一種熱熔膠的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于粘膠劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱熔膠。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱熔膠是一種可塑性的粘合劑，在一定溫度范圍內(nèi)其物理狀態(tài)隨溫度改變而改 變，而化學(xué)特性不變。根據(jù)所用基料的不同，熱熔膠可分為聚氨酯（PU)類、聚酰胺（PA)類、 乙烯-醋酸乙烯（EVA)類、聚酯（PET)類和嵌段共聚物類（如SIS)等。其中，聚氨酯（PU) 是一類以多異氰酸酯與多元醇聚合物在一定的條件下合成的具有一定的分子量的聚合物。
[0003] 目前聚氨酯類膠粘劑按照組分主要分為三大類：溶劑型聚氨酯膠粘劑、水性聚氨 酯膠粘劑和聚氨酯熱熔膠粘劑。聚氨酯熱熔膠粘劑又可分為熱熔型聚氨酯膠粘劑和反應(yīng)性 聚氨酯膠粘劑，前者施膠后只能產(chǎn)生初步的物理粘接，粘接強(qiáng)度不高，后者產(chǎn)生初步的物理 粘接的同時(shí)，反應(yīng)性的官能團(tuán)能產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，從而增加了熱熔膠的內(nèi)聚強(qiáng)度和提高了粘 接性能。反應(yīng)性聚氨酯膠粘劑的應(yīng)用范圍非常廣泛，其不僅可以膠接多孔性的材料，如：泡 沫塑料、陶瓷、木材和織物等，而且可以膠接表面光潔的材料，如：鋼、鋁、不銹鋼、金屬箔、玻 璃、塑料、皮革和橡膠等。同時(shí)，對多孔性材料與表面光潔材料相互之間的膠接也是很好的， 并具有相當(dāng)尚的內(nèi)聚強(qiáng)度。
[0004] 但是，目前常用的反應(yīng)性聚氨酯膠粘劑還存在著初粘強(qiáng)度低和固化后沒有足夠的 耐熱性的不足。其中，初粘強(qiáng)度是指聚氨酯熱熔膠粘劑加熱熔融施膠后，膠層冷卻固化而產(chǎn) 生的初步的粘接強(qiáng)度。而且，由于反應(yīng)性聚氨酯膠粘劑是一類含端NCO基團(tuán)的聚氨酯基熱 熔膠，其固化機(jī)理是端NCO基團(tuán)與空氣中的水以及基材上的活性氫反應(yīng)，在固化的同時(shí)釋 放出CO 2，這會影響膠層的物理性能。
[0005] 有鑒于此，確有必要提供一種熱熔膠，其能夠大大減少CO2的產(chǎn)生，保證膠層的物 理性能，同時(shí)還具有較高的初粘強(qiáng)度，固化后的耐熱性也很好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種熱熔膠，該熱熔膠能夠大大 減少CO 2的產(chǎn)生，保證膠層的物理性能，同時(shí)還具有較高的初粘強(qiáng)度，固化后的耐熱性也很 好。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用如下技術(shù)方案：
[0008] 一種熱熔膠，其包括如下質(zhì)量百分比的組分： 硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體65%~90%; 增粘樹脂 0.5%~15%;
[0009] 催化劑 0.5%~10%; 填料 0.5%~10%;
[0010] 所述硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體的制備方法包括以下步驟：
[0011] 第一步，將平均分子量為400~4000的聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯二醇、 平均分子量為400~4000的聚壬二酸-丁二醇酯二醇和平均分子量為800~8000對甲苯 二異氰酸酯加入氮?dú)獗Ｗo(hù)的容器中，邊攪拌邊加熱至80°C~90°C，并保溫2h~5h，得到聚 氨酯預(yù)聚體，其中，聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯二醇和聚壬二酸-丁二醇酯二醇的質(zhì) 量比為（0. 8~3) :1 ;
[0012] 第二步，測試聚氨酯預(yù)聚體的NCO/OH值，當(dāng)NCO/OH值為1. 5~3時(shí)，加入無水 甲苯，然后降溫至30°C~60°C，再將乙烯基三乙氧基硅烷滴入聚氨酯預(yù)聚體中，保溫反應(yīng) 0. 3h~2h，真空脫除甲苯，即得到硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體，其中，硅烷封端率為20%~ 30%〇
[0013] 由于聚氨酯熱熔膠固化時(shí)，其端NCO基團(tuán)與空氣中的水以及基材上的活性氫反 應(yīng)，會釋放出CO2氣體，這些氣體聚集生成氣泡，導(dǎo)致熱熔膠的粘接強(qiáng)度降低。本發(fā)明通過采 用乙烯基三乙氧基硅烷這種含有多個(gè)活潑氫的硅烷與端NCO基聚氨酯預(yù)聚體反應(yīng)，得到部 分硅烷封端（硅烷封端率為20%~30%)的聚氨酯預(yù)聚體。在濕氣存在下，硅氧烷基水解， 得到不穩(wěn)定的硅醇，該不穩(wěn)定的硅醇通過分子間脫水縮合或與粘接基材表面羥基脫水縮合 生成穩(wěn)定的聚氨酯硅-氧-硅交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而大大提高了熱熔膠對玻璃、金屬和塑料等 基材的粘接力，而且由于Si-O鍵的鍵能（372. 6KJ/mol)比C-C鍵的鍵能（242. 8KJ/mol)高， 因而采用硅烷對聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行改性后可以提高其耐熱性。
[0014] 而當(dāng)封端率在20%~30%范圍內(nèi)時(shí)，粘接性能較好，因?yàn)楣柰榉舛司郯滨崛勰z 的表面接觸角降低，增強(qiáng)了其在PET、PE等材料表面的浸潤性，粘接強(qiáng)度得以提高。但是，硅 烷封端率不能太高，因?yàn)楣柰榉舛寺侍?，熱熔膠表面接觸角變化不大，而熱熔膠的熔融黏 度卻有很大的提高，因此很難滲透到基材表面，從而導(dǎo)致粘接性能下降。
[0015] 聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯二醇的結(jié)晶性較低，聚壬二酸-丁二醇酯二醇 結(jié)晶性較高，二者以（0.8~3) :1的質(zhì)量比例配合使用并分別與對甲苯二異氰酸酯發(fā)生反 應(yīng)得到的預(yù)聚物不僅具有較高的初粘強(qiáng)度，而且還可克服由于結(jié)晶過快造成的內(nèi)應(yīng)力的影 響。
[0016] 由聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯二醇和聚壬二酸-丁二醇酯二醇分別與對 甲苯二異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)生成的兩端帶異氰酸酯基的聚氨酯預(yù)聚體可以看做是一種含軟 鏈段和硬鏈段的嵌段共聚物，軟鏈段是由二醇組成，硬鏈段是由氨基甲酸酯鍵組成。因此， NC0/0H值的大小直接關(guān)系到聚氨酯分子鏈中硬軟鏈段比例、平均分子量的大小，影響著熱 熔膠的黏度和粘接強(qiáng)度等。NC0/0H值越低，預(yù)聚物的平均分子量越大，合成的熱熔膠熔融 黏度越大，膠液流動性差，施膠困難，最終粘接強(qiáng)度不高，但其定位時(shí)間短，初始粘接力強(qiáng)； NC0/0H值越高，生成的預(yù)聚物的平均分子量較小，硬鏈段比例較大，熱熔膠的熔融黏度下 降，有利于提高其在粘接基材表面的潤濕性，但定位時(shí)間長，初始強(qiáng)度也會因?yàn)闊崛勰z過小 的平均分子量而變低，但熱熔膠對基材的潤濕較充分，同時(shí)NC0/0H高，能形成更多的交聯(lián) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高了熱熔膠的力學(xué)性能和最終粘接強(qiáng)度。為了均衡熱熔膠的初粘強(qiáng)度和施膠 性能，本發(fā)明選擇NC0/0H值在1. 5~3范圍內(nèi)。
[0017] 其中，增粘樹脂能降低熱熔膠的熱融溫度和粘度，改善聚氨酯熱熔膠對被粘物的 潤濕性，從而增加了聚氨酯熱熔膠的粘接性能。
[0018] 催化劑可以加快聚氨酯熱熔膠在施膠后的固化交聯(lián)，從而縮短固化時(shí)間。
[0019] 填料的加入可以降低熱熔膠的成本，而且能夠減小熱熔膠的固化收縮率和熱膨脹 系數(shù)。
[0020] 作為本發(fā)明熱熔膠的一種改進(jìn)，其包括如下質(zhì)量百分比的組分：
[0021]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種熱熔膠，其特征在于，其包括如下質(zhì)量百分比的組分：硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚 體 65% ~90% ; 增粘樹脂 0. 5%~15% ; 催化劑 0? 5%~10% ; 填料 〇? 5%~10% ; 所述硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體的制備方法包括以下步驟： 第一步，將平均分子量為400~4000的聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯二醇、平均 分子量為400~4000的聚壬二酸-丁二醇酯二醇和平均分子量為800~8000的對甲苯二 異氰酸酯加入氮?dú)獗Ｗo(hù)的容器中，邊攪拌邊加熱至80°C~90°C，并保溫2h~5h，得到聚氨 酯預(yù)聚體，其中，聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯二醇和聚壬二酸-丁二醇酯二醇的質(zhì)量 比為（0? 5~5) :1 ; 第二步，測試聚氨酯預(yù)聚體的NCO/OH值，當(dāng)NCO/OH值為1. 5~3時(shí)，加入無水甲苯， 然后降溫至30°C~60°C，再將乙烯基三乙氧基硅烷滴入聚氨酯預(yù)聚體中，保溫反應(yīng)0. 3h~ 2h，真空脫除甲苯，即得到硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體，其中，硅烷封端率為20%~30%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔膠，其特征在于，其包括如下質(zhì)量百分比的組分： 硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體72%~85%; 增粘樹脂 3%~12% ; 催化劑 4%~8% ; 填料 3%~8%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱熔膠，其特征在于：所述增粘樹脂選自松香甘油脂、松 香季戊四醇、歧化松香、聚合松香和香豆酮-茚增粘樹脂中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱熔膠，其特征在于：所述催化劑選自有機(jī)錫類催化劑、 有機(jī)鈦酸鹽催化劑和有機(jī)鉍類催化劑中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱熔膠，其特征在于：所述填料選自碳酸鈣、滑石粉、熱 解硅石、碳黑、沸石、膨潤土和云母中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱熔膠，其特征在于：所述熱熔膠還包括0. 1%~3%的 觸變劑和〇. 1%~3%的紫外吸收劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱熔膠，其特征在于：所述觸變劑選自氣相二氧化硅、有機(jī)膨 潤土、氫化蓖麻油和聚酰胺蠟中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱熔膠，其特征在于：所述紫外吸收劑選自2-( 2羥基-3'， 5' -二叔苯基）-5-氯化苯并三唑、2,4-二羥基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮 中的至少一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱熔膠，其特征在于：所述熱熔膠還包括質(zhì)量百分比為 0. 1%~1%的色粉，所述色粉選自酞菁紅、酞菁藍(lán)、酞菁綠、永固黃、永固紫、鈦白粉、炭黑、氧 化鐵紅和氧化鐵黃中的至少一種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱熔膠，其特征在于，所述熱熔膠的制備方法為：按比 例稱取硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體、增粘樹脂、催化劑和填料并分別加入反應(yīng)釜中，在真空度 為-0. 08MPa~-0. 04MPa，溫度為15°C~25°C的環(huán)境下以200轉(zhuǎn)/min~1000轉(zhuǎn)/min的速 度攪拌I h~3h，即得產(chǎn)品。
【專利摘要】本發(fā)明屬于粘膠劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱熔膠，其包括如下質(zhì)量百分比的組分：硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體；增粘樹脂；催化劑；填料。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有較高的初粘強(qiáng)度；此外，在濕氣存在下，部分硅烷封端的聚氨酯預(yù)聚體中的硅氧烷基水解，得到不穩(wěn)定的硅醇，該不穩(wěn)定的硅醇通過分子間脫水縮合或與粘接基材表面羥基脫水縮合生成穩(wěn)定的聚氨酯硅-氧-硅交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而大大提高了熱熔膠對玻璃、金屬和塑料等基材的粘接力，且可以減少固化過程中CO2的放出，保證膠層的物理性能，而且由于Si-O鍵的鍵能（372.6KJ/mol）比C-C鍵的鍵能（242.8KJ/mol）高，因而采用硅烷對聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行改性后可以提高其耐熱性。
【IPC分類】C08G18-76, C08G18-66, C08G18-10, C09J175-06, C09J11-08, C09J11-06, C08G18-42, C09J11-04, C08G18-38
【公開號】CN104804699
【申請?zhí)枴緾N201510259359
【發(fā)明人】劉準(zhǔn)亮, 劉偉康, 劉鑫
【申請人】東莞市新懿電子材料技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月20日