【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物基聚氨酯胶粘剂领域，具体涉及一种生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶及其制备方法。
技术介绍
1、由于聚氨酯热熔胶完全固化后具有良好的柔韧性和粘接性能，在汽车、消费电子、纺织、木工等多个领域中得到广泛应用。然而，制备反应型聚氨酯热熔胶的原材料多数来源于石油，石油基原料为不可再生原材料，过量消耗石油基资源不利于实现可持续发展。随着人们环保意识的增强，生物基可再生原材料逐渐受到人们的关注，逐渐成为材料领域新兴的发展方向。近年来，生物基反应型聚氨酯热熔胶逐渐在部分市场中得到推广应用。但是由于生物基来源的原料种类有限，目前开发的生物基聚氨酯热熔胶产品在固化速度、粘接强度、耐化学腐蚀性能、抗冲击性能等方面仍然存在不足之处，有待进一步提升。此外，现有技术中常用丙烯酸酯对聚氨酯热熔胶进行改性，固然可以提高固化速度，但其主要应用于至少一面透光的基材粘接，不能应用于大部分不透光基材的应用场景，并且丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶大多存在柔韧性差、跌落容易开胶的问题。
2、因此，急需开发一种固化速度快、粘接强度高、耐化学腐蚀性能和抗冲击性能好且具有合适的开放时间、适用性广的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，以满足汽车、新能源、消费电子、木工、纺织等领域对于生物基聚氨酯热熔胶的应用需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于针对现有技术中的生物基聚氨酯热熔胶在固化速度、粘接强度、耐化学腐蚀性能、抗冲击性能等方面存在的不足之处，而提出一种固化速度快、粘接强度高、抗冲击性能好、耐化学腐蚀
2、具体地，所述生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶含有生物基多元醇低聚物、多异氰酸酯化合物、生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体、生物基丙烯酸酯单体、光引发剂、流变改性剂、硅烷偶联剂、吸水剂以及催化剂；以生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶的总质量为基准，所述生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体的含量为15～25wt％，所述生物基丙烯酸酯单体的含量为5～15wt％；所述生物基丙烯酸酯单体的玻璃化转变温度为45～110℃。
3、在一种优选的实施方式中，所述生物基多元醇低聚物的含量为40～60重量份，所述多异氰酸酯化合物的含量为5～15重量份，所述生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体的含量为15～25重量份，所述生物基丙烯酸酯单体的含量为5～15重量份，所述光引发剂的含量为1～5重量份，所述流变改性剂的含量为1～5重量份，所述硅烷偶联剂的含量为0.1～3重量份，所述吸水剂的含量为0.1～1重量份，所述催化剂的含量为0.1～1重量份。
4、在一种优选的实施方式中，所述生物基多元醇低聚物的数均分子量为1000～5000g/mol。
5、在一种优选的实施方式中，所述生物基多元醇低聚物为完全或部分由生物基单体原料反应制备得到的多元醇低聚物。
6、在一种优选的实施方式中，所述生物基单体原料选自丁二酸、己二酸、癸二酸、二聚脂肪酸、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、乙二醇、c8～c16二羧酸、c6～c12丙交酯、蓖麻油和蓖麻油衍生多元醇中的至少一种。
7、在一种优选的实施方式中，所述生物基单体原料的来源为小麦、秸秆、玉米、大豆、蓖麻油等可再生原材料中的至少一种。
8、在一种优选的实施方式中，所述生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体采用以下步骤制备得到：
9、(1)将生物基聚碳酸酯多元醇与生物基多异氰酸酯化合物进行加成反应，得到异氰酸酯双封端的生物基聚氨酯预聚物；
10、(2)将羟基丙烯酸酯与步骤(1)所得的异氰酸酯双封端的生物基聚氨酯预聚物进行封端反应，得到生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体。
11、在一种优选的实施方式中，所述生物基聚碳酸酯多元醇的羟基、生物基多异氰酸酯化合物的异氰酸根和羟基丙烯酸酯的羟基的摩尔比为1:(1.8～2.2):(0.8～1.2)。
12、在一种优选的实施方式中，所述生物基聚碳酸酯多元醇的数均分子量为1000～3000g/mol。
13、在一种优选的实施方式中，所述生物基聚碳酸酯多元醇为完全或部分由生物基单体原料反应制备得到的聚碳酸酯多元醇。
14、在一种优选的实施方式中，所述生物基多异氰酸酯化合物为采用生物发酵所得原料制备的生物基多异氰酸酯化合物。
15、在一种优选的实施方式中，所述羟基丙烯酸酯选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和己内酯改性(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。
16、在一种优选的实施方式中，所述多异氰酸酯化合物为采用石油基原料和/或生物发酵所得原料制备的得到的多异氰酸酯化合物。
17、在一种优选的实施方式中，所述生物基丙烯酸酯单体为完全或部分由生物基单体原料反应制备得到的生物基丙烯酸酯单体。
18、本专利技术的目的之二在于提供上述生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
19、s1、将生物基多元醇低聚物、生物基丙烯酸酯单体、流变改性剂和吸水剂搅拌均匀后得到预处理产物；
20、s2、将步骤s1所得的预处理产物与多异氰酸酯化合物、催化剂混合搅拌反应后得到反应中间产物；
21、s3、将步骤s2所得的反应中间产物与生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体、光引发剂、硅烷偶联剂混合均匀后避光出料，即得生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶。
22、在一种优选的实施方式中，所述搅拌的温度为100～120℃，时间为1～5h。
23、在一种优选的实施方式中，所述反应的温度为70～90℃，时间为1～5h。
24、在一种优选的实施方式中，所述混合的温度为70～90℃，时间为0.5～2h。
25、本专利技术的目的之三在于还提供了上述生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶在汽车、新能源、消费电子、木工和纺织行业中的应用。
26、本专利技术的关键在于将生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体和具有特定玻璃化转变温度的生物基丙烯酸酯单体引入到生物基聚氨酯热熔胶中，并通过调控生物基丙烯酸酯单体与生物基聚碳酸酯型丙烯酸酯预聚体的用量在特定范围内，同时与光引发剂、生物基多元醇低聚物、多异氰酸酯化合物、流变改性剂、硅烷偶联剂、吸水剂以及催化剂按照一定的比例协同配合得到的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，不仅固化速度快、粘接强度高，且在uv固化后显著增强了生物基聚氨酯热熔胶在油酸、汗液等化学介质中的粘接稳定性以及抗冲击性能，同时还具有合适的开放时间，能够满足生物基聚氨酯热熔胶在汽车、新能源、消费电子、木工、纺织等领域的应用需求。推测其原因可能是由于：一方面，引入生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体和生物基丙烯酸酯单体组分可以提高生物基聚氨酯热熔胶的固化速度，增强生物基聚氨酯热熔胶的抗冲击性能以及耐油酸、汗液等化学介质腐蚀性能；另一方面通过调控生物基聚碳酸酯型本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶含有生物基多元醇低聚物、多异氰酸酯化合物、生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体、生物基丙烯酸酯单体、光引发剂、流变改性剂、硅烷偶联剂、吸水剂以及催化剂；以生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶的总质量为基准，所述生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体的含量为15～25wt％，所述生物基丙烯酸酯单体的含量为5～15wt％；所述生物基丙烯酸酯单体的玻璃化转变温度为45～110℃。
2.根据权利要求1所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述生物基多元醇低聚物的含量为40～60重量份，所述多异氰酸酯化合物的含量为5～15重量份，所述生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体的含量为15～25重量份，所述生物基丙烯酸酯单体的含量为5～15重量份，所述光引发剂的含量为1～5重量份，所述流变改性剂的含量为1～5重量份，所述硅烷偶联剂的含量为0.1～3重量份，所述吸水剂的含量为0.1～1重量份，所述催化剂的含量为0.1～1重量份。
3.根据权利要求1所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，其
4.根据权利要求1所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体采用以下步骤制备得到：
5.根据权利要求4所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体中生物基聚碳酸酯多元醇的羟基、生物基多异氰酸酯化合物的异氰酸根和羟基丙烯酸酯的羟基的摩尔比为1:(1.8～2.2):(0.8～1.2)。
6.根据权利要求4所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述生物基聚碳酸酯多元醇的数均分子量为1000～3000g/mol；
7.根据权利要求1所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述多异氰酸酯化合物为采用石油基原料和/或生物发酵所得原料制备的得到的多异氰酸酯化合物；
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述搅拌的温度为100～120℃，时间为1～5h；
10.权利要求1～7中任意一项所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶在汽车、新能源、消费电子、木工和纺织行业中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶含有生物基多元醇低聚物、多异氰酸酯化合物、生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体、生物基丙烯酸酯单体、光引发剂、流变改性剂、硅烷偶联剂、吸水剂以及催化剂；以生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶的总质量为基准，所述生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体的含量为15～25wt％，所述生物基丙烯酸酯单体的含量为5～15wt％；所述生物基丙烯酸酯单体的玻璃化转变温度为45～110℃。
2.根据权利要求1所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述生物基多元醇低聚物的含量为40～60重量份，所述多异氰酸酯化合物的含量为5～15重量份，所述生物基聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯预聚体的含量为15～25重量份，所述生物基丙烯酸酯单体的含量为5～15重量份，所述光引发剂的含量为1～5重量份，所述流变改性剂的含量为1～5重量份，所述硅烷偶联剂的含量为0.1～3重量份，所述吸水剂的含量为0.1～1重量份，所述催化剂的含量为0.1～1重量份。
3.根据权利要求1所述的生物基丙烯酸酯改性聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述生物基多元醇低聚物的数均分子量为1000～5000g/mol；
4.根据权利要求1所...
【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：
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