：m为17，n为23。


4.如权利要求1所述的生物基型耐低温共聚酯热熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡俊，秦丹丹，郑仁峰，
申请(专利权)人：上海天洋热熔粘接材料股份有限公司，昆山天洋热熔胶有限公司，南通天洋新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31