一种高弹聚氨酯热熔胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及黏合剂技术领域，具体公开了一种高弹聚氨酯热熔胶及其制备方法。所述高弹聚氨酯热熔胶的制备是通过首先合成新型金属有机催化剂，再在二氧化碳的作用下合成二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇；该多元醇与二异氰酸酯、有机金属催化剂预聚后，加入扩链剂共混、挤出造粒。二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇的制备可以充分利用温室气体CO2，降低污染，减少能耗。本发明专利技术所制备的聚氨酯热熔胶弹性好、韧性佳，且具有优异的粘结强度。具有优异的粘结强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高弹聚氨酯热熔胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及黏合剂
，尤其涉及一种高弹聚氨酯热熔胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯是一种具有广泛用途的合成材料，可以应用于泡沫塑料、纤维、弹性体、合成革、涂料、胶黏剂、铺装材料和医用材料等各个领域。传统的聚氨酯是由聚醚多元醇或聚酯多元醇与多异氰酸酯和小分子扩链剂反应制备的，聚醚型聚氨酯耐的热氧性能和力学性能较差，聚酯型聚氨酯耐水解性能不足。而以聚碳酸酯多元醇为原料制备的聚氨酯具有优良的力学性能、耐水解性能和化学稳定性甚至生物降解性等，因此备受关注。目前，聚碳酸酯多元醇的生产方法有光气法、环状碳酸酯开环聚合法、酯交换法以及CO2与环氧化物调节共聚法。前两种方法生产过程污染较重，酯交换法能耗较高且制备过程需脱除副产物，而CO2与环氧化物共聚制备CO2基聚碳酸酯多元醇或聚碳酸酯
‑
聚醚多元醇不仅可充分利用温室气体CO2，而且能耗低，应用前景广，工业价值高。
[0003]由于交替结构的聚碳酸酯型多元醇的结构比较规整，分子内聚力较大，因此其聚氨酯制品Tg较高、硬度高、拉伸强度大，但断裂伸长率低。即使在较高温度下，交替结构的聚碳酸酯多元醇的黏度仍然较大，和其余组分互溶性差，且价格较高，通常用以制备特种PU材料。二氧化碳多元醇可由CO2和环氧化物在双金属催化剂(DMC)作用下共聚制备，其分子链结构是碳酸酯和醚键重复结构单元的组合，是一种聚碳酸酯
‑
聚醚多元醇，通常醚结构单元的含量大于碳酸酯结构单元含量。因此聚碳酸酯
>‑
聚醚多元醇可以看作引入碳酸酯结构改性的聚醚多元醇，兼备了聚醚多元醇和聚碳酸酯多元醇的优点。由于碳酸酯结构单元的内聚能较大，分子链刚性较强，因此聚碳酸酯
‑
聚醚多元醇型聚氨酯的性能要优于聚醚多元醇，同时具有较低的黏度，与其它组分良好的互溶性等有利于生产和使用等优点。
[0004]中国专利201610093245.2提供了一种水性聚氨酯、制备方法及水性聚氨酯胶粘剂，属于聚氨酯胶粘剂及其制备领域。解决现有的合成聚氨酯的方法使用大量二异氰酸酯导致硬段含量过高，得到的聚氨酯非常脆的问题。该专利技术首先提供一种水性聚氨酯具有式(I)所示的结构，该专利技术还提供一种水性聚氨酯的制备方法。该专利技术还提供以上述水性聚氨酯为基体树脂为原料制备得到的水性聚氨酯胶粘剂，该水性聚氨酯胶粘剂的胶膜的剥离力为255N/cm～310N/cm，经过4个循环的高低温冲击、湿热测试后，胶膜没有任何翘边和开胶，剥离力为190N/cm～260N/cm。
[0005]中国专利201811516532.5公开了一种单组份反应型聚氨酯热熔胶，其原料组成包括聚氨酯预聚体、扩链剂、增粘树脂、潜固化剂、填料，所述聚氨酯预聚体由分子量为500～3000的聚多元醇、多异氰酸酯和催化剂聚合而成；原料组成还包括增塑剂，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和/或二苯甲酸二乙二醇酯。该专利技术单组份反应型聚氨酯热熔胶的组分中通过加入增塑剂，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯和/或二苯甲酸二乙二醇酯，上述两种物质对于聚氨酯的增塑效率高、挥发性低，并且具有良好的低温柔软性，增塑剂的加入使聚合物高分子链间的相互作用减弱，提高聚氨酯热熔胶的提高聚合物材料的弹性和柔顺性，改善热
熔胶的耐高低温性能。
[0006]为了提升聚氨酯的弹性可以在其分子结构中加入弹性链段或者在制备时加入弹性体、增塑剂、韧性剂等提高热熔胶的弹性。然而，弹性链段作为软段当含量过大时势必也会影响热熔胶的粘结性能，并且增塑剂等的加入也会提升污染环境的风险。因此，开发出一种绿色环保、高弹的聚氨酯热熔胶及其制备方法十分重要。

技术实现思路

[0007]有鉴于现有技术中的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种种绿色环保、高弹的聚氨酯热熔胶及其制备方法。
[0008]在本专利技术中，专利技术人制备了一种新型有机金属催化剂，用于生产高弹的聚氨酯热熔胶，以聚环己烯碳酸盐为硬段，内酯聚合物为软段，聚环己烯碳酸盐的刚性结构加上其高玻璃化温度，使所得聚氨酯具有高拉伸模量。而内酯聚合物由于其无定形结构、低玻璃化温度和相对较低的摩尔质量作为软段能够很好地增强聚氨酯的韧性。本专利技术所制备的有机金属配体催化剂，其能够与醇原位反应形成金属
‑
醇氧化物引发剂，由于芳基上的活性位点更多，因此只需要更少量醇即可发生有效的催化，在新型有机金属催化剂的催化作用下，一步即可制备得到二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇。内酯开环聚合为聚氨酯提供了处于中心的软段，加入二氧化碳后聚环己烯碳酸盐作为硬段与软段连接起来，这种新的催化剂提高了反应速度，最大限度地提高了聚合物的摩尔质量，并能够有效控制其结构，从而得到了高弹的聚氨酯的关键原料。二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇的制备可以充分利用温室气体CO2，减少不可再生资源的使用，降低污染，减少能耗。自制的有机金属催化剂成功地降低了金属化合物的使用，绿色环保。本专利技术所制备的聚氨酯热熔胶弹性好、韧性佳，且具有优异的粘结强度。
[0009]本专利技术的技术方案：
[0010]一种高弹聚氨酯热熔胶的制备方法，包括如下步骤：
[0011]S1将5
‑
甲基异苯二醛、5
‑
溴
‑2‑
羟基
‑
1,3
‑
苯二羧醛加入到甲醇中，在氩气氛围下加入催化剂、1,3
‑
丙二胺，加热至60～90℃下搅拌20～40h，降至室温后将混合液过滤，滤液再加入二氯甲烷萃取，分液，有机相干燥减压浓缩得到苯酚胺配合物；
[0012]S2将步骤S1中的苯酚胺配合物加入到四氢呋喃中，再向其中加入二(五氟苯基)锌的四氢呋喃溶液，在室温下搅拌12～24h后减压浓缩至干，残余物经正戊烷洗涤后离心，下层沉淀干燥后得到新型有机金属催化剂；
[0013]S3将步骤S2中的新型有机金属催化剂、1,2
‑
环氧环己烷、环己烷
‑
1,1
‑
二醇、7
‑
甲基
‑2‑
氧杂环庚烷酮加入到甲苯中，氮气氛围下加热至60～90℃，持续10～30min后向其中通入二氧化碳加压至10～20bar，继续在60～90℃下反应12～34h，反应结束后降温至30～40℃，再将二氧化碳排出释放，反应液过滤后滤液经浓缩得到二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇；
[0014]S4将二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇加热到40～60℃后加热二异氰酸酯和有机金属催化剂，加热至80～100℃反应4～6h，得到预聚体，将扩链剂加入到预聚体中反应30～60min后高速混合、挤出造粒得到高弹聚氨酯热熔胶。
[0015]进一步的，所述步骤S1中5
‑
甲基异苯二醛、5
‑
溴
‑2‑
羟基
‑
1,3
‑
苯二羧醛的质量比
为1:1.0～1.3。
[0016]进一步的，所述催化剂包括硝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高弹聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1将5
‑
甲基异苯二醛、5
‑
溴
‑2‑
羟基
‑
1,3
‑
苯二羧醛加入到甲醇中，在氩气氛围下加入催化剂、1,3
‑
丙二胺，加热至60～90℃下搅拌20～40h，降至室温后将混合液过滤，滤液再加入二氯甲烷萃取，分液，有机相干燥减压浓缩得到苯酚胺配合物；S2将步骤S1中的苯酚胺配合物加入到四氢呋喃中，再向其中加入二(五氟苯基)锌的四氢呋喃溶液，在室温下搅拌12～24h后减压浓缩至干，残余物经正戊烷洗涤后离心，下层沉淀干燥后得到新型有机金属催化剂；S3将步骤S2中的新型有机金属催化剂、1,2
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环氧环己烷、环己烷
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1,1
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二醇、7
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甲基
‑2‑
氧杂环庚烷酮加入到甲苯中，氮气氛围下加热至60～90℃，持续10～30min后向其中通入二氧化碳加压至10～20bar，继续在60～90℃下反应12～34h，反应结束后降温至30～40℃，再将二氧化碳排出释放，反应液过滤后滤液经浓缩得到二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇；S4将二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇加热到40～60℃后加入二异氰酸酯和有机金属催化剂，加热至80～100℃反应4～6h，得到预聚体，将扩链剂加入到预聚体中反应30～60min后高速混合、挤出造粒得到高弹聚氨酯热熔胶。2.如权利要求1所述的热熔胶的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中5
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甲基异苯二醛、5
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溴...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，兰先良，温蕾，周剑，
申请(专利权)人：浙江澳宇新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：