一种高初始粘接强度的UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于胶黏剂领域，具体涉及一种高初始粘接强度的UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法和应用。所述高初始粘接强度的UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶包括异氰酸酯封端聚氨酯预聚体、光产碱剂、碱增殖剂、光敏剂、增粘树脂。本发明专利技术提供的UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶具有初始粘接强度高、适用不透明基材的特点。的特点。的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种高初始粘接强度的UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于胶黏剂领域，具体涉及一种高初始粘接强度的UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]反应型聚氨酯热熔胶(PUR)由于具有无溶剂环保、适用于多种基材粘接、可配合生产线自动化点胶等特点，常用于智能电子产品屏幕粘接、结构件粘接、零部件粘接组装等。然而，传统的反应型聚氨酯热熔胶的主要成分为由异氰酸酯基团封端的聚氨酯预聚物，其主要依靠异氰酸酯基团与空气中湿气反应实现固化，此反应过程很缓慢，初始粘接强度低，实际应用中需要较长的保压时间(约1
‑
2h)，需要定制使用较多的保压制具，生产成本高，生产效率低，不能满足大量不透明基材的粘接需求，应用场景受限。
[0003]现有的反应型聚氨酯热熔胶主要通过以下几种方法提升初始粘接强度：(1)增加结晶性原料的添加量，利用结晶性原料冷却后形成结晶提高初始粘结强度；(2)增加高软化点和/或大分子量原料的添加量，利用此类原料冷却后可以快速变为固体的特点来提高初始强度；(3)在反应型聚氨酯热熔胶中引入丙烯酸酯类UV光固化组分，利用UV光引发丙烯酸酯类原料光固化，通过光固化树脂提供初始粘接强度；(4)往反应型聚氨酯热熔胶中添加光产碱剂，通过UV光照后光产碱剂产生碱性催化剂，利用碱性催化剂催化异氰酸酯与水反应来提升反应型聚氨酯热熔胶的初始粘接强度。然而，利用结晶性原料冷却后形成结晶提高初始粘接强度的方法容易导致胶黏剂粘接可靠性差的问题，主要是由于结晶性原料结晶过程中会发生体积收缩，胶黏剂虽然在冷却初期可以通过部分结晶提高初始强度，但是随着时间延长，待结晶完全后，体积收缩幅度大，导致胶黏剂对界面的附着力降低，会出现可靠性变差的问题。利用高软化点和大分子量原料冷却后快速变为固体的特点来提高初始强度的方法会导致反应型聚氨酯热熔胶出现熔融粘度高、开放时间短的问题，主要是由于高软化点、大分子量的原料本身的熔融粘度高，冷却后变为固体的速度快，当添加到反应型聚氨酯热熔胶体系中后会容易出现熔融粘度高、开放时间短的问题。采用往聚氨酯热溶胶体系中引入丙烯酸酯类化合物的方法只适用于透明基材的粘接，不能满足大量不透明基材的粘接需求，应用场景受限，主要是由于UV光照后丙烯酸酯类光固化原料会完全固化，胶黏剂失去浸润性，UV光照后无法再贴合另一面基材。利用光产碱剂来提升反应型聚氨酯热熔胶的初始粘接强度的方法虽然可用于不透明基材的粘接，但仍然需要比较长的时间才形成较高初始粘接强度，主要是由于光产碱剂的产碱效率低，产生的碱催化异氰酸酯与湿气反应的效率低，仍然需要一定的保压时间，难以做到真正的免保压。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服传统的反应型聚氨酯热熔胶的初始粘接强度低和/或不适用于不透明基材的缺陷，而提供一种具有较高初始粘接强度且适用于透明基材的UV延迟
固化反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法和应用。
[0005]具体地，本专利技术提供了一种UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶，其中，所述UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶按重量份数计包括以下组分：
[0006][0007]所述光产碱剂为在UV光照下能够产碱的化合物；
[0008]所述碱增殖剂为在碱的作用下能够自催化产生大量碱的化合物。
[0009]以下结合光产碱剂、碱增殖剂与异氰酸酯双封端聚氨酯热熔胶之间的反应示意图(图1)对本专利技术的原理做进行进一步说明。本专利技术通过往反应型聚氨酯热熔胶中引入光产碱剂和碱增殖剂，光产碱剂和碱增殖剂本身不具有碱性，在没有经过UV光照时，碱可以在潜伏在光产碱剂中，保证胶黏剂的稳定性；当需要碱性环境时，通过UV光照可控地引发光产碱剂产碱，碱增殖剂在碱的作用下可以分解产生己二胺，己二胺可以不断催化碱增殖剂继续产生更多的己二胺。由于含有氨基的己二胺与异氰酸酯的反应活性要远远高于湿气与异氰酸酯的反应活性，因此可以加速聚氨酯热熔胶的固化，显著提升初始粘接强度。
[0010]在本专利技术中，所述异氰酸酯双封端聚氨酯预聚体的含量为50
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100重量份，如50、60、70、80、90、100重量份以及它们之间的任意值；所述光产碱剂的含量为0.1
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3重量份，如0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3重量份以及它们之间的任意值；所述碱增殖剂的含量为5
‑
15重量份，如5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15重量份以及它们之间的任意值；所述光敏剂的含量为0.1
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5重量份，如0.1、0.5、1、2、3、4、5重量份以及它们之间的任意值；所述增粘树脂的含量为10
‑
25重量份，如10、12、15、18、20、22、25重量份以及它们之间的任意值。
[0011]在本专利技术中，所述异氰酸酯双封端聚氨酯预聚体一般可以由多元醇化合物和多异氰酸酯化合物经亲核加成反应制备得到。其中，所述多异氰酸酯化合物需要过量以使所得聚氨酯预聚体为异氰酸酯双封端，一般地，所述多元醇化合物的用量可以为40
‑
70重量份，如40、45、50、55、60、65、70重量份以及它们之间的任意值；所述多异氰酸酯化合物的用量可以为10
‑
30重量份，如10、12、15、18、20、25、28、30重量份以及它们之间的任意值。此外，所述亲核加成反应的条件一般包括温度为70
‑
90℃，如70℃、72℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃、88℃、90℃以及它们之间的任意值；转速为100
‑
200r/min，如100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200r/min以及它们之间的任意值；时间为1
‑
5h，如1h、2h、3h、4h、5h以及它们之间的任意值。
[0012]在一种优选实施方式中，所述多元醇化合物选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇以及聚烷撑多元醇中的至少一种。
[0013]在一种优选实施方式中，所述聚酯多元醇为将多元羧酸与多元醇经酯化反应得到的聚酯多元醇以及将ε
‑
己内酯经开环聚合而得到的聚
‑
ε
‑
己内酯多元醇中的至少一种。其中，所述多元羧酸的具体实例包括但不限于：对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,5
‑
萘二甲酸、2,6
‑
萘二甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十亚甲基二羧酸、十二亚甲基二羧酸中的至少一种。所述多元醇的具体实例包括但不限于：乙二醇、丙二醇、1,3
‑
丙二醇、1,4
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丁二醇、新戊二醇、1,5
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戊二醇、1,6
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己二醇、二乙二醇以及环己二醇中的至少一种。
[0014]在一种优选实施方式中，所述聚醚多元醇选自乙二醇、丙二醇、四氢呋喃、3
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶按重量份数计包括以下组分：所述光产碱剂为在UV光照下能够产碱的化合物；所述碱增殖剂为在碱的作用下能够自催化产生大量碱的化合物。2.根据权利要求1所述的UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述异氰酸酯双封端聚氨酯预聚体由多元醇化合物和多异氰酸酯化合物经亲核加成反应制备得到。3.根据权利要求2所述的UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述多元醇化合物选自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇以及聚烷撑多元醇中的至少一种；优选地，所述聚酯多元醇为将多元羧酸与多元醇经酯化反应得到的聚酯多元醇以及将ε
‑
己内酯经开环聚合而得到的聚
‑
ε
‑
己内酯多元醇中的至少一种；所述多元羧酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,5
‑
萘二甲酸、2,6
‑
萘二甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十亚甲基二羧酸、十二亚甲基二羧酸中的至少一种；所述多元醇选自乙二醇、丙二醇、1,3
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丙二醇、1,4
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丁二醇、新戊二醇、1,5
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戊二醇、1,6
‑
己二醇、二乙二醇以及环己二醇中的至少一种；优选地，所述聚醚多元醇选自乙二醇、丙二醇、四氢呋喃、3
‑
甲基四氢呋喃的开环聚合物、无规共聚物和嵌段共聚物以及双酚型聚氧化烯改性体中的至少一种；所述双酚型聚氧化烯改性体为将双酚型分子骨架的活性氢部分采用环氧烷进行加成反应而得到的聚醚多元醇，所述环氧烷选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷以及环氧异丁烷中的至少一种；优选地，所述聚碳酸酯多元醇选自聚碳酸1,6
‑
己二醇酯多元醇、聚碳酸
‑
1,4
‑
丁二醇
‑
1,6己二醇酯二醇、聚碳酸
‑
1,5
‑
戊二醇
‑
1,6己二醇酯二醇、聚碳酸己内酯亚已酯二醇、聚碳酸
‑
1,4
‑
环己烷二甲醇
‑
1,6己二醇酯二醇、聚碳酸亚乙酯二醇、聚碳酸亚丙酯二醇、聚碳酸亚丁酯二醇以及聚碳酸亚已酯二醇中的至少一种；优选地，所述聚烷撑多元醇选自聚丁二烯多元醇、氢化聚丁二烯多元醇、氢化聚异戊二烯多元醇中的至少一种。4.根据权利要求2所述的UV延迟固化反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述多异氰酸酯化合物选自异佛尔酮二异氰酸酯、2,4
‑
甲苯二异氰酸酯、2,6
‑
甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷
‑
4,4
’‑
二异氰酸酯、氢化MDI、聚合MDI、1,5
‑
萘二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化XDI、赖氨酸二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、三(异氰酸酯苯基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王署亮，赵凤艳，曹阳，
申请(专利权)人：韦尔通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：