一种低水汽透过率湿气固化型聚氨酯热熔胶制造技术

本发明专利技术涉及一种低水汽透过率湿气固化型聚氨酯热熔胶，包括以下质量份的原料：30

【技术实现步骤摘要】
一种低水汽透过率湿气固化型聚氨酯热熔胶


[0001]本专利技术属于聚氨酯热熔胶领域，具体涉及一种低水汽透过率湿气固化型聚氨酯热熔胶。

技术介绍

[0002]常规湿气固化型聚氨酯热熔胶，由不同分子量聚酯或聚醚，增粘树脂，助剂经高温脱水后与多异氰酸酯反应聚合而成，具有定位速度快，对PC，PMMA等极性基材附着力强等优点。但由于分子链中存在大量极性酯键和氨基甲酸酯键，湿气固化聚氨酯热熔胶往往存在易吸湿，水汽透过率大等缺陷。在汽车车灯，户外显示屏等需要隔绝水汽且快速定位的应用场景，常规的湿气固化型聚氨酯热熔胶变现乏力。
[0003]极性的酯基容易水解，耐水性不好，现有技术中有为了增加聚酯热熔胶的疏水性能，减少甚至不加入聚酯多元醇组分。但是在需要快速组装的工艺中，由于聚酯多元醇的存在可以提高初粘力；而且极性的酯基，能形成氢键，内聚能大，含有聚酯官能团的热熔胶具有很好的机械性能和耐热性。因此，聚酯多元醇在需要快速组装和需要高强度是不可缺少的组分。
[0004]CN115572573A公开了一种湿固化聚氨酯热熔胶，其中采用了氟改性聚氨酯丙烯酸酯，所述氟改性聚氨酯丙烯酸酯是含氟二元醇，二异氰酸酯和(甲基)丙烯酸羟基酯制备得到。通过含氟碳链的引入，增加了材料的疏水性，改善了材料的隔绝水汽性能。但是丙烯酸酯的存在，降低了材料的耐水解性。即该专利方法所制得材料在耐水解和低水汽透过率方面无法兼顾。CN115058224A公开了一种防水的反应型聚氨酯热熔胶，包括多异氰酸酯和含氟聚醚多元醇，所述含氟聚醚多元醇是端羟基全氟聚醚多元醇和环氧乙烷或1,2
‑
环氧丙烷反应制备得到。含氟链段引入增加了材料疏水性，但是初粘粘接强度明显下降。因此，该专利的聚氨酯热熔胶在防水和粘接强度之间无法兼顾。CN109852324A公开了一种氟硅改性聚氨酯热熔胶，原料中用羟基封端的聚丙烯酸含氟硅共聚物代替部分聚醚二元醇/聚酯二元醇，类似地，羟基封端的聚丙烯酸含氟硅共聚物提高了材料疏水性，但是初粘力有所降低。
[0005]此外，反应型聚氨酯热熔胶是通过空气中湿气和异氰酸酯官能团反应，实现交联固化。异氰酸酯和水的反应速度慢，而且在提高热熔胶疏水性时，材料的吸水性降低，进一步降低了异氰酸酯和水的反应速度，需要长时间才能完全固化(一般需要3天以上)。为了提高反应型聚氨酯热熔胶的初粘力，一般加入一些高分子的热塑性组分，但是这部分热塑性树脂粘度大，而且不参与固化反应，提高初始粘接强度，但是会导致最终粘接效果下降的情况下。因此，通过加入热塑性树脂提高初粘强度和完全固化后最终强度之间也是一个矛盾。现有技术为了加快固化速度，有采用UV/湿气双重固化的聚氨酯热熔胶，但是需要额外的UV辐照设备，增加成本，而且对某些场合，比如内部结构复杂，UV辐照难以照射，导致固化不均匀；或者现场UV辐照不便利，因此目前还是湿气固化的聚氨酯热熔胶占主流。
[0006]CN115595109A公开了一种车灯密封反应型聚氨酯热熔胶，对非极性塑料(ABS、PP、PC等材质)具有很好的初粘力和最终粘接强度，但是隔绝水汽性能较差，在常年累月的使用
过程中水汽会从胶层缓慢渗透进入头车灯罩内，在骤冷时会形成水雾甚至水珠，难以消散，影响车灯外观。CN113698909A公开了一种耐高温聚氨酯热熔胶，采用了大量的聚酯多元醇，含有大量极性的酯基，吸水较强，耐水解性能和隔绝水汽的能力都比较差。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中聚氨酯热熔胶难以达到优异的耐水解性，低的水汽渗透性，以及高的初粘强度和完全固化后高的粘接强度，以及耐高温高湿性能。非常适合在需要隔绝水汽并且快速定位的场景，比如户外屏幕，汽车车灯等应用场景。
[0008]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种低水汽透过率湿气固化型聚氨酯热熔胶，包括以下质量份的原料：30
‑
40份多异氰酸酯，10
‑
15份聚酯二元醇，20
‑
30份聚醚二元醇，10
‑
15份端羟基聚丁二烯丙烯腈二元醇，6
‑
9份松香季戊四醇酯，2
‑
3份超支化多元醇，1
‑
2份抗水解剂，0.1
‑
0.5份催化剂，0.5
‑
3份硅烷偶联剂，0.1
‑
1份消泡剂；
[0010]所述聚酯二元醇是聚酯二元醇I和聚酯二元醇II按照质量比2
‑
3:1的混合物，所述聚酯二元醇I选自对苯二甲酸十二烷二醇酯，聚葵二酸己二醇酯；所述聚酯二元醇II选自环己二酸和2,4二乙基
‑
1,5戊二醇的缩聚物、环己二酸和2,2,4
‑
三甲基
‑
1,3
‑
戊二醇的缩聚物、环己二酸和2,4二乙基
‑
1,5戊二醇的缩聚物、环己二酸和2
‑
丁基
‑2‑
乙基
‑
1,3丙二醇的缩聚物中的至少一种；所述环己二酸为1,2
‑
环己二酸、1,4
‑
环己二酸中的至少一种，优选1,2
‑
环己二酸。
[0011]优选地，聚酯多元醇I和聚酯多元醇II的数均分子量为3000
‑
6000。
[0012]聚酯二元醇I是对苯二甲酸，或者偶数碳原子的C10以上的二元酸和偶数碳原子的二元醇缩聚得到，此类聚酯具有很好的结晶性，结晶速度快，能够对聚氨酯热熔胶提供高的初粘力；而且此类聚酯熔点高，对耐热性和初粘力都有改善的效果；聚酯二元醇II的侧链带有短链C1
‑
3的烷基，由于结构不如聚酯二元醇I规整，结晶性稍差，但是对柔韧性和耐水解性有很好的帮助。特别是选择1,2
‑
环己二酸，耐水解性有较大提升。本专利技术以合适的比例将聚酯二元醇I和聚酯二元醇II进行配合，发挥协同作用，减少聚酯多元醇的用量，提高热熔胶耐水解性，改善了预聚物的各项性能，使得本专利技术聚氨酯热熔胶同时具有高的初粘强度和固化完全的最终粘接强度，同时兼具良好的耐水解性和隔绝水汽的作用。
[0013]所述聚酯多元醇可以商购，也可以自制。如果为自制，本专利技术常规制备聚酯多元醇方法即可，比如采用真空熔融法。具体是将氮气或者惰性气氛下，多元醇和多元羧酸加入反应釜，140
‑
170℃缩聚反应，水汽排出，得到预聚物，开始抽真空(压力50
‑
200Pa)，并且逐渐升高温度至180
‑
240℃，继续缩聚反应至体系酸值不再变化。在制备聚酯多元醇时，一般多元醇稍微过量，使体系羟基比羧基过量2
‑
5mol％左右。缩聚反应的催化剂为本领域所熟知，比如醋酸锌，钛酸酯。催化剂加入量为体系的100
‑
300ppm。此外，物料如果均为固相，投料时可加入少量乙二醇促进反应进行，乙二醇加入量是长链碳二醇摩尔量的1％左右即可。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低水汽透过率湿气固化型聚氨酯热熔胶，其特征在于，包括以下质量份的原料：30
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40份多异氰酸酯，10
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15份聚酯二元醇，20
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30份聚醚二元醇，10
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15份端羟基聚丁二烯丙烯腈二元醇，6
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9份松香季戊四醇酯，2
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3份超支化多元醇，1
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2份抗水解剂，0.1
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0.5份催化剂，0.5
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3份硅烷偶联剂，0.1
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1份消泡剂；所述聚酯二元醇是聚酯二元醇I和聚酯二元醇II按照质量比2
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3:1的混合物，所述聚酯二元醇I选自对苯二甲酸十二烷二醇酯，聚葵二酸己二醇酯；所述聚酯二元醇II选自环己二酸和2,4二乙基
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1,5戊二醇的缩聚物、环己二酸和2,2,4
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三甲基
‑
1,3
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戊二醇的缩聚物、环己二酸和2,4二乙基
‑
1,5戊二醇的缩聚物、环己二酸和2
‑
丁基
‑2‑
乙基
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1,3丙二醇的缩聚物中的至少一种；所述环己二酸为1,2
‑
环己二酸、1,4
‑
环己二酸中的至少一种，优选1,2
‑
环己二酸。2.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，聚酯多元醇I和聚酯多元醇II的数均分子量为3000
‑
6000。3.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述聚醚二元醇选自聚氧化乙烯多元醇、聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯
‑
氧化丙烯多元醇中的至少一种，数均分子量在1000
‑
4000g/mol。4.根据权利要求1所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述超支化多元醇羟值为30
‑
40mg KOH/g。5.根据权利要求4所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，超支化多元醇是以三官能度以上的多羟基化合物为起始剂，和环氧丙烷，缩水甘油在DMC催化剂条件下反应制得；所述三官能度以上的多羟基化合物选自甘油，季戊四醇，三羟甲基丙烷中的至少一种。6.根据权利要求5所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，三官能度以上的多羟基化合物，环氧丙烷，缩水甘油的摩尔比为1：6
‑
10：2
‑
3。7.根据权利要求5所述的聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述超支化多元醇通过包括以下步骤的制备方法制得：氮气或者惰性气氛下，三官能度以上的多羟基化合物溶于溶剂中，加入DMC催化剂和酸助剂分散均匀，升温至120℃，加入环氧丙烷反应2
‑
3h，之后加入缩水甘油，继续反应3
‑
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文俊，王剑飞，黄成生，
申请(专利权)人：东莞市德聚胶接技术有限公司，
类型：发明
国别省市：