一種高硬度的聚氨酯熱熔膠及其製備方法
2023-09-11 18:09:50 3
一種高硬度的聚氨酯熱熔膠及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及聚氨酯熱熔膠【技術領域】，尤其涉及一種高硬度的聚氨酯熱熔膠及其製備方法，本發明的聚氨酯熱熔膠由重量份為50-70份的聚酯多元醇、8-25份的二異氰酸酯、0-5份的擴鏈劑、5-35份的填料助劑組成；本發明的高硬度的聚氨酯熱熔膠的硬度可達55D以上，具有高模量、高回彈性、不易脆化的優點，其主要是利用不同種類的工程塑料及無機添加物，在聚氨酯生產時即進行添加，達到兼容性佳且不易脆化的效果，而熔點也可以依照需求達到控制，克服了市面上聚氨酯熱溶膠產品的缺陷；本發明的製備方法簡單成熟，生產效率高，有利於普遍推廣應用。
【專利說明】一種高硬度的聚氨酯熱熔膠及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及聚氨酯熱熔膠【技術領域】，尤其涉及一種高硬度的聚氨酯熱熔膠及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 熱塑性聚氨酯熱熔膠是一種鏈狀的高分子化合物氨基甲酸酯，其使用時加熱至一 定溫度熔化塗布於基材表面，經冷卻而固化，固化過程主要利用組成中的氫鍵作用而發生 物理交聯，具有優良的韌性和粘接強度。熱塑性聚氨酯熱熔膠受熱一定溫度後失去氫鍵作 用而變成粘稠狀液體，冷卻後又恢復原來的物性，因而利用此種特性可以反覆加熱-冷卻 固化，此種熱熔膠具有粘接強度較高，耐低溫、耐磨等優點，且使用可靠性高、化學和物理性 能均勻性佳，綜合性能優良，粘接工藝簡便，浪費少，不含有機溶劑，屬於環境友好材料，而 且所生產的產品能夠被回收或二次利用。
[0003] 然而，目前市面上的聚氨酯熱熔膠的硬度至多在97A/52D左右，無法滿足較高硬 度、高剛性的需求，若能提升聚氨酯熱熔膠產品的硬度和剛性，在鞋材應用上會更有利。目 前對於聚氨酯熱熔膠增硬的方式，多半是添加較高硬度的工程塑料，但易造成材料容易脆 化，且兼容性差，材料表面易有不均勻的情況的缺點，熔點也會因此提高，使後段加工困難。 為此，以上所述問題亟待解決。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於針對現有技術的不足，而提供一種兼容性佳且不易脆化的高硬 度的聚氨酯熱熔膠。
[0005] 本發明的另一目的在於針對現有技術的不足，而提供一種高硬度的聚氨酯熱熔膠 的製備方法。
[0006] 本發明是通過以下技術方案來實現的。
[0007] -種高硬度的聚氨酯熱熔膠，它由以下重量份的原料組成： 聚酯多元醇 50-70份 二異氰酸酯 8-25份 擴鏈劑 〇-5份 填料助劑 5-35份； 聚酯多元醇的羥值為28?150mgK0H/g，酸值為0· 01?5mgK0H/g，MW為700?4000。
[0008] 優選的，一種高硬度的聚氨酯熱熔膠，它由以下重量份的原料組成： 聚酯多元醇 55-65份 二異氰酸酯 15-20份 擴鏈劑 1-4份 填料助劑 15-25份。
[0009] 更為優選的，一種高硬度的聚氨酯熱熔膠，它由以下重量份的原料組成：聚酯多元 醇 60份 二異氰酸酯 18份 擴鏈劑 2份 填料助劑 20份。
[0010] 其中，聚酯多元醇是由多元酸、多元酯中的任一種或兩者的混合物與多元醇按 照I :0.9~1. 5的摩爾比例經過真空熔融法進行脫醇及脫水縮聚而成，在真空熔融法中， 先將以上比例的原料在12(Tl60°C下進行初期酯化反應l?2h，接著升溫到18(T250°C，以 減壓脫水方式直至聚酯多元醇的羥值為28?150mgK0H/g，酸值為0. 01?0. 5mgK0H/g，麗為 700?4000。
[0011] 其中，多元醇為二甘醇、丁二醇、丙二醇、己二醇、新戊二醇、2-甲基丙二醇、三羥甲 基丙烷、甘油中的任意一種或幾種的混合物； 多元酸為己二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸中的任意一種或幾種的混合物；多元酯為苯 酐。
[0012] 其中，二異氰酸酯包括4,4-]\?1、2,4-]\?)1、特種]\?1、1?01、？?01、丁]\?01、!112]\?1、 HDI、XDI中的任意一種或幾種的混合物，其中，特種MDI由重量比為3-7的4, 4-MDI和 2,4-MDI 組成。
[0013] 其中，擴鏈劑為乙二醇、丙二醇、1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、 己二醇、3-甲基1，5-戊二醇、1，4-環己烷二甲醇、對苯二酚雙（2-羥乙基）醚、4-羥乙基氧 乙基-1-輕乙基苯_釀、間苯_酌 _雙（β _輕乙基）釀、3-輕乙基氧乙基輕乙基苯_. 醚中的任意一種或幾種的混合物。
[0014] 其中，填料助劑為聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚苯乙烯、耐衝擊性聚苯 乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1，4-環己烷二甲醇酯、乙 烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、炭黑、白碳煙、碳酸鈣、氫氧化鎂、聚氧化聚甲醛 中的任意一種或幾種的混合物。
[0015] 上述高硬度的聚氨酯熱熔膠的製備方法，它包括以下製備步驟： a、 按重量份將聚酯多元醇、二異氰酸酯、擴鏈劑混合反應，反應的溫度為180-250°C，制 得反應物； b、 將反應物及填料助劑加入螺杆壓出機中熔融反應，螺杆壓出機的溫度為140-200°C， 同時在低溫或常溫下造粒，製得聚氨酯膠粒； c、 聚氨酯膠粒經熟成後，製得聚氨酯熱熔膠。
[0016] 其中，步驟b中，填料助劑通過粉料餵料機、Loss in Weight入料機、側邊入料機、 小型雙軸機或小型單軸機中的任意一種設備加入螺杆壓出機，添加劑量的誤差小於2%。
[0017] 本發明的有益效果為：本發明的高硬度的聚氨酯熱熔膠的硬度可達55D以上，具 有高模量、高回彈性、不易脆化的優點，其主要是利用不同種類的工程塑料及無機添加物， 在聚氨酯生產時即進行添加，達到兼容性佳且不易脆化的效果，而熔點也可以依照需求達 到控制，克服了市面上聚氨酯熱熔膠產品的缺陷。
[0018] 本發明的製備方法簡單易行，生產效率高，有利於普遍推廣應用。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0020] 實施例1。
[0021] a、將重量份為50份的聚酯多元醇、2份的2, 4-MDI、3份的H12MDI、3份的IPDI、0. 5 份的1，3-丁二醇、0.5份的對苯二酚雙（2-羥乙基）醚混合反應，反應的溫度為180°C，制 得反應物； 其中，聚酯多元醇是由二甘醇與己二酸按照0.9:1的摩爾比例經過真空熔融法進行 脫醇及脫水縮聚而成，在真空熔融法中，先將以上比例的原料在120°C下進行初期酯化反 應2h，接著升溫到180°C，以減壓脫水方式直至聚酯多元醇的羥值為28mgK0H/g，酸值為 0· 5mgK0H/g，MW 為 700 ; b、 將12份的聚丙烯、13份的低密度聚乙烯、10份的炭黑通過粉料餵料機加入螺杆壓出 機，同時將步驟a製得的反應物加入螺杆壓出機中熔融反應，螺杆壓出機的溫度為140°C， 同時在低溫或常溫下造粒，製得聚氨酯膠粒； c、 聚氨酯膠粒經熟成後，製得聚氨酯熱熔膠。
[0022] 實施例2。
[0023] 本實施例的高硬度的聚氨酯熱熔膠的製備方法，它包括以下製備步驟： a、 將重量份為55份的聚酯多元醇、3份的4, 4-MDI、4份的PPDI、5份的HDI、0. 5份的乙 二醇、0.5份的1，4-環己烷二甲醇、1份的間苯二酚-雙（β-羥乙基）醚混合反應，反應的 溫度為200°C，製得反應物； 其中，聚酯多元醇是由丁二醇、丙二醇的混合物與對苯二甲酸、間苯二甲酸的混合物按 照1. 1:1的摩爾比例經過真空熔融法進行脫醇及脫水縮聚而成，在真空熔融法中，先將以 上比例的原料在130°C下進行初期酯化反應I. 8h，接著升溫到200°C，以減壓脫水方式直至 聚酯多元醇的羥值為60mgK0H/g，酸值為0. 3mgK0H/g，MW為1500 ; b、 將9份的高密度聚乙烯、9份的聚苯乙烯、12份的白碳煙通過Loss in Weight入料 機加入螺杆壓出機，同時將步驟a製得的反應物加入螺杆壓出機中熔融反應，螺杆壓出機 的溫度為155°C，同時在低溫或常溫下造粒，製得聚氨酯膠粒； c、 聚氨酯膠粒經熟成後，製得聚氨酯熱熔膠。
[0024] 實施例3。
[0025] 本實施例的高硬度的聚氨酯熱熔膠的製備方法，它包括以下製備步驟： a、將重量份為60份的聚酯多元醇、5份的TMXDI、5份的XDI、6份的IPDIU份的4-羥 乙基氧乙基-1-羥乙基苯二醚、1份的間苯二酚-雙（β-羥乙基）醚、1份的3-羥乙基氧 乙基-1-羥乙基苯二醚混合反應，反應的溫度為215°C，製得反應物； 其中，聚酯多元醇是由己二醇、新戊二醇、2-甲基丙二醇的混合物與己二酸、對苯二甲 酸、間苯二甲酸的混合物按照1.3:1的摩爾比例經過真空熔融法進行脫醇及脫水縮聚而 成，在真空熔融法中，先將以上比例的原料在140°C下進行初期酯化反應I. 6h，接著升溫到 215°C，以減壓脫水方式直至聚酯多元醇的羥值為100mgK0H/g，酸值為0. 2mgK0H/g，麗為 2500。
[0026] b、將6份的耐衝擊性聚苯乙烯、6份的聚碳酸酯、8份的碳酸鈣通過側邊入料機加 入螺杆壓出機，同時將步驟a製得的反應物加入螺杆壓出機中熔融反應，螺杆壓出機的溫 度為170°C，同時在低溫或常溫下造粒，製得聚氨酯膠粒； C、聚氨酯膠粒經熟成後，製得聚氨酯熱熔膠。
[0027] 實施例4。
[0028] 本實施例的高硬度的聚氨酯熱熔膠的製備方法，它包括以下製備步驟： a、將重量份為65份的聚酯多元醇、8份的XDI、12份的H12MDIU份的己二醇、1份的 3-甲基1，5-戊二醇、1份的1，4-環己烷二甲醇、1份的對苯二酚雙（2-羥乙基）醚混合反 應，反應的溫度為230°C，製得反應物； 其中，聚酯多元醇是由三羥甲基丙烷、甘油的混合物與對苯二甲酸、苯酐的混合物按照 1. 4:1的摩爾比例經過真空熔融法進行脫醇及脫水縮聚而成，在真空熔融法中，先將以上比 例的原料在150°C下進行初期酯化反應I. 4h，接著升溫到230°C，以減壓脫水方式直至聚酯 多元醇的羥值為120mgK0H/g，酸值為0· lmgKOH/g，MW為3000。
[0029] b、將3份的聚對苯二甲酸乙二酯、4份的聚對苯二甲酸乙二醇酯-1，4-環己烷二甲 醇酯、3份的氫氧化鎂通過小型雙軸機加入螺杆壓出機，同時將步驟a製得的反應物加入螺 杆壓出機中熔融反應，螺杆壓出機的溫度為185°C，同時在低溫或常溫下造粒，製得聚氨酯 膠粒； c、聚氨酯膠粒經熟成後，製得聚氨酯熱熔膠。
[0030] 實施例5。
[0031] 本實施例的高硬度的聚氨酯熱熔膠的製備方法，它包括以下製備步驟： a、將重量份為70份的聚酯多元醇、10份的4, 4-MDIU5份的2, 4-MDI、l份的乙二醇、1 份的丙二醇、1份的1，3-丁二醇、1份的1，4-丁二醇、1份的2-甲基-1，3-丙二醇混合反 應，反應的溫度為250°C，製得反應物； 其中，聚酯多元醇是由丁二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷的混合物與己二酸、間苯二甲 酸、苯酐按照1.5:1的摩爾比例經過真空熔融法進行脫醇及脫水縮聚而成，在真空熔融法 中，先將以上比例的原料在160°C下進行初期酯化反應lh，接著升溫到250°C，以減壓脫水 方式直至聚酯多元醇的羥值為150mgK0H/g，酸值為0. 01mgK0H/g，MW為4000。
[0032] b、將1份的乙烯-醋酸乙烯共聚物、2份的聚甲基丙烯酸甲酯、2份的聚氧化聚甲 醛通過小型單軸機加入螺杆壓出機，同時將步驟a製得的反應物加入螺杆壓出機中熔融反 應，螺杆壓出機的溫度為200°C，同時在低溫或常溫下造粒，製得聚氨酯膠粒； c、聚氨酯膠粒經熟成後，製得聚氨酯熱熔膠。
[0033] 本發明的實施例1~實施例5製得的高硬度的聚氨酯熱熔膠的性能檢測數據見表 1〇
[0034]表1
【權利要求】
1. 一種高硬度的聚氨酯熱熔膠，其特徵在於：它由以下重量份的原料組成： 聚酯多元醇 50-70份 二異氰酸酯 8-25份 擴鏈劑 0-5份 填料助劑 5-35份； 其中，聚酯多元醇的羥值為28?150mgK0H/g，酸值為0.01?5mgKOH/g，MW為700?4000。
2. 根據權利要求1所述的一種高硬度的聚氨酯熱熔膠，其特徵在於：它由以下重量份 的原料組成： 聚酯多元醇 55-65份 二異氰酸酯 15-20份 擴鏈劑 1-4份 填料助劑 15-25份。
3. 根據權利要求1所述的一種高硬度的聚氨酯熱熔膠，其特徵在於：它由以下重量份 的原料組成： 聚酯多元醇 60份 二異氰酸酯 18份 擴鏈劑 2份 填料助劑 20份。
4. 根據權利要求1所述的一種高硬度的聚氨酯熱熔膠，其特徵在於：聚酯多元醇是由 多元酸、多元酯中的任一種或兩者的混合物與多元醇按照1 :〇. 9~1. 5的摩爾比例經過真空 熔融法進行脫醇及脫水縮聚而成，在真空熔融法中，先將以上比例的原料在12(T16(TC下進 行初期酯化反應廣2h，接著升溫到18(T250°C，以減壓脫水方式直至聚酯多元醇的羥值為 28?150mgK0H/g，酸值為 0· 01 ?0· 5mgKOH/g，MW 為 700?4000。
5. 根據權利要求4所述的一種高硬度的聚氨酯熱熔膠，其特徵在於：多元醇為二甘醇、 丁二醇、丙二醇、己二醇、新戊二醇、2-甲基丙二醇、三羥甲基丙烷、甘油中的任意一種或幾 種的混合物； 多元酸為己二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸中的任意一種或幾種的混合物； 多元酯為苯酐。
6. 根據權利要求1所述的一種高硬度的聚氨酯熱熔膠，其特徵在於：二異氰酸酯包括 4, 4-MDI、2, 4-MDI、特種 MDI、IPDI、PPDI、TMXDI、H12MDI、HDI、XDI 中的任意一種或幾種的 混合物，其中，特種MDI由重量比為3-7的4, 4-MDI和2, 4-MDI組成。
7. 根據權利要求1所述的一種高硬度的聚氨酯熱熔膠，其特徵在於：擴鏈劑為乙二醇、 丙二醇、1，3_ 丁二醇、1，4_ 丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基1，5_戊二醇、 1，4-環己烷二甲醇、對苯二酚雙（2-羥乙基）醚、4-羥乙基氧乙基-1-羥乙基苯二醚、間苯 二酚-雙（β-羥乙基）醚、3-羥乙基氧乙基-1-羥乙基苯二醚中的任意一種或幾種的混合 物。
8. 根據權利要求1所述的一種高硬度的聚氨酯熱熔膠，其特徵在於：填料助劑為聚丙 烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚苯乙烯、耐衝擊性聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸 乙二酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1，4-環己烷二甲醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙 烯酸甲酯、炭黑、白碳煙、碳酸鈣、氫氧化鎂、聚氧化聚甲醛中的任意一種或幾種的混合物。
9. 權利要求1-8任意一項所述的一種高硬度的聚氨酯熱熔膠的製備方法，其特徵在 於：它包括以下製備步驟： a、 按重量份將聚酯多元醇、二異氰酸酯、擴鏈劑混合反應，反應的溫度為180-250°C，制 得反應物； b、 將填料助劑及步驟a製得的反應物加入螺杆壓出機中熔融反應，螺杆壓出機的溫度 為140-200°C，同時在低溫或常溫下造粒，製得聚氨酯膠粒； c、 聚氨酯膠粒經熟成後，製得聚氨酯熱熔膠。
10. 根據權利要求9所述的一種高硬度的聚氨酯熱熔膠的製備方法，其特徵在於：步驟 b中，填料助劑通過粉料餵料機、Loss in Weight入料機、側邊入料機、小型雙軸機或小型單 軸機中的任意一種設備加入螺杆壓出機，添加劑量的誤差小於2%。
【文檔編號】C09J11/08GK104212403SQ201410506762
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月28日 優先權日:2014年9月28日
【發明者】劉山榮, 劉殷良 申請人:東莞宏石功能材料科技有限公司