一種ptmg改性溼固化聚氨酯熱熔膠及其製備方法
2023-10-10 01:48:29
一種ptmg改性溼固化聚氨酯熱熔膠及其製備方法
【專利摘要】本發明公開一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠及其製備方法，該熱熔膠產品的原料組成按質量計，包括：聚丙二醇18-35份，聚四氫呋喃二醇15-30份，聚己二酸-1,6己二醇酯二醇8份，抗氧劑0.5份，增粘樹脂15-20份，4,4』-二苯基甲烷二異氰酸酯24-25份，催化劑0.01份，擴鏈劑0-0.5份，矽烷偶聯劑0-2份，白炭黑0-0.5份。通過本發明製得的PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，具有剝離強度高、耐水洗性能好、柔韌性好、環保等優點。
【專利說明】一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 溼固化聚氨酯熱熔膠（以下簡稱TOR)是一類含端-NC0基團的聚氨酯膠粘劑。使 用時，加熱熔融施膠，待膠層冷卻物理固化產生初步的粘接力後，膠層中的端NC0再與空氣 中的溼氣或被粘物表面的活潑氫化合物反應，產生化學交聯固化。溼固化聚氨酯熱熔膠不 僅具有傳統熱塑性熱熔膠快速粘接定位、提供較高的初粘強度優點，也能進一步固化交聯， 使膠層的粘接力、內聚強度等都能得到明顯的提高。因此，溼固化聚氨酯熱熔膠廣泛應用 於紡織品複合、橡膠、塑料、金屬與汽車製造、紡織業、製鞋業、書刊裝訂、木材工業及家具行 業、電子行業等的粘接。而紡織品複合用PUR要求具有較好的剝離強度強度、較好的耐水 解性能和柔軟性。
[0003] TOR有聚醚型和聚酯型兩種。聚醚型溼固化聚氨酯熱熔性膠粘劑具有熔融粘度低、 熔體粘度穩定性好、耐水解性能好、柔韌性好、成本低等優點，但剝離強度較低；而聚酯型 溼固化聚氨酯熱熔性膠粘劑具有很好的初粘和終粘強度，但是耐水解性能差、柔韌性差；因 此，如何製備開發一個PUR產品，使之既具有聚醚型溼固化聚氨酯熱熔膠耐水解性能好、柔 韌性好、成本低的優點，又具有聚酯型溼固化聚氨酯熱熔膠剝離強度高的優勢，也是當前面 臨的一個難題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於：解決上述技術問題，提供一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠 及其製備方法，使得改性後的產品不僅具有聚醚型溼固化聚氨酯熱熔膠耐水解性能好、柔 韌性好、成本低的優點，又具有聚酯型溼固化聚氨酯熱熔膠剝離強度高的優勢。
[0005] 本發明所採用的技術方案為： 一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，其組成按質量份數計，包括：聚丙二醇18-35份， 聚四氫呋喃二醇（PTMG)15-30份，聚己二酸-1，6己二醇酯二醇8份，抗氧劑0. 5份，增粘樹 脂15-20份，4, 4' -二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI) 24-25份，催化劑0. 01份，擴鏈劑0-0. 5 份，矽烷偶聯劑0-2份，白炭黑0-0. 5份； 上述聚丙二醇的分子量為1000 ; 上述聚四氫呋喃二醇的分子量為1000 ; 上述聚己二酸-1，6己二醇酯二醇的分子量為3000 ; 上述抗氧劑選自四￠- (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3, 5-二 叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八烷醇酯、0 _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八醇 酯、￠-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇酯、十八烷基-3, 5-雙（1，1-二甲基乙 基）-4-羥基苯丙酸酯、十八烷基3-(3, 5-二叔丁基-4-羥苯基）丙酸酯中的一種或兩種； 上述增粘樹脂為丙烯酸樹脂； 上述催化劑為辛酸亞錫； 上述擴鏈劑為1，4-丁二醇； 上述矽烷偶聯劑選自甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、縮水甘油醚氧丙基 二甲氧基娃燒； 上述PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠的製備方法，包括如下步驟： (1) 原料的選取； (2) 將聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇（PTMG)、聚己二酸-1，6己二醇酯二醇、抗氧劑攪拌混 合，加熱升溫至120°C左右，在真空度小於lOOPa下，脫水0. 5h ; (3) 加入增粘樹脂，繼續升溫至135-140°C，在真空度小於lOOPa下，脫水1. 5h ; (4) 降溫至87°C，加入4, 4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)、催化劑，攪拌，在真空度小 於lOOPa、反應溫度85-90°C條件下反應70min ; (5) 加入擴鏈劑，在真空度小於lOOPa、反應溫度85-90°C下繼續反應50min ; (6) 降溫至70-80°C，加入矽烷偶聯劑，在真空度小於lOOPa、反應溫度70-80°C下繼續 反應lh ; (7) 加入白炭黑，在真空度小於lOOPa條件下快速攪拌lh ; (8) 保持出料溫度在85-100 °C，氮氣保護下快速出料並封裝於鋁箔袋中； (9) 包裝好後在80-85°C的烘箱中熟化4h，產品完成。
[0006] 上述步驟（5)至步驟（7)中，當所用組成份數為0時，即省略該步驟進行後續步驟。
[0007] 本發明的有益效果： 本發明製備的一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，採用低分子量以及具有結晶型的 聚醚多元醇、少量聚酯多元醇為主要的多元醇組分，同時採用丙烯酸樹脂為主要增粘樹脂 成分，並引入了矽烷偶聯劑增加了溼固化聚氨酯熱熔膠對粘接材料的浸潤性，合成了主要 應用於紡織品複合領域的PUR產品，它不僅具有聚醚型溼固化聚氨酯熱熔膠耐水解性能 好、柔韌性好、成本低的優點，又具有聚酯型溼固化聚氨酯熱熔膠剝離強度高的優勢，克服 了以前聚醚型溼固化聚氨酯熱熔膠剝離強度不高和聚酯型溼固化聚氨酯熱熔膠耐水解性 能差、柔韌性差的缺點。
【具體實施方式】
[0008] 下面通過實施例對本發明進一步闡述，但並不限制本發明。
[0009] 本發明的各實施例中涉及的原料信息如下： 4,4' -二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI):水白色固體，純MDI，日本NP0公司； 增粘樹脂BR-113 :白色粉粒，即丙烯酸樹脂，牌號BR-113,日本三井化學； 聚丙二醇：無色粘稠液體，牌號DP-1000,分子量1000,崑山市國都化工； 聚四氫呋喃二醇：無色液體或白色膏狀固體，牌號PTMG-1000,分子量1000,日本三菱 化學； 聚酯多元醇3000H :白色固體，聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇，牌號3000H，分子量 3000,旭川化學（崑山）有限公司； 抗氧劑1010:四[￠-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯，即抗氧劑 1010,白色結晶粉末，熔點：110. 0 -125. 0°C，透光率：425nm彡90%，500nm彡95%，北京迪 龍化工有限公司； 抗氧劑1076 : 0 - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯，白色粉末或顆粒， 熔點50-55°C，灰分〈0? 10%，揮發分〈0? 50%，透光率：425nm彡96%，500nm彡98% ;含量大於 98%，北京迪龍化工有限公司； 催化劑辛酸亞錫：淡黃色油狀液體，可溶於多元醇類及大多數有機溶劑，不溶於醇及 水，亞錫含量（佔總錫量的）96%以上，錫含量：28%±0. 5%，黏度（20°C ):彡500mPa. s，密度 (25°〇:(1.25±0.02)8/〇113，折射率（20°〇 :1.495±0.005，凝固點：-25°〇，閃點：142°〇， 上海敏晨化工有限公司； 矽烷偶聯劑：牌號Z-6030,中文名甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷，本品為無 色至淺黃色透明液體，熔點為_48°C，沸點190°C，密度P 201.045g/cm3,折光率n d2(i1.431。 溶於有機溶劑、醇、苯、甲苯等，不溶於水，在pH值為4-5的酸性水中，水解成矽醇，南京品 寧偶聯劑有限公司； 娃燒偶聯劑：牌號Z-6040,中文名y-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基娃燒，本品外觀 為無色透明液體，溶於丙酮、苯、乙醚、滷代烴等有機溶劑，在水中水解。沸點290°C，密度 (25°〇4/1111) 1.065，折光率11 1)251.431，閃點1101：，含量為彡97%，南京品寧偶聯劑有限 公司； 白炭黑：牌號A200,白色粉末狀氣相二氧化娃，比表面積175 m2 /g，平均粒徑3 y m，二 氧化娃含量98%，德固賽有限公司； 壓燙機：HP-600LCS，日本羽島公司。
[0010] 實施例1 一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，按質量份數取以下成分：聚丙二醇35份，聚四 氫呋喃二醇15份，聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇8份，抗氧劑0. 5份，增粘樹脂15. 99份， 4, 4' -二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI) 25份，催化劑0. 01份，白炭黑0. 5份。
[0011] 製備步驟如下： (1) 原料的選取； (2) 將聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇、抗氧劑攪拌混合，力口 熱升溫至120°C左右，在真空度小於lOOPa下，脫水0. 5h ; (3) 加入增粘樹脂，繼續升溫至135-140°C，在真空度小於lOOPa下，脫水1. 5h ; (4) 降溫至87°C，加入4, 4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)、催化劑，攪拌，在真空度小 於 100Pa、85-90°C下反應 2h ; (5) 加入白炭黑，在真空度小於lOOPa條件下快速攪拌lh ; (6) 保持出料溫度在85-100 °C (依據產品黏度決定)，氮氣保護下快速出料並封裝於 錯猜袋中； (7) 包裝好後在80-85°C的烘箱中熟化4h，所得產品標記為A。
[0012] 實施例2 一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，按質量份數取以下成分：聚丙二醇30份，聚四氫 呋喃二醇20份，聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇8份，抗氧劑0. 5份，增粘樹脂15份，4, 4'-二 苯基甲烷二異氰酸酯（MDI) 24份，催化劑0. 01份，矽烷偶聯劑2份，白炭黑0. 49份。
[0013] 製備步驟如下： (1) 原料的選取； (2) 將聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇、抗氧劑攪拌混合，力口 熱升溫至120°C左右，在真空度小於lOOPa下，脫水0. 5h ; (3) 加入增粘樹脂，繼續升溫至135-140°C，在真空度小於lOOPa下，脫水1. 5h ; (4) 降溫至87°C，加入4, 4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)、催化劑，攪拌，在真空度小 於lOOPa、反應溫度85-90°C條件下反應2h ; (5) 降溫至70-80°C，加入矽烷偶聯劑，在真空度小於lOOPa、反應溫度70-80°C下繼續 反應lh ; (6) 加入白炭黑，在真空度小於lOOPa條件下快速攪拌lh ; (7) 保持出料溫度在85-100 °C (依據產品黏度決定)，氮氣保護下快速出料並封裝於 錯猜袋中； (8) 包裝好後在80-85°C的烘箱中熟化4h，所得產品標記為B。
[0014] 實施例3 一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，按質量份數取以下成分：聚丙二醇18. 99份，聚 四氫呋喃二醇30份，聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇8份，抗氧劑0. 5份，增粘樹脂15份， 4, 4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI )25份，催化劑0. 01份，矽烷偶聯劑2份，白炭黑0. 5份。
[0015] 製備步驟如下： (1) 原料的選取； (2) 將聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇、抗氧劑攪拌混合，力口 熱升溫至120°C左右，在真空度小於lOOPa下，脫水0. 5h ; (3) 加入增粘樹脂，繼續升溫至135-140°C，在真空度小於lOOPa下，脫水1. 5h ; (4) 降溫至87°C，加入4, 4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)、催化劑，攪拌，在真空度小 於lOOPa、反應溫度85-90°C條件下反應2h ; (5) 降溫至70-80°C，加入矽烷偶聯劑，在真空度小於lOOPa、反應溫度70-80°C下繼續 反應lh ; (6) 加入白炭黑，在真空度小於lOOPa條件下快速攪拌lh ; (7) 保持出料溫度在85-100 °C (依據產品黏度決定)，氮氣保護下快速出料並封裝於 錯猜袋中； (8) 包裝好後在80-85°C的烘箱中熟化4h，所得產品標記為C。
[0016] 實施例4 一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，按質量份數取以下成分：聚丙二醇20份，聚四氫 呋喃二醇26份，聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇8份，抗氧劑0. 5份，增粘樹脂20份，4, 4'-二 苯基甲烷二異氰酸酯（MDI) 24份，催化劑0. 01份，擴鏈劑0. 5份，矽烷偶聯劑0. 99份。
[0017] 製備步驟如下： (1) 原料的選取； (2) 將聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇、抗氧劑攪拌混合，力口 熱升溫至120°C左右，在真空度小於lOOPa下，脫水0. 5h ; (3) 加入增粘樹脂，繼續升溫至135-140°C，在真空度小於lOOPa下，脫水1. 5h ; (4) 降溫至87°C，加入4, 4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)、催化劑，攪拌，在真空度小 於lOOPa、反應溫度85-90°C條件下反應70min ; (5) 加入擴鏈劑，在真空度小於lOOPa、反應溫度85-90°C下繼續反應50min ; (6) 降溫至70-80°C，加入矽烷偶聯劑，在真空度小於lOOPa、反應溫度70-80°C下繼續 反應lh ; (7) 保持出料溫度在85-100 °C (依據產品黏度決定)，氮氣保護下快速出料並封裝於 錯猜袋中； (8) 包裝好後在80-85°C的烘箱中熟化4h，所得產品標記為D。
[0018] 實施例5 一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，按質量份數取以下成分：聚丙二醇18份，聚四 氫呋喃二醇26. 99份，聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇8份，抗氧劑0. 5份，增粘樹脂20份， 4, 4' -二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI) 24份，催化劑0. 01份，擴鏈劑0. 5分份，矽烷偶聯劑1 份，白炭黑0.5份。
[0019] 製備步驟如下： (1) 原料的選取； (2) 將聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇、抗氧劑攪拌混合，力口 熱升溫至120°C左右，在真空度小於100Pa下，脫水0. 5h ; (3) 加入增粘樹脂，繼續升溫至135-140°C，在真空度小於100Pa下，脫水1. 5h ; (4) 降溫至87°C，加入4, 4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)、催化劑，攪拌，在真空度小 於100Pa、反應溫度85-90°C條件下反應2h ; (5) 加入擴鏈劑，在真空度小於100Pa、反應溫度85-90°C下繼續反應50min ; (6) 降溫至70-80°C，加入矽烷偶聯劑，在真空度小於100Pa、反應溫度70-80°C下繼續 反應lh ; (7) 加入白炭黑，在真空度小於100Pa條件下快速攪拌lh ; (8) 保持出料溫度在85-100 °C (依據產品黏度決定)，氮氣保護下快速出料並封裝於 錯猜袋中； (9) 包裝好後在80-85°C的烘箱中熟化4h，所得產品標記為E。
[0020] 實施例產品及相關產品應用測試 分別將上述實施例所得的一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠A、B、C、D、E和富樂 TL0697、波士膠同類產品在70°C的溫度下進行加熱然後用0. 45 y m孔徑的圓網塗布於35D 的滌棉面料上，然後和35D的滌棉面料進行複合，然後將複合後的布料用壓燙機下進行燙 壓(壓燙條件50°C、lkgf/cm 2壓力、10s)，檢測其上膠量(單位面積布料所含膠的質量)，置於 20°C、溼度80%的恆溫恆溼環境中放置48h。將塗膠布料剪成寬2. 5cm、長10cm的布條，測 試其剝離強度，經水洗25次後再測試其剝離強度，具體結果見表1。
[0021] 表1紡織品複合用溼固化聚氨酯熱熔膠的性能參數及應用試驗結果
【權利要求】
1. 一種PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，其特徵在於，其組成按質量份數計，包括：聚丙 二醇18-35份，聚四氫呋喃二醇15-30份，聚己二酸-1，6己二醇酯二醇8份，抗氧劑0. 5份， 增粘樹脂15-20份，4, 4' -二苯基甲烷二異氰酸酯24-25份，催化劑0. 01份，擴鏈劑0-0. 5 份，矽烷偶聯劑0-2份，白炭黑0_0. 5份，且所述聚丙二醇與所述聚四氫呋喃二醇的分子量 均為1000,所述聚己二酸-1，6己二醇酯二醇的分子量為3000。
2. 如權利要求1所述的PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，其特徵在於，所述抗氧劑選自 (四[0 - (3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯 基）丙酸正十八烷醇酯、￠-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八醇酯、￠-(3, 5-二叔 丁基-4-輕基苯基）丙酸十八碳醇酯、十八燒基-3, 5-雙（1，1-二甲基乙基）_4_輕基苯丙 酸酯、十八烷基3-(3, 5-二叔丁基-4-羥苯基）丙酸酯中的一種或兩種。
3. 如權利要求1所述的PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，其特徵在於，所述增粘樹脂為 丙烯酸樹脂。
4. 如權利要求1所述的PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，其特徵在於，所述催化劑為辛 酸亞錫。
5. 如權利要求1所述的PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，其特徵在於，所述擴鏈劑為 1，4_ 丁二醇。
6. 如權利要求1所述的PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠，其特徵在於，所述矽烷偶聯劑 選自甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷。
7. 如權利要求1-6任一項所述的PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠的製備方法，其特徵在 於，包括如下步驟： (1) 原料的選取； (2) 將聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇（PTMG)、聚己二酸-1，6己二醇酯二醇、抗氧劑攪拌混 合，加熱升溫至120°C左右，在真空度小於lOOPa下，脫水0. 5h ; (3) 加入增粘樹脂，繼續升溫至135-140°C，在真空度小於lOOPa下，脫水1. 5h ; (4) 降溫至87°C，加入4, 4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI)、催化劑，攪拌，在真空度小 於lOOPa、反應溫度85-90°C條件下反應70min ; (5) 加入擴鏈劑，在真空度小於lOOPa、反應溫度85-90°C下繼續反應50min ; (6) 降溫至70-80°C，加入矽烷偶聯劑，在真空度小於lOOPa、反應溫度70-80°C下繼續 反應lh ; (7) 加入白炭黑，在真空度小於lOOPa條件下快速攪拌lh ; (8) 保持出料溫度在85-100 °C，氮氣保護下快速出料並封裝於鋁箔袋中； (9) 包裝好後在80-85°C的烘箱中熟化4h，產品完成。
8. 如權利要求7所述的PTMG改性溼固化聚氨酯熱熔膠的製備方法，其特徵在於，上述 步驟（5)至步驟（7)中，當所用原料份數為0時，即省略該步驟進行後續步驟。
【文檔編號】C09J175/08GK104449537SQ201410691126
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月26日 優先權日:2014年11月26日
【發明者】李哲龍, 朱萬育, 肖虎鵬, 曾作祥 申請人:上海天洋熱熔粘接材料股份有限公司, 崑山天洋熱熔膠有限公司, 華東理工大學