一种用于复合板制造的湿固化聚氨酯热熔胶粘剂制造技术

本发明专利技术公开了一种用于复合板制造的湿固化聚氨酯热熔胶粘剂，属胶粘剂领域。该胶粘剂由以下原料制备而成：（a）由异氰酸酯和多元醇聚合得到的聚氨酯预聚体和（b）特性粘度低于0.1的丙烯酸酯聚合物。该胶粘剂具有优异的粘接性能，适用于对金属和非金属材料的粘接，可用于制备性能优良的金属-非金属复合板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热熔胶粘剂组合物，尤其涉及湿固化聚氨酯热熔胶粘剂，属胶粘剂领域。
技术介绍
复合板通常由金属板或非金属板压制而成，金属板通常为表层材料，非金属板例如胶合板、纸板、塑料板等通常为内层或里层材料，有时也将蜂窝铝用于里层材料。复合板被广泛用于建筑、隔墙、家具、交通运输等领域。复合板不同材料之间是通过胶粘剂粘接而成的，然而由于周围环境温度和湿度的不断变化，以及胶粘剂本身与金属表面粘附性差等原因，大多数胶粘剂都不适用于表层为金属材料的复合板。提高胶粘剂与金属表面粘附性的一个有效的方法是在金属板材表面涂上一层环氧树脂，但此举使制作工艺繁琐且提高了制作成本。因此，需要研制一种能够促进胶粘剂与低渗透金属材料之间粘附能力的新型胶粘剂。湿固化聚氨酯热熔胶粘剂(PURHM)可用于粘接金属或非金属板材形成复合板。PURHM胶粘剂主要组分为异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体和能够加速胶粘剂固化的催化剂。PURHM胶粘剂室温下为固态，加热熔融为流体后涂布到一种板材上，再与第二种板材粘合到一起，然后使I3URHM胶粘剂冷却为固态，虽然此时PURHM胶粘剂还未发生化学交联，但由于物理硬化得到的初始强度可将两种板材粘接在一起，然后再经过进一步的化学交联固化最终形成性能优良的复合板。与普通热熔胶不同的是，PURHM胶粘剂是热固性的，其固化过程是不可逆的。PURHM胶粘剂组分中的异氰酸酯基团可与周围环境及被粘接板材内部的湿气反应，形成交联热固性聚合物，从而赋予其优异的粘接强度和硬度。
技术实现思路
针对现有复合板使用的胶粘剂粘接性差，尤其是金属板和非金属板之间的粘接性能差的问题，本专利技术提供一种能提高和改善金属板与非金属板之间的粘接强度的湿固化聚氨酯热熔胶粘剂。为实现本专利技术目的，本专利技术所述的PURHM胶粘剂由以下原料制备而成:各组分以重量百分比计， Ca)由多异氰酸酯和多元 醇聚合而成的聚氨酯预聚体，5(Γ90% ;所述的聚氨酯预聚体121 °C时粘度为2，OOOcps 100，OOOcps，含有质量百分比0.5 5%的NCO基团； (b)特性粘度0.09至0.07的丙烯酸酯聚合物，10% 50% ;优选特性粘度为0.095 0.06的丙烯酸酯聚合物，最好为0.09、.07的丙烯酸酯聚合物，通常是C1-C8的丙烯酸酯、C1-C8甲基丙烯酸酯或其混合物，比如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丙基酯、丙烯酸正丙基酯或甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸异丙基酯、甲基丙烯酸正丙基酯等，优选甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物或罗姆哈斯公司生产的商标为Acryloicf B-99N、特性粘度约为0.078的丙烯酸树脂。优选如下组分: (a)由多异氰酸酯和多元醇聚合而成的聚氨酯预聚体，7(Γ85%;所述的聚氨酯预聚体121 °C时粘度为2，000cps-100，000cps，含有质量百分比f 2%的NCO基团； (b)特性粘度0.09至0.07的丙烯酸酯聚合物，15% 30% ； NCO含量由ASTM D-2572的滴定法测定；丙烯酸酯聚合物特性粘度可由乌氏粘度计测量，并通过方程:特性粘度=(3/C) [(tu/tv)1/3 -1]计算得到，其中C为聚合物溶液的浓度，g/100mL, tu为聚合物溶液的流动时间，tv为溶剂(四氢呋喃:乙醇=9:1的混合液)的流动时间。所述的“多聚异氰酸酯”是指含有2至3个异氰酸酯基团的低分子化合物，选用脂肪族、脂环族聚异氰酸酯或芳香族聚异氰酸，优选二异氰酸酯，比如甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯及其混合物。二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)可以是4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯或其混合物。所述的“多聚异氰酸酯” 一般情况下，可以使用多种类型的多异氰酸酯，包括1，4_ 二异氰酸酯基苯(Proi)，聚亚甲基聚苯基异氰酸酯(PMDI)，1，5 -萘二异氰酸酯(NDI)，1，3-二甲苯二异氰酸酯(XDI)，P-1, 1,4, 4-四甲基二甲苯二异氰酸酯(P-TMXI)，M-1, I, 3，3-四甲基二甲苯二异氰酸酯(M-TMXDI)，2，4，4三甲基己基1，6-二异氰酸酯，I, 4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)，I, 4-环己烷甲基二异氰酸酯(BDI)，I, 3- 二(异氰酸酯)环己烷(H6XDI)，3-异氰 酸酯甲基-3，5，5-三甲基环己基异氰酸酯(IPDI)，二环己基甲基二异氰酸酯(!1121 1)，三苯甲烷-4，4’，4-三异氰酸酯等。所述的“多元醇”为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇、二聚酸多元醇或其混合物。优选聚醚多元醇，例如含有2个OH基团的线性聚醚多元醇，其通式为H0(--R--0)mH，其中R是含有2 4个碳原子的烃，m是2 10之间的整数。具体的聚醚多元醇包括:聚乙二醇、聚丁二醇、聚丙二醇，最好是同一类型、但平均分子量不同的2 3种聚醚多元醇的混合物。可以从拜尔公司购买，其商标分别为ARCOL PPG-1025、2025、3025和4025 ;也可使用商标为DYNAC0LL 7250的聚酯多元醇产品，其80°C时粘度为6，OOOmPa.S。 优选聚丙二醇其平均分子量应为250 12000，尤其为500 3，500，最好为1000 3000。优选分子量为50(Γ30，000的聚酯二元醇，包括聚己二酸己二醇、聚己二酸丁二醇、聚ε-己内酯多元醇、聚十二烷酸己二醇等。可以从赢创-德固赛公司购买，商标为DYNAC0LL 7300 系列或 DYNAC0LL 7100 系列，如 DYNAC0LL 7130。 可以添加添加剂，通常为催化剂、染料、颜料、增粘剂、增塑剂、抗氧剂、表面活性剂、流平剂、阻燃剂、紫外线指示剂、附着力促进剂(硅烷化合物)、脱水剂、填料等，还可含有其他热塑性树脂。本专利技术TORHM胶粘剂的合成方法为:将多元醇与丙烯酸酯聚合物在反应釜中混合搅拌，然后将该混合物在真空下加热至110°C 140°c以除去其中含有的水分，加入过量的多异氰酸酯，直到体系中异氰酸酯含量(NC0%)达到预定要求后终止反应，其中NCO含量通过ASTM D2572方法测试。由多异氰酸酯与多元醇反应得到的聚氨酯预聚体产物121°C时粘度约为 2，OOOcps 100，000 cps。PURHM胶粘剂最好在干燥的氮气保护下从反应釜中取出，这是因为聚氨酯预聚体中仍含有可反应NCO基团，对空气中的湿气较敏感，因此应将I3URHM胶粘剂存放在密封干燥的铝或镀锌铁皮容器中。其合成方法也可以为:将多元醇混合物在真空下加热至110°C 140°C以除去其中含有的水分，然后与过量的多异氰酸酯在反应釜中混合搅拌，直到体系中异氰酸酯含量(NC0%)达到预定要求后终止反应，然后加入丙烯酸聚合物，混合搅拌均匀。其中NC0%通过ASTM D2572方法测试。由多异氰酸酯与多元醇反应得到的聚氨酯预聚体产物121°C时粘度约为 2，OOOcps 100，000 cps。该TORHM胶粘剂的粘度、开放时间、强度及对极性基材的附着力等性能都可通过在一定范围内调整组分用量来控制。该I3URHM胶粘剂在复合板中的固化可以在不同条件下完成，尤其是通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿固化聚氨酯热熔胶粘剂，其特征在于，由以下原料制备而成：各组分以重量百分比计，（a）由多聚异氰酸酯和多元醇聚合而成的聚氨酯预聚体，50~90%；所述的聚氨酯预聚体121℃时粘度为2,000cps~100,000cps，含有质量百分比0.5~5%的NCO基团；（b）特性粘度0.09至0.07的丙烯酸酯聚合物，?10%~50%；所述的“多聚异氰酸酯”选用含有2至3个异氰酸酯基团的脂肪族、脂环族聚异氰酸酯或芳香族聚异氰酸；所述的“多元醇”为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇、二聚酸多元醇或其混合物。

【技术特征摘要】
1.一种湿固化聚氨酯热熔胶粘剂，其特征在于，由以下原料制备而成:各组分以重量百分比计， Ca)由多聚异氰酸酯和多元醇聚合而成的聚氨酯预聚体，5(Γ90% ;所述的聚氨酯预聚体121 °C时粘度为2，OOOcps 100，OOOcps，含有质量百分比0.5 5%的NCO基团； (b)特性粘度0.09至0.07的丙烯酸酯聚合物，10% 50% ； 所述的“多聚异氰酸酯”选用含有2至3个异氰酸酯基团的脂肪族、脂环族聚异氰酸酯或芳香族聚异氰酸； 所述的“多元醇”为聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇、二聚酸多元醇或其混合物。2.按权利要求1所述的湿固化聚氨酯热熔胶粘剂，其特征在于，优选如下组分: Ca)由多聚异氰酸酯和多元醇聚合而成的聚氨酯预聚体，7(Γ85% ;所述的聚氨酯预聚体121 °C时粘度为2，000cps-100，000cps，含有质量百分比f 2%的NCO基团； (b)特性粘度0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金良，周晓楠，王建莉，邢艳君，王金涛，沈政，
申请(专利权)人：河南省科学院化学研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：