热稳定的填充型聚氨酯反应性热熔体制造技术

公开了一种由以下物质制备的湿反应性聚氨酯热熔粘合剂组合物：包含多异氰酸酯、聚酯多元醇、聚醚多元醇的混合物；热塑性聚合物；无机填料；任选存在的MA

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热稳定的填充型聚氨酯反应性热熔体


[0001]本公开总体上涉及反应性热熔粘合剂，更具体地涉及具有长开放时间、高湿强度和改善的热稳定性的聚氨酯热熔粘合剂。

技术介绍

[0002]本节提供背景信息，其不一定是与本公开相关联的专利技术概念的现有技术。
[0003]热熔粘合剂在室温下是固体，但一旦施加热，它们就融化成以那种形式将它们施加到基材上的液体或流体状态。冷却后，粘合剂恢复其固体形式。一类热熔粘合剂是热塑性热熔粘合剂。热塑性热熔粘合剂通常是热塑性的，并且可以反复加热到流体状态并冷却到固体状态。热塑性热熔粘合剂不能交联或固化；在冷却热塑性热熔粘合剂后形成的硬相赋予最终粘合剂所有的内聚强度、韧性、蠕变和耐热性。当然，热塑性性质限制了可以使用这种粘合剂的上限温度。
[0004]另一类热熔粘合剂是可固化或反应性热熔粘合剂。反应性热熔粘合剂最初是热塑性材料，所述热塑性材料可以反复加热到熔融状态，并冷却到固体状态。然而，当暴露于适当的条件(例如湿气)时，反应性热熔粘合剂交联并固化成为不可逆固体形式。反应性热熔粘合剂包括湿反应性聚氨酯粘合剂、湿反应性有机硅烷粘合剂；湿反应性聚硅氧烷粘合剂和湿反应性硅烷聚烯烃粘合剂。聚氨酯热熔粘合剂包含异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物。异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物通常通过使多元醇与摩尔过量的多异氰酸酯反应而获得。异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物通过预聚物中的末端异氰酸酯基团与来自大气的湿气或基材上的湿气反应而固化。该反应导致主要通过脲基和氨基甲酸酯基团聚合的交联材料。
[0005]反应性热熔粘合剂在使用期间必须保持在熔融温度下。然而，即使保持在通常无水的条件下，反应性热熔粘合剂在熔融状态下时粘度也会增加。最终，粘合剂粘度太高而使施加设备不能处理，从而需要关停热熔粘合剂施加设备并清洁以去除高粘度热熔粘合剂。在非常不希望的情况下，熔融的反应性热熔粘合剂在使用时可以在施加设备中胶凝或相分离。这种情况需要计划外的设备停机、拆卸、清洁和对无法清洁掉胶凝的热熔粘合剂的零件的可能更换。当然，反应性热熔粘合剂的过度粘度增加或相分离被认为是不希望的并且在商业上是不可接受的。胶凝甚至不太可接受，因为胶凝材料很难从反应或施加设备中去除。
[0006]已知非填充型聚氨酯反应性热熔粘合剂是热稳定的，并且可以保持在熔融状态下长时间使用。然而，非填充型聚氨酯反应性热熔粘合剂缺乏填充型聚氨酯反应性热熔粘合剂的性能、可持续性和经济性。
[0007]填料改善了聚氨酯反应性热熔粘合剂的一些性能参数、可持续性和经济性，并且通常包含在此类组合物中。然而，向反应性热熔粘合剂中添加大量填料将显著增加该组合物在熔融状态下的粘度增加速率，并显著缩短那些粘合剂的使用寿命。在最坏的情况下，湿反应性粘合剂可在使用期间或甚至在制备期间发生胶凝或相分离。
[0008]反应性聚氨酯热熔粘合剂广泛应用于面板层压程序中。它们提供对各种材料的良好粘附力和良好的固化粘合强度。它们不需要溶剂，湿强度以及对热、冷以及多种化学品的
良好的耐受性使它们成为在建筑工业中使用的理想选择。特别地，它们可用于露营车面板层压和车门、需要长的开放时间和高的湿强度的应用。开放时间是指在施加熔融的热熔粘合剂之后的时间长度，在此期间，零件可以粘合到粘合剂。在这种应用中，长的开放时间是需要的，以便有时间添加或重新定位复杂复合结构中的零件。湿强度是指固化前的粘合强度。在这种应用中，高的湿强度是需要的，因为它允许通过粘合剂将粘合部件保持在一起，而无需进一步的夹具或紧固件。一旦结构已经组装好，就需要高的湿强度以允许粘合结构移动到下一个操作。
[0009]使用针对稳定性优化的聚酯多元醇制备的高度填充型聚氨酯反应性热熔粘合剂不能提供最佳的湿强度或开放时间。使用针对开放时间和湿强度优化的聚酯多元醇制备的高填充型聚氨酯反应性热熔粘合剂不能提供最佳的热稳定性。配制具有所有的热稳定性、长开放时间和高湿(初始)强度的高度填充型聚氨酯反应性热熔体具有挑战性。希望提供一种热稳定、高度填充型聚氨酯反应性热熔粘合剂，其具有长的开放时间和高的湿(初始)强度。这种粘合剂将在性能、可持续性和经济性方面提供理想的改进。传统的聚氨酯热熔粘合剂已经实现了一些但不是所有的这些优点。

技术实现思路

[0010]本节提供本公开的一般概述，而不是其全部范围或所有特征、方面或目的的全面公开。
[0011]在一个实施方案中，本公开提供由包含以下物质的组合制备的湿反应性热熔粘合剂组合物：热塑性聚合物；多异氰酸酯；无机填料；优选的聚酯多元醇；任选存在的聚醚多元醇；任选存在的其他聚酯多元醇；任选地添加的MA
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SCA酸；以及任选存在的一种或多种添加剂。优选地，所述优选的聚酯多元醇由二酸和二醇聚合而成；其中所述二酸的结构为HOOC
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(CH2)
m
–
COOH，并且所述二醇的结构为HO
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(CH2)
n
–
OH；其中(m+n)之和等于或小于8；并且所述聚酯多元醇具有小于0.9的酸值。
[0012]在一个实施方案中，聚酯多元醇具有0.8或更小、或0.7或更小、或者0.6或更小的酸值。
[0013]在一个实施方案中，聚酯多元醇具有约2,000至约11,000的数均分子量，并且基于总粘合剂重量以10至35重量％的量存在。
[0014]在一个实施方案中，聚酯多元醇选自聚己二酸丁二醇酯二醇(polybutylene adipate diol)、聚丁二酸己二醇酯二醇(polyhexamethylene succinate diol)、聚丁二酸丁二醇酯二醇(polybutylene succinate diol)、聚己二酸乙二醇酯二醇(polyethylene adipate diol)和聚丁二酸乙二醇酯二醇(polyethylene succinate diol)。
[0015]在一个实施方案中，所述组合包含数均分子量为1,500至6,000的聚醚多元醇，并且所述聚醚多元醇基于总粘合剂重量以15至40重量％的量存在。
[0016]在一个实施方案中，聚醚多元醇是聚丙二醇。
[0017]在一个实施方案中，所述组合包含热塑性聚合物，所述热塑性聚合物是重均分子量为20,000至250,000的丙烯酸聚合物和/或所述丙烯酸聚合物基于总粘合剂重量以10至40重量％的量存在。
[0018]在一个实施方案中，所述组合包含热塑性聚合物，所述热塑性聚合是玻璃化转变
温度(Tg)为35至85℃且羟基值小于8的丙烯酸聚合物。
[0019]在一个实施方案中，粘合剂包含基于总粘合剂重量的约10重量％至约70重量％，或约10重量％至约50重量％；和/或所述无机填料包含碳酸钙。
[0020]在一个实施方案中，热熔粘合剂组合物进一步包含一种或多种添加剂。
[0021]在一个实施方案中，基于热熔粘合剂组合物的重量，MA
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SCA酸以小于1000ppm、小于7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.湿反应性聚氨酯热熔粘合剂组合物，其是包含以下物质的混合物的产物：包含聚酯多元醇、多异氰酸酯和任选存在的聚醚多元醇的混合物的反应产物，所述聚酯多元醇由二酸和二醇制备；其中所述二酸的结构为HOOC
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(CH2)
m
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COOH；所述二醇的结构为HO
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(CH2)
n
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OH；(m+n)之和等于或小于8；并且所述聚酯多元醇的酸值小于0.9；无机填料；热塑性聚合物；任选存在的MA
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SCA酸；聚醚多元醇、聚酯多元醇和任选存在的一种或多种添加剂。2.根据权利要求1所述的反应性热熔粘合剂组合物，其中所述聚酯多元醇的酸值小于0.8，优选小于0.7，并且更优选小于0.6。3.根据权利要求1或2之一所述的反应性热熔粘合剂组合物，其中所述聚酯多元醇具有约2,000至11,000、优选3,000至9,000、更优选3,500至约5,000的数均分子量，并且基于总粘合剂重量以10至35重量％的量存在。4.根据权利要求1或2之一所述的反应性热熔粘合剂组合物，其中所述聚酯多元醇选自聚己二酸丁二醇酯二醇、聚丁二酸己二醇酯二醇、聚丁二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇和聚丁二酸乙二醇酯二醇。5.根据权利要求1或2之一所述的反应性热熔粘合剂组合物，其中所述聚醚多元醇包含聚醚二醇。6.根据权利要求1或2之一所述的反应性热熔粘合剂组合物，其中所述热塑性聚合物是重均分子量为20,000至250,000的丙烯酸聚合物，并且基于总粘合剂重量以约10至40重量％的量存在。7.根据权利要求1或2之一所述的反应性热熔粘合剂组合物，其中所述热塑性聚合物包含两种或更多种丙烯酸聚合物，每种丙烯酸聚合物具有20,000至250,000的不同重均分子量。8.根据权利要求1或2之一所述的反应性热熔粘合剂组合物，其中所述热塑性聚合物是玻璃化转变温度为35至85℃且羟基值小于8的丙烯酸聚合物。9.根据权利要求1或2之一所述的反应性热熔粘合剂组合物，其中基于总粘合剂重量，所述多异氰酸酯以约5至40重量％的量存在；和/或所述多异氰酸酯包含4,4
′–

【专利技术属性】
技术研发人员：李英杰，钦曙辉，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：