一种可实现快速定位的聚氨酯热熔胶的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种可实现快速定位的聚氨酯热熔胶的制备方法，属于化学胶黏剂领 域。
【背景技术】
[0002] 当前，在触摸屏封装制造的流水线环节中，对提高生产效率的要求极为迫切。目前 普遍使用传统的热熔胶进行定位封装。由于传统的热熔胶初粘力低，定位时间长，粘接强度 低，其5分钟的初始定位强度不足0.IMPa，因此必须通过固定器具进行保压，以满足压合的 质量。为了确保器件能够满足封装贴合的要求，一般情况下保压的时间需要2小时以上，严 重制约了触摸屏封装制造的生产效率，而且保压器具很多，浪费了大量的资源和空间，提高 了制造的成本。同时，因为传统热熔胶粘接强度低的缺点，24小时的粘接强度不足4.OMPa， 造成产品废品率高。因此，研发一种快速定位封装材料，成为该领域的迫切需求。
[0003] 研发快速定位封装材料在国外发展迅猛，主要公司包括汉高、富乐、3M公司等。我 国起步比较晚，研发机构较少，主要包括烟台德邦科技有限公司等。因此快速定位封装材料 的研发，市场潜力巨大。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中聚氨酯热熔胶存在的初粘强度低、无法快速定位、抗冷热冲 击性能差、耐盐雾性能差、耐老化性能差以及粘接强度低的弱点，本发明提供一种可实现快 速定位的聚氨酯热熔胶及其制备方法，其制备的聚氨酯热熔胶为单组分湿气固化聚氨酯胶 粘剂，属于无溶剂环保型胶黏剂行业，适于塑料和多种金属基材的粘接。
[0005] 本发明涉及一种可实现快速定位的聚氨酯热熔胶，具备高初粘性，施胶后5min的 粘接强度高于〇. 5MPa，可实现快速定位，然后该材料可通过后固化发生交联反应，从而提高 材料的本体强度、耐热性、耐水和耐化学性能。
[0006] 本发明的可实现快速定位的聚氨酯热熔胶可以体现出几大优势：（1)良好的柔韧 性和粘接强度，可以克服不同材料间的膨胀系数差异的影响，应力分布均匀，从而封装不同 类型的基材；（2)初粘强度高：施胶后5min的粘接强度高于0. 5MPa; (3)开放时间短：小于 3min; (4)粘度低易操作：100°C熔融黏度低于8Pa.S; (5)热稳定性好：120°C加热5小时粘 度升高值低于30% ; (6)耐跌落性能好：滚筒跌落高于300次；（7)最终强度高：PC同PET材 料粘接强度高于7MPa。
[0007] 本发明的聚氨酯热熔胶可实现快速定位的机理是：采用二甲苯甲醛树脂和特种丙 烯酸树脂作为复合改性剂，二者发挥协同作用，产生一加一大于二的效果。采用的丙烯酸树 脂为具有特殊分子官能结构的树脂，其活性官能团能够与异氰酸酯发生接枝聚合反应，有 效地改善了热熔胶的结晶性，从而实现快速定位功能。采用的二甲苯甲醛树脂作为高效增 粘剂，参与对异氰酸酯反应，提高了热熔胶的初始粘接强度，从而实现快速定位的功能，同 时二甲苯甲醛树脂作为增韧剂，有效地提高了产品的柔韧性、抗冲击性及耐水耐老化性能。 另外，硅氧烷杂化异氰酸酯基团发生湿固化交联反应，生成强韧性的致密体型大分子，从而 获得最终的高强度。
[0008] 本发明的技术方案如下：一种可实现快速定位的聚氨酯热熔胶的制备方法，制备 步骤为： a.将反应性增粘剂5~20份，氢化双酚A计1~8份加入反应釜中，于 110°C、-0. 095MPa脱水2h，降温至70°C，加入催化剂0. 01~0. 05份，多异氰酸酯10~45 份，以400~700转/分钟的转速搅拌，于70°C~80°C反应1~3小时。再加入硅烷改性 剂20~30份，于70°C~80°C反应2~5小时，制得硅烷封端改性预聚体，氢化双酚A能够 赋予胶黏剂的骨架刚性结构，提高粘接强度和抗冲击性能。
[0009] b.将聚酯多元醇40~65份、聚醚多元醇15~35份、丙烯酸树脂10~30份于 120°C、-0. 095MPa进行脱水2h，脱水完毕后，加入多异氰酸酯12~35份，以400~700转 /分钟的转速搅拌，于l〇〇°C~120°C下反应1~3小时，再加入本步骤a制备的硅烷封端改 性预聚体5~25份、抗氧剂0. 02份~1份、催化剂0. 001~0. 1份，升温到110°C，抽真空 至-0. 095MPa以下，脱除气泡30min，出料，密闭包装，制得快速定位的聚氨酯热熔胶。
[0010] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进： 进一步，所述步骤a和b中的多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯（TDI-80、TDI-100)、二 苯基甲烷_4,4 '-二异氰酸酯（MDI)、六甲撑二异氰酸酯（HDI)、间苯二甲撑二异氰酸酯 (M-XDI)、多次甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI)、三苯基甲烷三异氰酸酯（TTI)、2,4-甲苯二 异氰酸酯三聚体、HDI三聚体、1，5-萘二异氰酸酯、氢化TDI、氢化MDI中的至少一种。优选 为烟台万华股份有限公司市售的4, 4'二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、德国拜耳公司市售的甲 苯二异氰酸酯TDI-80、TDI-100和HDI三聚体DesmodurN3300中的一种或几种的混合物。
[0011] 进一步，所述步骤a中反应性增粘剂为二甲苯甲醛树脂。优选牌号为日本三菱瓦 斯公司市售的商品名为"Nikanol"树脂。
[0012] 采用上述进一步方案的有益效果是二甲苯甲醛树脂分子结构中含有羟基、醚键等 活性基团，分子组成中有80%以上为二甲苯次甲基结构，自身有很好的韧性基团和耐水性 能，其活性氧含量9~12%，羟基值4. 5%。本发明选用它作为增粘剂和增韧剂，参与对异氰 酸酯反应，提高了热熔胶的初始粘接强度，从而实现快速定位的功能，同时也有效地提高了 产品的柔韧性、最终粘接强度、抗冲击性及耐水耐老化性能。
[0013] 进一步，所述步骤a和b中的催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、辛酸铅、三乙 胺、三亚乙基二胺、辛酸钴、辛酸铁、环烷酸锌、钛酸四异丁酯、二吗啉基二乙基醚（DMDEE)中 的至少一种。
[0014] 进一步，所述步骤a中硅烷改性剂为佛山道宁公司的有机硅烷Y9669、KH550、 KH560、A189中的一种或几种。
[0015] 采用上述进一步方案的有益效果是，采用硅烷杂化聚氨酯技术，分子结构中特有 的硅氧烷型基团可以生成体型结构，使聚合物在反应扩链后呈三维网状结构发展，可以引 发更长的耐荷分子链，赋予胶黏剂更长的延伸率，更高的撕裂强度、拉伸强度和剥离强度， 以及更好的附着力。
[0016] 进一步，所述步骤b中聚醚多元醇为分子量在1000~4000的聚氧化丙烯二元醇、 聚氧化丙烯-氧化乙烯二元醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇中的一 种，优选为市售的PTMG2000、PTMG3000、PPG204、PPG210、PPG220中的一种或两种的混合物。
[0017] 进一步，所述步骤b中聚酯多元醇为己二酸与1，4-丁二醇、新戊二醇、乙二醇、二 甘醇和1，6-己二醇中的至少一种二元醇聚合而成，所述聚己二酸己二醇酯二醇优选为江 苏旭川化学公司市售的XCP-3000H，其羟值为35~39mgK0H/g，酸值为0. 1~0. 8mgK0H/g， 所述聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇优选为青岛新宇田化工有限公司市售的P0L-356T，其羟 值为 53 ~59mgK0H/g，酸值为 0? 1 ~0? 8mgK0H/g。
[0018] 采用上述进一步方案的有益效果是，本发明采用的多元醇有多种结晶性或非结晶 性多元醇混合组成，增加结晶性多元醇的量可以提高初始强度，但是结晶性过大，胶层致 密，会妨碍水汽进入，使固化速度减慢；增加非结晶性多元醇的量可以延长开放时间，但初 始强度会降低。因此需要平衡各种多元醇的用量，以期获得良好的性能。
[0019] 进一步，所述步骤b中丙烯酸树脂，具体为烟台联邦公司所产的DB256、DB66、DB68 中的一种。
[0020] 采用上述进一步方案的有益效果是，本发明采用烟台联邦公司所产的丙烯酸树脂 为具有未知具体结构的特殊分子官能结构的树脂，其活性官能团能够与异氰酸酯发生接枝 聚合反应，有效地改善了热熔胶的结晶性，从而实现快速定位功能。
[0021] 进一步，所述步骤b中抗氧剂为市售的抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的 至少一种。
[0022] 采用上述进一步方案的有益效果是，抗氧剂能够提高胶黏剂的抗老化性能。
[0023] 使用时，先开启加热系统，温度设置为100~160°C，用胶枪涂胶，在开放时间内尽 快压合，室温7天可以达到最终强度。
[0024] 本发明是为了解决现有技术中聚氨酯热熔胶存在的初始粘接强度低、抗冲击性能 差、耐水性能差、耐老化性能差以及固化速度慢的弱点，提供一种可实现快速定位的聚氨酯 热熔胶的制备方法，属于无溶剂环保型胶黏剂行业，制得的聚氨酯热熔胶可以满足塑料和 多种金属基材的复合粘接，给聚氨酯胶性能带来极大的改善。
[0025] 本发明制备的聚氨酯热熔胶，具有良好的初始强度，可实现高效快速的定位功能， 而且其粘接强度、柔韧性、抗冲击性、耐水、耐老化性能以及固化速度都非常优异，比目前市 面上的同类胶黏剂有极大的提高，能够满足手机、通讯设备等高端制造领域的苛刻要求。
【具体实施方式】
[0026] 以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限 定本发明的范围。
[0027] 以下实施例中的原料均为重量份数；聚醚多元醇PPG210、聚醚多元醇PPG220、聚 醚多元醇PPG204为天津石化三厂市售；聚酯多元醇P0L-356T为青岛新宇田化工有限公司 市售，其羟值为53~59mgK0H/g，酸值为0. 1~0. 8mgK0H/g;聚酯多元醇XCP-3000H为江 苏旭川化学公司市售，其羟值为35~39mgK0H/g，酸值为0. 1~0. 8mgK0H/g;反应性增粘 剂"Nikanol"树脂为日本三菱瓦斯公司市售；4, 4'二苯基甲烷二异氰酸酯MDI为烟台万华 股份有限公司市售；甲苯二异氰酸酯I'D〗 80、TDI-100、DesmodurN3300为德国拜耳公司市 售；丙烯酸树脂为烟台联邦公司所产的DB256、DB66、DB68中的至少一种。
[0028] 实施例1 : 1)将反应性增塑剂"Nikanol"树脂5份，氢化双酚A计8份加入反应 釜中，于110°C、-0. 095MPa