一種共聚酯熱熔膠及其製備方法
2023-09-17 19:01:35
專利名稱：一種共聚酯熱熔膠及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種共聚酯熱熔膠及其製備方法，具體的，涉及應用於電子、汽車和建 築等行業的共聚酯熱熔膠，以及採用雙螺杆擠出機法生產所述材料的製備方法。
背景技術：
熱熔膠因具有粘結迅速、應用面廣、無毒害，無汙染等特點而被譽為「綠色膠黏 劑」，是當今世界膠黏劑發展的一個方向。聚酯熱熔膠作為一種環保產品，除了具有普通熱 熔膠共有的優點之外，還具有粘結強度高、可粘結材料範圍廣、對極性材料的粘結性能非常 突出以及優良的電性能和抗水、抗油性等特點。聚酯熱熔膠系列產品的試用範圍很廣，如汽 車、紡織、建築、電纜和木材加工等。通常情況下，聚酯熱熔膠是以對苯二甲酸(TPA)、間苯二甲酸(IPA)等芳香族二元 酸和己二酸(AA)、葵二酸(SA)、BD以及乙二醇(EG)等脂肪族二元酸、二元醇為原料，經共 縮聚反應而製得的。但該類產品存在熔點越低，固化速率越慢(即結晶速度越慢)的缺點， 在使用上受到很大的限制。祝愛蘭等採用改性二元醇引入到聚對苯二甲酸丁二醇脂(PBT)大分子結構中進 行共聚，製成了快速固化的熱熔膠。葉勝榮採用多元共聚的方法，其原理是使得分子結構不 規整，導致分子的內聚能降低，減少分子間的作用力。同時採用柔性改性劑，也可增加分子 鏈的柔順性能，以便於降低熔點。馬榴強等報導，在共聚中加入脂肪類化合物單體可以使聚 酯熔點下降，且單體中碳鏈越長，熔點越低，然而會影響粘結性能。而國內其餘大部分對於共聚酯結晶性改進的研究都是在利用添加成核劑的方法。 邊界等在共聚酯中加入無機成核劑和有機成核劑取得了比較好的效果。還有其他方面的研 究是對於共聚酯與其他聚合物進行共混來改善他的物理特性，但是以損失共聚酯其他的性 能為前提的。本專利先對共聚酯進行化學改性，在共聚酯分子端部(當合成過程中二元醇過量 時為醇，當二元酸過量時為酸)與異氰酸酯發生反應，且允許部分異氰酸脂聚合，從而破壞 共聚酯分子鏈的規整性，並且配合聚異氰酸的彈性和外加複合成核劑，改善其結晶速度和 減小其晶粒尺寸。本專利利用異氰酸酯的活潑性、聚合物的彈性以及對許多物質具有粘結性的優 點，利用封端技術在共聚酯分子上封端，使得共聚酯既降低了分子鏈的規整度從而降低了 結晶性能又能夠使得粘結力得以保持長久又不降低其粘結性能。由於共聚酯本身對於基材 有廣泛的粘結特性同時在其分子鏈端部形成的異氰酸酯和多元醇聚合物也有突出的粘結 性能，因此所制的的熱熔膠膜能夠廣泛的應用於電子、汽車和建築等行業。
發明內容
本發明的目的是提供一種共聚酯熱熔膠。本發明的另一個目的是提供製備這種共 聚酯熱熔膠的方法。
為了達到上述發明目的，本發明採用了以下技術方案本發明的共聚酯熱熔膠，其特徵在於該材料組成如下(以重量計)共聚酯80 90重量份聚酯多元醇7 9重量份小分子擴鏈劑0 2重量份二異氰酸酯1 3重量份催化劑0 0. 05重量份抗氧化劑0 0. 1重量份耐黃變劑0 0. 1重量份其它填料0 2重量份所述的共聚酯為PES，數均分子量為2萬 200萬。所述的聚酯多元醇為聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己內酯或它們的 任意混合物，數均分子量為1000 3000，優選1500至3000。該擴鏈劑更優選地選自乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、1，4-丁二醇(BDO)、1， 6-己二醇、1，3 丁二醇、1，5戊二醇、1，4_環己烷二甲醇氫醌二-(羥乙基)醚或新戊二醇中 的一種或多種的混合物。其中1，4 丁二醇是優選的擴鏈劑。適合於本發明的二異氰酸酯包括芳香族二異氰酸酯，如4，4-亞甲基雙(異氰酸 酯)(MDI)(或稱作二苯基甲烷二異氰酸酯)；間苯二亞甲基二異氰酸酯0(DI)、亞苯基-1， 4- 二異氰酸酯、萘-1，5- 二異氰酸酯、二苯基甲烷_3，3- 二甲氧基-4，4- 二異氰酸酯和甲苯 二異氰酸酯(TDI)；以及脂肪族/脂環族二異氰酸酯，異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)、1，4-環 己基-二異氰酸酯(XHDI)、癸二-1，10-二異氰酸酯和二環己基甲烷-4，4-二異氰酸酯。優 選 MDI 禾口 IPDI。聚氨酯彈性體的生產還需要添加催化劑。由於該產物的特殊性能，需要有機錫化 合物和叔胺混合才可以達到目的。有機錫化合物包括二月桂酸二丁基錫和辛酸亞錫，優選 叔胺包括三乙胺、三亞乙基二胺、三乙醇胺等，有機錫化合物與叔胺的質量比例為3 1
1 Io所述的抗氧化劑的主要作用是阻滯聚氨酯熱氧化作用，阻止由氧誘發的聚合物的 斷鏈反應，並分解生成的過氧化氫。本發明適用的抗氧化劑主要包括2，6_ 二叔丁基對甲 酚、1010 (四亞甲基-β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇)、汽巴的1076、10 寸。所述的耐黃變劑即紫外線吸收劑，本發明的耐黃變劑主要包括UV-9 (2-羥 基-4-甲基二苯甲酮)、UV-327 (2- O，-羥基-3，，5，- 二叔丁基)苯基_5_氯代苯並三唑)、 UV-328 (2- (2 』 -羥基-3 』，5 』 - 二叔戊基)苯基苯並三唑)、UV_329 (2- (2 』 -羥基-3 』，5 』 二 叔辛基)苯基苯並三唑)、UV-531 (2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮)。所述的其它填料主要是為了改進物理性能，同時還可以防止熱塑性聚氨酯顆粒發 粘，本發明使用的的填料主要包括碳酸鈣、滑石粉、二氧化矽、分析篩和陶土等。本發明的透明高彈性熱塑性聚氨酯的製備方法，其特徵在於該方法依次包括以下 步驟1)共聚酯的封端
將過量異氰酸酯與共聚酯混合均勻後加入擠出機，在150 200°C溫度下使過量 異氰酸酯與共聚酯的端羥基反應，形成端異氰酸酯的高分子聚合物；2)聚酯多元醇、小分子擴鏈劑、催化劑、抗氧化劑、耐黃變劑及填料按比例混合均 勻後，通過側餵料的方式加入到擠出機中，與步驟1)的端異氰酸酯聚合物再發生聚合反 應，繼續形成端羥基聚合物；3)步驟2)的聚合物採用水下切粒的方式切粒，擠出機中的處於熔融狀態的共聚 酯熱熔膠經水冷卻後切割成圓粒，得到共聚酯熱熔膠粒料；4)步驟幻得到的產物進行烘乾，得到共聚酯熱熔膠膠粒。其中步驟1及2均在擠出機中進行，擠出機為雙螺杆擠出機，長徑比為64 1， 物料在擠出機中的反應時間為0. 5 5min，反應溫度為150 200°C，擠出機的溫度設置 為第一區150士 10°C，第二區為150士 10°C，第三區為170士 10°C，第四區為175士 10°C，第 五區為180士 10°C，第六區為180士 10°C，第七區至第十三區也為180士 10°C，第十四區為 185 士 10°C，第十五區為175 士 10°C，第十六區為165 士 10°C，共聚酯與異氰酸酯在第一區加 入，反應一段時間後，在第四區將混合均勻的聚酯多元醇、催化劑、抗氧化劑、耐黃變劑等加 入，繼續反應擠出。本發明方法通過利用封端技術在共聚酯分子上封端，使得共聚酯既降低了分子鏈 的規整度從而降低了結晶性能又能夠使得粘結力得以保持長久又不降低其粘結性能。
具體實施例方式下面列出非限制性的實施例，進一步說明本發明實施例1將20KgPES與500. 48g MDI混合均勻後按一定速率進入擠出機中，擠出機為雙 螺杆擠出機，長徑比為64 1，反應溫度為150 200°C，擠出機段控制溫度分別為第一 區150 士 5°C，第二區150 士 5°C，第三區170 士 5°C，第四區175 士 5°C，第五區180 士 5°C，第六 區180 士 5°C，第七區180 士 5°C，第八區180 士 5°C，第九區180 士 5°C，第十區180 士 5°C，第 i^一區180 士 5°C，第十二區180 士 5°C，第十三區180 士 5°C，第十四區185 士 5°C，第十五區 175士5°C，第十六 165士5°C ；將2Kg聚己二酸丁二醇酯二醇，0.25g 二月桂酸二丁基錫，0.25g三乙胺， 1. OglOlO, 1. 0gUV327 一起進入高速混合頭，同時加入20g納米TiO2，粒子大小為5 IOnm, 以不低於3000r/min的速度，尤其以3500r/min為宜，攪拌0. 5 lmin。待PES與MDI封端產物流經第四區時，上述混合物開始通過精確計量後流入擠出 機中進行反應。物料流經擠出機的時間為2. 5min,產物經擠出機後進入水下切粒機，切粒後 離心脫水得到共聚酯熱熔膠。產物性能見表1.實施例2將20KgPES與348g TDI混合均勻後按一定速率進入擠出機中，擠出機為雙螺杆 擠出機，長徑比為64 1，反應溫度為150 200°C，擠出機段控制溫度分別為第一區 150 士 5°C，第二區 150 士 5°C，第三區 170 士 5°C，第四區 175 士 5°C，第五區 180 士 5°C，第六 區180 士 5°C，第七區180 士 5°C，第八區180 士 5°C，第九區180 士 5°C，第十區180 士 5°C，第 i^一區180 士 5°C，第十二區180 士 5°C，第十三區180 士 5°C，第十四區185 士 5°C，第十五區175士5°C，第十六 165士5°C ；將Ig聚己二酸己二醇酯二醇，0. 25g 二月桂酸二丁基錫，20gl，4 丁二醇，0. 25g三 乙胺，1. OglOlO, 1. 0gUV327 一起進入高速混合頭，同時加入20g納米TiO2，粒子大小為5 IOnm,以不低於3000r/min的速度，尤其以3500r/min為宜，攪拌0. 5 Imin0待PES與TDI封端產物流經第四區時，上述混合物開始通過精確計量後流入擠出 機中進行反應。物料流經擠出機的時間為2. 5min,產物經擠出機後進入水下切粒機，切粒後 離心脫水得到共聚酯熱熔膠。產物性能見表1.實施例3將20KgPES與444. 6g IPDI混合均勻後按一定速率進入擠出機中，擠出機為雙 螺杆擠出機，長徑比為64 1，反應溫度為150 200°C，擠出機段控制溫度分別為第一 區150 士 5°C，第二區150 士 5°C，第三區170 士 5°C，第四區175 士 5°C，第五區180 士 5°C，第六 區180 士 5°C，第七區180 士 5°C，第八區180 士 5°C，第九區180 士 5°C，第十區180 士 5°C，第 i^一區180 士 5°C，第十二區180 士 5°C，第十三區180 士 5°C，第十四區185 士 5°C，第十五區 175士5°C，第十六 165士5°C ；將Ig聚己二酸丁二醇酯二醇，0. 25g 二月桂酸二丁基錫，40gl，4 丁二醇，0. 25g三 乙胺，1. OglOlO, 1. 0gUV327 一起進入高速混合頭，同時加入20g納米TiO2，粒子大小為5 IOnm,以不低於3000r/min的速度，尤其以3500r/min為宜，攪拌0. 5 Imin0待PES與IPDI封端產物流經第四區時，上述混合物開始通過精確計量後流入擠出 機中進行反應。物料流經擠出機的時間為2. 5min，產物經擠出機後進入水下切粒機，切粒後 離心脫水得到共聚酯熱熔膠。產物性能見表1.表1產品物理性能結果
權利要求
1.一種共聚酯熱熔膠，其特徵在於由以下質量比的組份製成 共聚酯80 90重量份聚酯多元醇7 9重量份 小分子擴鏈劑0 2重量份 二異氰酸酯1 3重量份 催化劑0 0. 05重量份 抗氧化劑0 0. 1重量份 耐黃變劑0 0. 1重量份 填料0 2重量份。
2.根據權利要求1所述的共聚酯熱熔膠，其特徵在於所述的共聚酯為PES，數均分子 量為2萬 200萬。
3.根據權利要求1所述的共聚酯熱熔膠，其特徵在於所述的聚酯多元醇為聚己二酸 丁二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己內酯或它們的任意混合物，數均分子量為1000 3000。
4.根據權利要求1所述的共聚酯熱熔膠，其特徵在於所述的小分子擴鏈劑選自乙二 醇，或二甘醇，或丙二醇，或二丙二醇，或1，4-丁二醇，或1，6-己二醇，或1，3 丁二醇或1，5戊二醇。
5.根據權利要求1所述的共聚酯熱熔膠，其特徵在於所述的二異氰酸酯為芳香族二 異氰酸酯或脂肪族/脂環族二異氰酸酯。
6.根據權利要求1所述的共聚酯熱熔膠，其特徵在於所述的催化劑為有機錫化合物 和叔胺的混合物。
7.根據權利要求1所述的共聚酯熱熔膠，其特徵在於所述的抗氧化劑包括2，6-二 叔丁基對甲酚、四亞甲基- β _(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸季戊四醇、汽巴的1076、 1026 等。
8.根據權利要求1所述的共聚酯熱熔膠，其特徵在於所述的耐黃變劑包括2-羥 基-4-甲基二苯甲酮、2-(2，-羥基-3，，5，- 二叔丁基)苯基-5-氯代苯並三唑、2-(2，-羥 基-3，，5，_ 二叔戊基)苯基苯並三唑、2-(2，_羥基_3，，5，二叔辛基)苯基苯並三唑、2-羥 基-4-正辛氧基二苯甲酮。
9.根據權利要求1所述的共聚酯熱熔膠，其特徵在於所述的填料包括碳酸鈣、滑石 粉、二氧化矽、分析篩和陶土中的一種或幾種的混合物。
10.一種如權利要求1 9所述的共聚酯熱熔膠的製備方法，其特徵在於該方法依次 包括以下步驟1)共聚酯的封端將過量異氰酸酯與共聚酯混合均勻後加入擠出機，在150 200°C溫度下使過量異氰 酸酯與共聚酯的端羥基反應，形成端異氰酸酯的高分子聚合物；2)聚酯多元醇、小分子擴鏈劑、催化劑、抗氧化劑、耐黃變劑及填料按比例混合均勻後， 通過側餵料的方式加入到擠出機中，與步驟1)的端異氰酸酯聚合物再發生聚合反應，繼續 形成端羥基聚合物；3)步驟2)的聚合物採用水下切粒的方式切粒；4)步驟幻得到的產物進行烘乾，得到共聚酯熱熔膠膠粒。
全文摘要
本發明針對目前共聚酯結晶速度慢，結晶度高，影響粘結持久力、應用範圍不廣泛等問題和缺陷，採用異氰酸酯先對共聚酯封端以及端基異氰酸酯和多元醇共聚合的方式，再採用後添加複合型成核劑相的化學加物理改性方式，製備結晶度低，且結晶速度快，初粘強度高、耐粘結持久力的共聚酯熱熔膠。其材料組成如下(以重量計)共聚酯80～90重量份，聚酯多元醇為7～9重量份，小分子擴鏈劑為0～2重量份，二異氰酸酯為1～3重量份，催化劑為0～0.05重量份，抗氧化劑為0～0.1重量份，耐黃變劑為0～0.1重量份，其它填料為0～2重量份，採用雙螺杆擠出機法生產，產品可以應用於電子、汽車和建築等行業等。
文檔編號C09J175/06GK102115658SQ20101061744
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者唐舫成, 汪加勝, 靳東傑 申請人:廣州鹿山新材料股份有限公司