一种具有很短开放时间和高弹性的聚氨酯胶黏剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚氨酯胶黏剂及其应用。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯（PU)是一种性能优越的高分子合成材料，在泡沫塑料、弹性体、胶黏剂和 涂料等领域得到了广泛应用。聚氨酯类胶黏剂具有优异的粘结性能以及良好的柔韧性、耐 冲击性、耐溶剂性、耐磨性、曲挠性和耐低温性能等而广泛应用于复合薄膜、制鞋、皮革、织 物、汽车、木材、土木建筑等工业部门及民用领域。但是现有的聚氨酯类热熔胶很难在保证 较短的开放时间下，兼顾较高的粘接强度和较好的柔韧性。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种聚氨酯基胶黏剂。施完胶后，其表面可以在极短的时 间内（半分钟内）失去粘性，与此同时，粘接后的部件不但具有较高的粘接强度，而且韧性 也很好。因此可以方便用户，大大加快用户的装配效率并达到良好的粘接效果。
[0004] 此外，本发明的目的还在于提供所述聚氨酯基胶黏剂可以作为支撑垫片材料的用 途。
[0005] 根据本发明的一具体实施例，可提供一种聚氨酯胶黏剂，其软段为聚醚或聚酯或 它们的混合物；硬段为异氰酸酯或其混合物。
[0006] 优选地，所述聚氨酯胶黏剂，按质量百分比由以下原料组成：聚醚多元醇或聚酯多 元醇或以上两者的混合物20% -36%、热塑性树脂48% -70%、异氰酸酯13% -15%、催化 剂0. 5%和硅烷偶联剂1%，以上百分比总和为100%。
[0007] 本发明者的研究结果表明，软段中混合聚醚种类和比例会极大地影响开放时间和 本体强度。一般来说，PPG的含量越大，开放时间越长，但断裂伸长率越高。
[0008] 另一方面，本发明者发现，通过调控硬段中异氰酸酯的官能度，可以调配开放时间 的长短和断裂伸长率的高低，官能度越多，开放时间响应减短，断裂伸长率也有所降低。
[0009] 所述异氰酸酯类化合物表示分子链终端带有两个及以上异氰酸酯基（socyanate) 的化合物。其可为脂肪族，芳香族甚至脂肪族和芳香族的混合物。这种多异氰酸酯类 化合物的实例有：甲苯二异氰酸酯，二苯基甲基二异氰酸酯，1，6-六亚甲基二异氰酸酯， 1，12-十二烷二异氰酸酯，环己烷-1，3-二异氰酸酯，环丁烷-1，3-二异氰酸酯，环己 烷-1，3-二异氰酸酯，六氢-1，3-笨二异氰酸酯，六氢-1，4-笨二异氰酸酯，氢化-2, 4-二 苯甲烷二异氰酸酯，氢化-4, 4-二苯甲烷二异氰酸酯，对苯二异氰酸酯，甲苯-2, 6-二异氰 酸酯，甲苯-2, 4-二异氰酸酯或者以上多种化合物及多聚体的混合物。
[0010] 优选地，所述异氰酸酯为多异氰酸酯。更具体地，所述异氰酸酯为MDI。
[0011] 所述聚酯链段聚合物表示分子链终端带有两个及以上羟基且重复单元内带有酯 基的聚合物。其可为脂肪族，芳香族或者它们的混合物。这种聚酯类聚合物的实例有：聚己 二酸己二醇酯，聚己二酸-1，6乙二醇酯，聚己二酸新戊二醇酯，聚己二酸戊二醇酯，聚己二 酸二乙二醇酯，聚苯酐己二醇酯，聚苯酐-1，6乙二醇酯，聚苯酐新戊二醇酯，聚苯酐戊二醇 酯，聚苯酐二乙二醇酯或者以上两种及多种聚合物的混合物。
[0012] 优选地，所述聚酯多元醇由AA，PA中的一种与DEG, NPG，MPG中的一种合成物或它 们的混合物；聚酯多元醇重均分子量为1000-5000。
[0013] 所谓聚醚链段聚合物表示分子链终端带有两个及以上羟基且重复单元内带有醚 键的聚合物，其可为脂肪族，芳香族或者它们的聚合物。这种聚醚类聚合物的实例有：聚氧 化丙烯二醇，聚氧化丙烯三醇，聚氧化丙烯-蓖麻油多元醇，聚氧化丙烯四醇，聚氧化丙烯 五醇，聚氧化丙烯六醇，聚氧化丙烯八醇，聚四氢呋喃二醇，四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇， 聚丁二烯二醇，聚丁二烯-丙烯晴共聚二醇，蓖麻油或者以上两种及多种聚合物的混合物。
[0014] 优选地，所述聚醚多元醇选自PPG，PTMEG或者PEG，其中PPG重均分子量为 400-5000, PTMEG 重均分子量为 500-4000。
[0015] 所述热塑性树脂为热塑性聚氨酯弹性体、聚丙烯酸树脂、松香树脂、聚烯烃树脂中 的一种。
[0016] 所述催化剂为DMDEE。
[0017] 本发明还提供了所述的聚氨酯胶黏剂的应用，将所述聚氨酯胶黏剂作为支撑垫片 材料。
[0018] 更具体地，所述聚氨酯胶黏剂用于组装轻质量零件时的承重或缓冲垫片。
[0019] 由所述聚氨酯胶黏剂所制备的聚氨酯支撑垫片在23°C，50%湿度的条件下固化七 天后，具有不低于5Mpa的粘接拉伸强度和不低于500%的断裂伸长率。由所述聚氨酯胶黏 剂所制备的聚氨酯支撑垫片在23°C，50%湿度的条件下在施胶5-30秒后，表面失去粘性， 可以在其上装配下一道工序。
[0020] 本发明的聚氨酯基胶黏剂施完胶后，其表面可以在极短的时间内（半分钟内）失 去粘性，并迅速建立起一定的本体强度，因此可以方便用户，大大加快用户的装配效率，可 以在较薄的施胶厚度下，充当组装轻质量零件时的承重或缓冲垫片。另外，由于本发明涉及 的胶黏剂具有较强的本体强度和较好的弹性，其也可以用于一般的结构粘接。
【具体实施方式】
[0021] 实例一：
[0022] 如表1所示，本发明所涉及的反应性热熔胶可由表内配方制备，将聚醚多元醇加 热至100摄氏度并混合于反应爸中（搅拌速度为300rpm)，并真空干燥，当爸内混合物呈均 相后保持两小时。此例中聚醚多元醇为PTMEG1000, PPG1000和热塑性聚氨酯PB501的混合 物，这时再将MDI加入反应釜中，开启真空并保持在100摄氏度下搅拌80分钟（搅拌速度 150rpm)，最后加入催化剂DMDEE和硅烷偶联剂KH560,真空搅拌10分钟后出料。
[0023] 我们用同样的方法制备了四种不同的配方，列表于表1中。当反应结束时一种典 型的反应性热熔胶制备完成。对于本发明，产品的开放时间和最终强度至关重要。在表2 中，这四种配方的测试结果列于其中。所有的数据表明，随着PPG的用量减少，配方的开放 时间大大地被缩短，断裂伸长率也随之降低，我们将此种胶粘剂施于铝和玻璃，聚碳酸酯和 不锈钢之间，胶层厚度控制在3-5cm，在23摄氏度与50%湿度条件下保存48小时后，测出 的数据显示，四种配方都可以达到足够的粘接强度。
[0024] 表1样品A, B, C和D的配方表
[0029] 实例二：
[0030] 如表3所示，本发明所涉及的反应性热熔胶可由表内配方制备，将聚醚多元醇加 热至100摄氏度并混合于反应爸中（搅拌速度为300rpm)，并真空干燥，当爸内混合物呈均 相后保持两小时。此例中聚醚多元醇为PTMEG1000, PPG1000和热塑性聚氨酯PB501的混合 物，这时再将MDI加入反应釜中，开启真空并保持在100摄氏度下搅拌80分钟（搅拌速 度150rpm)，最后加入三官能度的异氰酸酯DESMODUR N3300,催化剂DMDEE和硅烷偶联剂 KH560,真空搅拌10分钟后出料。
[0031] 我们用同样的方法制备了四种不同的配方，列表于表3中。当反应结束时一种典 型的反应性热熔胶制备完成。对于本发明，产品的开放时间和最终强度至关重要。在表4 中，这四种配方的测试结果列于其中。所有的数据表明，随着三官能度异氰酸酯的用量减 少，配方的开放时间被延长，断裂伸长率被提高，我们将此种胶粘剂施于铝和玻璃，聚碳酸 酯和不锈钢之间，胶层厚度控制在3-5cm，在23摄氏度与50%湿度条件下保存48小时后， 测出的数据同样显示，这几种配方都可以达到足够的粘接强度。
[0032] 表3样品E，F，G和Η的配方表
[0033]
[0034] 表4样品E，F，G和Η的最终强度和开放时间的数据
【主权项】
1. 一种聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述聚氨酯胶黏剂按质量百分比由以下原料组 成：聚醚多元醇或聚酯多元醇或以上两者的混合物20% -36%、热塑性树脂48% -70%、异 氰酸酯13% -15%、催化剂0. 5%和硅烷偶联剂1%，以上百分比总和为100%。2. 根据权利要求1所述的聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述聚醚多元醇选自PPG，PTMEG 或者PEG，其中PPG重均分子量为400-5000,PTMEG重均分子量为500-4000。3. 根据权利要求1所述的聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述聚酯多元醇由AA，PA中的 一种与DEG,NPG，MPG中的一种合成或它们的混合物；聚酯多元醇重均分子量为1000-5000。4. 根据权利要求1所述的聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述异氰酸酯为多异氰酸酯。5. 根据权利要求1所述的聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述热塑性树脂为热塑性聚氨 酯弹性体、聚丙烯酸树脂、松香树脂、聚烯烃树脂中的一种。6. 根据权利要求1所述的聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述异氰酸酯为MDI。7. 根据权利要求1所述的聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述催化剂为DMDEE。8. 如权利要求1-7中任一项所述的聚氨酯胶黏剂的应用，其特征在于：将所述聚氨酯 胶黏剂作为支撑垫片材料。9. 根据权利要求8所述的聚氨酯胶黏剂的应用，其特征在于：所述聚氨酯胶黏剂用于 组装轻质量零件时的承重或缓冲垫片。
【专利摘要】本发明涉及一种聚氨酯胶黏剂及其应用。所述聚氨酯胶黏剂按质量百分比由以下原料组成：聚醚多元醇或聚酯多元醇或两者的混合物20％-36％、热塑性树脂48％-70％、异氰酸酯13％-15％、催化剂0.5％和硅烷偶联剂1％，以上百分比总和为100％。所述聚氨酯胶黏剂可以作为支撑垫片材料。本发明提供的聚氨酯基胶黏剂，施完胶后，其表面可以在极短的时间内失去粘性，粘接后的部件不但具有较高的粘接强度，而且韧性也很好。因此可以方便用户，大大加快用户的装配效率并达到良好的粘接效果，可以在较薄的施胶厚度下，充当组装轻质量零件时的承重或缓冲垫片。另外，由于本发明涉及的胶黏剂具有较强的本体强度和较好的弹性，其也可以用于一般的结构粘接。
【IPC分类】C09J175/08, C08G18/76, C08G18/42, C09J175/06, C08G18/48, C09J175/04
【公开号】CN105315949
【申请号】CN201510833696
【发明人】刘涛
【申请人】厦门威尔邦新材料有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月25日