CN115851211A - 一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，由以下重量份的原料制成：10～60重量份聚醚多元醇DL2000、10～60重量份聚酯多元醇、10～60重量份羟基硅油、10～60重量份结晶聚酯多元醇、10～50重量份聚异丁烯、10～120重量份增粘树脂、15～40重量份异氰酸酯、0.1～10重量份抗氧剂、0.01～10重量份催化剂、0.01～10重量份硅烷偶联剂；制备得到的羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶中异氰酸基团(NCO‑)的含量为1.3wt％～3.1wt％。本发明的羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶，解决了普通PUR胶极性高，对低极性PVC材质粘接差，其对对低极性PVC材质粘接好，粘接效果优于普通的PUR，而且具有较高的初始粘力，能快速定位，且具有较好的气候适应能力。

Description

一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法

技术领域

本发明涉及聚氨酯热熔胶领域，尤其涉及一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶及制备方法。

背景技术

反应型聚氨酯热熔胶(PUR)具有柔韧性好，粘接强度高，初粘力好，耐候性佳，效率高，适用材料广，100％固含环保无污染，近些年得到快速发展，特别是用在木工家具方面，具有广泛的市场应用前景。

反应型聚氨酯热熔胶存在的缺点体现在：

(1)反应型聚氨酯热熔胶本身极性较高，对低极性的材料粘接效果不佳；

(2)有的客户为了解决这个问题，要事先涂一层底涂，增加了工序和成本，客户本身并不情愿；

(3)也有在基材跟膜粘接之前经过电晕处理或者等离子处理，但这要增加设别成本，客户同样不情愿；

(4)也有用端羟基聚丁二烯作为多元醇来合成反应型聚氨酯热熔胶，但其价格昂贵，对于木工胶来说成本偏高。

本发明采用羟基硅油和中高分子量的聚异丁烯(PIB)搭配增粘树脂使用，兼顾了成本和性能。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将10～60重量份聚醚多元醇DL2000、10～60重量份聚酯多元醇、10～60重量份羟基硅油、10～60重量份结晶聚酯多元醇、10～50重量份聚异丁烯以及10～120重量份增粘树脂投入反应釜中，将温度升到120～150℃，在搅拌下进行真空溶解脱水处理2.5～3.5h，真空度为-0.09MPa；

步骤2：将温度降温至90～100℃，然后加入15～40重量份异氰酸酯，在氮气的保护下，在85～95℃的条件下搅拌反应1.5～2.5h；依次加入0.1～10重量份抗氧剂、0.01～10重量份催化剂、0.01～10重量份硅烷偶联剂，在氮气的保护下，在85～95℃的条件下搅拌反应0.5～1h；

步骤3：升温到110～140℃，关闭搅拌，真空脱泡至无气泡冒出，出料，获得羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶。

进一步地，所述异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种按任意配比混合组成。

进一步地，所述二苯基甲烷二异氰酸酯由50～100wt％的4,4’-MDI、0～50wt％的2,4’-MDI、0～50wt％的2,2’-MDI组成。

进一步地，所述聚酯多元醇由聚己二酸-新戊二醇-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-乙二醇-新戊二醇-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-3-甲基丙二醇酯二醇、聚己二酸-新戊二醇-1,4丁二醇酯二醇中的一种或多种按任意配比混合组成。

进一步地，所述结晶聚酯多元醇由聚己二酸-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-乙二醇酯二醇、聚十二烷二酸-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇中的一种或多种按任意配比混合组成。

进一步地，所述羟基硅油的粘度为30～20000mPa·s；所述聚异丁烯的分子量为30000～600000。

进一步地，所述增粘树脂由改性松香树脂、松香季戊四醇酯、松香树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、萜烯树脂、单体树脂、萜烯酚树脂中的一种或多种按任意配比混合组成。

进一步地，所述抗氧剂由抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂3114中的一种或多种按任意配比混合组成。

进一步地，所述催化剂由二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、四甲基乙二胺、三亚乙基二胺、双吗啉基二乙基醚、二吗啉三乙基醚中的一种或多种按任意配比混合组成。

进一步地，所述硅烷偶联剂由KH550、KH590、KH560、KH570中的一种或多种按任意配比混合组成。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明解决了普通PUR胶极性高，对低极性PVC材质粘接差，而同样作为PUR胶，加入羟基硅油作为多元醇成分参加反应，从结构上降低PUR的极性，同时加入PIB和增粘树脂共混，更进一步降低PUR的总体极性；

(2)中高分子量的PIB具有良好的柔韧性和粘性，还能提高耐老化性、气密性和电绝缘性，降低胶体本身的极性，同时其大分子量能为PUR提供内聚，增加初粘力；

(3)增粘树脂，其本身的结构导致极性比PU材料低，同样能起到降低胶体极性的作用，同时其相对低廉的价格也起到降低成本的作用；

(4)羟基硅油作为反应成分参加反应，从化学结构上降低PUR的极性，同时也增加胶水本身的柔韧性，以及在冬天低温使用的低温性；

(5)硅烷偶联剂的加入提高了胶水的耐候性，同时也对粘接效果起到促进作用；

(6)生产工艺跟普通的PUR生产工艺无太大区别，无需另外添置设备。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均在本发明保护范围。

本发明提供一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将10～60重量份聚醚多元醇DL2000、10～60重量份聚酯多元醇、10～60重量份羟基硅油、10～60重量份结晶聚酯多元醇、10～50重量份聚异丁烯以及10～120重量份增粘树脂投入反应釜中，将温度升到120～150℃，在搅拌下进行真空溶解脱水处理2.5～3.5h，真空度为-0.09MPa；

步骤2：将温度降温至90～100℃，然后加入15～40重量份异氰酸酯，在氮气的保护下，在85～95℃的条件下搅拌反应1.5～2.5h；依次加入0.1～10重量份抗氧剂、0.01～10重量份催化剂、0.01～10重量份硅烷偶联剂，在氮气的保护下，在85～95℃的条件下搅拌反应0.5～1h；

步骤3：升温到110～140℃，关闭搅拌，真空脱泡至无气泡冒出，出料，获得羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶。

所述异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种按任意配比混合组成。所述二苯基甲烷二异氰酸酯由50～100wt％的4,4’-MDI、0～50wt％的2,4’-MDI、0～50wt％的2,2’-MDI组成。

所述聚酯多元醇由聚己二酸-新戊二醇-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-乙二醇-新戊二醇-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-3-甲基丙二醇酯二醇、聚己二酸-新戊二醇-1,4丁二醇酯二醇中的一种或多种按任意配比混合组成。

所述结晶聚酯多元醇由聚己二酸-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-乙二醇酯二醇、聚十二烷二酸-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇中的一种或多种按任意配比混合组成。

所述羟基硅油的粘度为30～20000mPa·s；所述聚异丁烯的分子量为30000～600000。

所述增粘树脂由改性松香树脂、松香季戊四醇酯、松香树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、萜烯树脂、单体树脂、萜烯酚树脂中的一种或多种按任意配比混合组成。

所述抗氧剂由抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂3114中的一种或多种按任意配比混合组成。

所述催化剂由二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、四甲基乙二胺、三亚乙基二胺、双吗啉基二乙基醚、二吗啉三乙基醚中的一种或多种按任意配比混合组成。

所述硅烷偶联剂由KH550、KH590、KH560、KH570中的一种或多种按任意配比混合组成。

实施例1

一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将20kg聚醚多元醇DL2000、30kg聚酯多元醇7250、30kg羟基硅油WS62M、20kg结晶聚酯多元醇7360、15kg聚异丁烯B30以及30kgC5石油树脂投入反应釜中，将温度升到140℃，在搅拌下进行真空溶解脱水处理3h，真空度为-0.09MPa；

所述聚酯多元醇7250是分子量为5500的聚己二酸-乙二醇-新戊二醇-1,6己二醇酯二醇。

所述羟基硅油WS62M的粘度为100mPa·s。

所述结晶聚酯多元醇7360是分子量为3500的聚己二酸-1,6己二醇酯二醇。

所述聚异丁烯B30属于聚异丁烯(PIB)的一种。所述聚异丁烯B30的分子量为200000。

(2)真空溶解脱水处理完成后，将温度降温至95℃，然后加入16kgMDI-100，在氮气的保护下，在95℃的条件下搅拌反应2.5h；

所述MDI-100为包含100％的4,4’-MDI。

(3)依次加入0.45kg抗氧剂1010、0.02kg双吗啉基二乙基醚(DMDEE)、0.1kgKH560，在氮气的保护下，在85℃的条件下搅拌反应0.5h；

(4)升温到120℃，关闭搅拌，真空脱泡至无气泡冒出，出料，获得羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶。

通过本发明提供的羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，制备得到的羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶中异氰酸基团(NCO-)的含量为1.3wt％～3.1wt％。

实施例2

一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将20kg聚醚多元醇DL2000、20kg聚酯多元醇7250、40kg羟基硅油WS62M、20kg结晶聚酯多元醇7360、20kg聚异丁烯B30以及35kgC5石油树脂投入反应釜中，将温度升到145℃，在搅拌下进行真空溶解脱水处理3h，真空度为-0.09MPa；

(2)真空溶解脱水处理完成后，将温度降温至95℃，然后加入17kgMDI-100，在氮气的保护下，在95℃的条件下搅拌反应2.5h；

(3)依次加入0.45kg抗氧剂1010、0.02kg双吗啉基二乙基醚(DMDEE)、0.1kgKH560，在氮气的保护下，在85℃的条件下搅拌反应0.5h；

(4)升温到120℃，关闭搅拌，真空脱泡至无气泡冒出，出料，获得羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶。

实施例3

一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将20kg聚醚多元醇DL2000、20kg聚酯多元醇XCP2000NB、40kg羟基硅油WS62M、20kg结晶聚酯多元醇7360、20kg聚异丁烯B30以及35kg苯乙烯单体树脂SA85投入反应釜中，将温度升到145℃，在搅拌下进行真空溶解脱水处理3h，真空度为-0.09MPa；

所述聚酯多元醇XCP2000NB是分子量为2000的聚己二酸-新戊二醇-1,4丁二醇酯二醇。

所述苯乙烯单体树脂SA85属于单体树脂。

(2)真空溶解脱水处理完成后，将温度降温至95℃，然后加入18kgMDI-100，在氮气的保护下，在95℃的条件下搅拌反应2.5h；

(3)依次加入0.45kg抗氧剂1010、0.02kg双吗啉基二乙基醚(DMDEE)、0.1kgKH560，在氮气的保护下，在85℃的条件下搅拌反应0.5h；

(4)升温到120℃，关闭搅拌，真空脱泡至无气泡冒出，出料，制得上述一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶。

性能检测

初粘及24小时剥离强度的检测：

使用PVC发泡板作为测试基材，使用达因值30～32的厚度420um的PVC膜作为膜材，在温度25℃，湿度45％的环境中对本发明实施例1～3和对比例某品牌市售平贴PUR进行初粘检测和24小时剥离强度检测，其结果如下表1所示。

测试方法，将反应型聚氨酯热熔胶加热至120～130℃融化成流体状，以50g/m²的上胶量辊涂至测试基材上，贴合预备好的膜材，并使用相同压力压合贴面；在贴面上，裁切1in宽的PVC膜，分别以90°、180°测得3分钟时的初粘力及24小时固化后的剥离强度。

表1：检测结果

由上表可以看出实施例1、实施例2和实施例3对低极性的PVC膜的24h剥离强度明显比对比例大，在粘接效果上达到预期的效果。进一步分析，实施例2对低极性的PVC膜的24h剥离强度比实施例1强，这是因为实施例2中加入的PIB和羟基硅油比实施例1中的量更多，而PIB和羟基硅油本身极性低，对低极性的PVC膜的粘接效果起到关键作用，所以增大其含量，能提高对低极性的PVC膜的粘接效果。实施例2对低极性的PVC膜的24h剥离强度比实施例3强，这是因为实施例2中加入的聚酯多元醇7250比实施例3中中加入的聚酯多元醇XCP2000NB更融软，Tg值更低，分子碳链更长，其对低极性的PVC膜的粘接效果比XCP2000NB更好，所以实施例2对低极性的PVC膜的粘接效果比实施例3强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将10～60重量份聚醚多元醇DL2000、10～60重量份聚酯多元醇、10～60重量份羟基硅油、10～60重量份结晶聚酯多元醇、10～50重量份聚异丁烯以及10～120重量份增粘树脂投入反应釜中，将温度升到120～150℃，在搅拌下进行真空溶解脱水处理2.5～3.5h，真空度为-0.09MPa；

步骤2：将温度降温至90～100℃，然后加入15～40重量份异氰酸酯，在氮气的保护下，在85～95℃的条件下搅拌反应1.5～2.5h；依次加入0.1～10重量份抗氧剂、0.01～10重量份催化剂、0.01～10重量份硅烷偶联剂，在氮气的保护下，在85～95℃的条件下搅拌反应0.5～1h；

步骤3：升温到110～140℃，关闭搅拌，真空脱泡至无气泡冒出，出料，获得羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶。

2.根据权利要求1所述的一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯由二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种按任意配比混合组成。

3.根据权利要求2所述的一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述二苯基甲烷二异氰酸酯由50～100wt％的4,4’-MDI、0～50wt％的2,4’-MDI、0～50wt％的2,2’-MDI组成。

4.根据权利要求1所述的一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇由聚己二酸-新戊二醇-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-乙二醇-新戊二醇-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-3-甲基丙二醇酯二醇、聚己二酸-新戊二醇-1,4丁二醇酯二醇中的一种或多种按任意配比混合组成。

5.根据权利要求1所述的一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述结晶聚酯多元醇由聚己二酸-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-乙二醇酯二醇、聚十二烷二酸-1,6己二醇酯二醇、聚己二酸-1,4丁二醇酯二醇中的一种或多种按任意配比混合组成。

6.根据权利要求1所述的一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述羟基硅油的粘度为30～20000mPa·s；所述聚异丁烯的分子量为30000～600000。

7.根据权利要求1所述的一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述增粘树脂由改性松香树脂、松香季戊四醇酯、松香树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、萜烯树脂、单体树脂、萜烯酚树脂中的一种或多种按任意配比混合组成。

8.根据权利要求1所述的一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂由抗氧剂245、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂1076、抗氧剂3114中的一种或多种按任意配比混合组成。

9.根据权利要求1所述的一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述催化剂由二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、四甲基乙二胺、三亚乙基二胺、双吗啉基二乙基醚、二吗啉三乙基醚中的一种或多种按任意配比混合组成。

10.根据权利要求1所述的一种羟基硅油改性反应型聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂由KH550、KH590、KH560、KH570中的一种或多种按任意配比混合组成。