一种耐油酸反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐油酸反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，其配方包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、自制聚氟硅氧烷多元醇、多异氰酸酯、催化剂及助剂。本发明专利技术通过在胶体中添加自制的聚氟硅氧烷多元醇，联合聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇，与多异氰酸酯反应制备聚氨酯预聚体。在保留了聚氨酯胶粘剂高粘接强度的基础上，由于引入了具有极大吸电子效应的含氟基团，大幅提高了聚氨酯热熔胶的耐油酸性能。本发明专利技术通过引入聚氟硅氧烷链段，而非通过片面地提升交联密度来实现耐油酸性能，使热熔胶在固化后具有良好的低温柔韧性，抗冲击性能稳定。可广泛应用于包括智能手表在内的可穿戴设备的结构粘接和保护，应用前景广阔。景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种耐油酸反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于胶粘剂
，具体涉及一种耐油酸湿气固化反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]胶粘剂被广泛应用于消费电子产业，如可穿戴设备、智能手机、平板电脑以及其他数码类产品等。
[0003]以可穿戴设备为例，随着科技进步及人民生活品质的提高，越来越多的人依赖智能手表来监测健康指标和进行信息处理。智能手表零件精密、结构复杂，要求在暴露于冲击、压力、振动、极端温度和水或湿气时保持可靠性。在这种追求体积小巧而功能强大的需求下，胶粘剂的优势显而易见。
[0004]目前的结构粘接方案中，智能手表的屏幕与边框粘接、传感器密封粘接等，大都通过聚氨酯热熔胶配合相应的各类自动点胶设备来加以完成。聚氨酯胶粘剂粘合力好、固化速度快、耐低温、耐水气、耐老化、低VOC、易施胶，因此在结构粘接领域发展迅速。
[0005]但作为长期使用并持续跟人体接触的可穿戴设备，智能手表在使用时会与人体皮肤分泌的汗液、皮脂、油酸等接触。随着接触时间的不断增长，上述汗液、皮脂、油酸等逐渐渗入智能手表内部造成腐蚀，导致胶粘剂的粘接强度下降，直至粘接失效出现内聚破坏或粘附破坏，宏观上表现为开胶现象。研究表明，油酸的存在是导致聚氨酯胶粘剂出现开胶现象的主要原因，因此，开发一款能够有效抵抗油酸腐蚀的聚氨酯胶粘剂产品成为当务之急。
[0006]而到目前为止，市面上尚无能够有效应对油酸腐蚀的聚氨酯胶粘剂产品。聚氨酯胶粘剂的开发仍更多的局限于通过对软硬段的调控来满足市场的常规需求。
[0007]专利CN112795350B公开了一种耐油酸反应型聚氨酯热熔胶，其多元醇采用了特殊短链结构的聚碳酸酯二元醇、聚酯二元醇、聚醚二元醇，通过提高体系的极性和交联密度来抵抗油酸的侵蚀。但过度的提高交联密度，在实现较高粘接强度和耐油酸性能的同时，会对固化产物的韧性造成不利影响，使得胶粘剂的抗机械振动、抗跌落性能出现明显下降。该聚氨酯热熔胶并不能满足包括智能手表在内的可穿戴设备的结构粘接需要。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术旨在提供一种反应型聚氨酯热熔胶，其能够满足可穿戴设备胶粘剂需要的高粘接强度外，还需要具备良好的耐油酸老化性能，同时具有良好的韧性和抗冲击强度。
[0009]具体技术方案如下：一种耐油酸反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述聚氨酯热熔胶为100%固含量的单组分无溶剂湿气固化反应型聚氨酯热熔胶，以重量份数计，其配方包括以下组分：30~60份聚酯多元醇，10~30份聚醚多元醇，1~10份聚碳酸酯多元醇，0.1~5份自制聚氟硅氧烷多元醇，10~30份多异氰酸酯，0.1~0.5份催化剂。
[0010]所述自制聚氟硅氧烷多元醇为聚氟硅氧烷二元醇，具有如下式I的结构：（式I）其中，m=5~50，n=5~50。
[0011]进一步地，所述的自制聚氟硅氧烷多元醇按照以下述步骤制备：（1）1,3,5
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
氟丙基环三硅氧烷的合成将等摩尔比的3
‑
氟丙烯与甲基二氯硅烷通入超低温高压反应釜中，以铂黑为催化剂，在1.2Mpa、0℃条件下搅拌2~5小时至反应结束。卸压并恢复至室温，得到透明无色液体。将该液体在搅拌下逐滴加入到1 mol
·
L
‑1氢氧化钾溶液中，得到白色固体，常温真空干燥24小时，最终得到1,3,5
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
氟丙基环三硅氧烷（简称为A）。反应式如下：（2）羟基封端的聚氟硅氧烷多元醇的合成将上步反应制备的干燥的1,3,5
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
氟丙基环三硅氧烷（简称为A）与市售的八甲基环四硅氧烷（简称为B）以摩尔比1：10~10：1的比例投入到三口烧瓶中，加入相对于A与B总量的（100~300）ppm的四甲基氢氧化铵为催化剂，缓慢升温至70~80℃，转速为300～500r/min条件下搅拌0.5～1小时，得到无色透明液体。之后加入（10,000~100,000）ppm水为封端剂，升温至100~110℃，反应0.5~1小时。继续升温至120~130℃，真空脱除低沸物至挥发份含量小于0.5%，得到最终产物羟基封端的聚氟硅氧烷多元醇。反应式如下：针对本专利技术所述的自制聚氟硅氧烷多元醇（式I）的进一步地限定，所述自制聚氟硅氧烷多元醇是羟基封端的聚氟硅氧烷多元醇。
[0012]进一步地，所述自制聚氟硅氧烷多元醇是聚合度为10~100（其中m=5~50，n=5~50）的聚氟硅氧烷多元醇。
[0013]进一步地，所述自制聚氟硅氧烷多元醇的分子量为1,000~10,000。
[0014]进一步地，所述自制聚氟硅氧烷多元醇的粘度为50~800cps（25℃）。
[0015]进一步地，作为原料的优选，其中：
所述聚酯多元醇选自聚己二酸己二醇酯、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚己二酸
‑
对苯二甲酸
‑
丁二醇酯、聚己内酯二元醇、聚己二酸
‑
己二醇
‑
新戊二醇酯二醇或聚对苯二甲酸
‑2‑
甲基
‑
1 ,3
‑
丙二醇酯二醇的一种或多种。
[0016]所述聚醚多元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇或聚四氢呋喃二醇的一种或多种。
[0017]所述聚碳酸酯多元醇选自聚碳酸1,6
‑
己二醇酯二醇、聚碳酸
‑
1,4
‑
丁二醇
‑
1,6己二醇酯二醇、聚碳酸己内酯亚已酯二醇或聚碳酸亚已酯二醇的一种或多种。
[0018]所述多异氰酸酯选自4,4'
‑
二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、4,4'
‑
二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、苯二甲基二异氰酸酯（XDI）、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯（TMXDI）、1,6
‑
己二异氰酸（HDI）或异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）的一种或多种。
[0019]所述催化剂选自2,2
‑
二吗啉二乙基醚、N
‑
甲基吗啉、N
‑
乙基吗啉、N,N
‑
二甲基苄胺、三亚乙基二胺、二月桂酸二丁基锡或二新癸酸二甲基锡的一种或多种。
[0020]进一步地，在所述耐油酸反应型聚氨酯热熔胶中还包括0~1份助剂，可用于本专利技术所述助剂的物质和添加剂包括，任选地，例如，增塑剂、稳定剂、抗氧剂、硅烷偶联剂、树脂、聚合物、染料或填料的一种或多种。
[0021]本专利技术还公开了一种耐油酸湿气固化反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，包括如下步骤：（1）将30~60份聚酯多元醇、10~30份聚醚多元醇、1~10份聚碳酸酯多元醇、0.1~5份自制聚氟硅氧烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐油酸反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，以重量份数计，其配方包括以下组分：聚酯多元醇30~60份，聚醚多元醇10~30份，聚碳酸酯多元醇1~10份，自制聚氟硅氧烷多元醇0.1~5份，多异氰酸酯10~30份，催化剂0.1~0.5份；所述自制聚氟硅氧烷多元醇通过3
‑
氟丙烯与甲基二氯硅烷的亲电加成与碱性水解、1,3,5
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
氟丙基环三硅氧烷与八甲基环四硅氧烷的阴离子开环聚合与羟基封端制得；所述自制聚氟硅氧烷多元醇为聚氟硅氧烷二元醇，具有如下式I的结构；（式I）其中，m=5~50，n=5~50。2.根据权利要求1所述的一种耐油酸反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述自制聚氟硅氧烷多元醇按照以下述步骤制备：（1）1,3,5
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
氟丙基环三硅氧烷的合成将等摩尔比的3
‑
氟丙烯与甲基二氯硅烷，以铂黑为催化剂，在1.2Mpa、0℃条件下搅拌2~5小时至反应结束；卸压并恢复至室温，得到透明无色液体；将上述透明无色液体逐滴加入到1 mol
·
L
‑1氢氧化钾溶液中，得到白色固体，干燥后得到1,3,5
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
氟丙基环三硅氧烷；（2）羟基封端的聚氟硅氧烷多元醇的合成将上步反应制备的1,3,5
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
氟丙基环三硅氧烷与八甲基环四硅氧烷以摩尔比1：10~10：1的比例投入到三口烧瓶中，加入相对于1,3,5
‑
三甲基
‑
1,3,5
‑
氟丙基环三硅氧烷与八甲基环四硅氧烷总量的100~300ppm的四甲基氢氧化铵为催化剂，缓慢升温至70~80℃，转速为300～500r/min条件下搅拌0.5～1小时，得到无色透明液体；之后加入10,000~100,000ppm水为封端剂，升温至100~110℃，反应0.5~1小时；继续升温至120~130℃，真空脱除低沸物至挥发份含量小于0.5%，得到最终产物羟基封端的聚氟硅氧烷多元醇。3.根据权利要求1所述的一种耐油酸反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述自制聚氟硅氧烷多元醇是聚合度为10~100的聚氟硅氧烷多元醇；所述自制聚氟硅氧烷多元醇的分子量为1,000~10,000，25℃条件下的粘度为50~800cps。4.根据权利要求1所述的一种耐油酸反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，孙少芳，李峰，贺国新，
申请(专利权)人：信泰永合烟台新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：