一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法与流程

1.本发明涉及热熔胶技术领域，涉及一种聚氨酯热熔胶，具体为一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法。


背景技术：

2.热熔胶是一种可塑性的胶粘剂，在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变，而化学特性不变，其无毒无味，属环保型化学产品。热熔胶粘合是利用热熔胶机通过热力把热熔胶熔解，熔胶后的胶成为一种液体，通过热熔胶机的热熔胶管和热熔胶枪，送到被粘合物表面，热熔胶冷却后即完成粘合。经常使用的热熔胶是采用乙烯-醋酸乙烯(eva)、聚酯、聚酰胺等热熔性树脂制备的，但是eva与聚酯热熔胶的强度及弹性较差，不能承受太大的外力，而聚酰胺热熔胶的熔点与硬度又较高，因此这些热熔胶在使用方面受到一定限制。不同的是，聚氨酯热熔胶具有高粘合强度、耐溶剂、耐磨等特点，其使用可靠性高，化学和物理均匀性好，粘合工艺简便(降低生产成本)，浪费少(未用完的胶可保存以后再用)，不存在混合问题，可使胶粘剂达到最佳物理性能，可广泛应用于各种材料的粘接。
3.热熔胶常温下为固态，使用时需高温熔融，熔融后粘度大，流动性不好，可操作性不强，涂布厂渴望寻求一种粘度低，涂布方便，使用温度低且环保型的热熔胶。水性热熔胶常温下为液态，粘度适中，可刷、淋、浸、喷，与固体热熔胶相比，使用温度低，大量节省电力，是新型的高科技环保产品。因此，水性聚氨酯热熔胶具有生产成本低、安全不燃烧、易操作等优点成为了近几年热熔胶的一个重要发展方向。
4.公开号为cn 104927747的中国专利申请公开了一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法与应用，其制备过程中异氰酸酯(nco)基团完全反应交联，制备得到的水性聚氨酯热熔胶中不含有异氰酸酯(nco)基团，主要依靠分子内极性基团产生的内聚力和粘附力进行固化，并表现其最终性能，无法充分利用nco反应活性和分子间作用力。因此，其某些性能，如固含量、粘度、固化速度、成膜后的力学性能等与本发明产品仍有差距。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法。在制备过程中，保留高活性的nco并将封闭之，在后续的应用过程进行加热(80-120℃)解封，从而发挥nco基团的作用进行化学粘接，粘接强度更高。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法，用异氰酸酯、多元醇、扩链剂反应生成预聚体，加入封闭剂得到封闭预聚体，再用中和剂中和，最后放入水溶液进行分散，具体包括以下步骤：
9.s1：在氮气的保护下，按重量份将多元醇50-70份、扩链剂3-6份、异氰酸酯15-25份加入到反应釜中，在80-85℃下减压蒸馏脱水40-60分钟，后降温到50-60℃，反应3-5h，制得
pu预聚体；
10.s2：将s1降温至38-45℃，加入封闭剂并进行搅拌，反应25-35min得到封闭pu预聚体；
11.s3：在s2所得产物加入到分散在蒸馏水中的中和剂混合后，加入水溶液中分散0.5-1h，即得到水性聚氨酯热熔胶。
12.优选的，所述多元醇包括聚酯多元醇和/或聚醚多元醇。
13.优选的，所述的聚酯多元醇包括聚己二酸新戊二醇酯二醇(pna)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(pba)、聚己二酸-1,6-己二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸甲基丙二醇酯二醇、聚己二酸二甘醇酯二醇或聚己二酸丁二醇甲基丙二醇酯二醇中的任意一种或至少两种组合。
14.优选的，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇(ppg)、以甲基丙二醇或甘油为起始剂的三官能度聚氧化丙烯二醇、聚氧化乙烯二元醇(peg)或聚四亚甲基醚二醇(ptmeg)中的任意一种或至少两种组合。
15.优选的，所述异氰酸酯包括异氟尔酮二异氰酸酯(ipdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)或4,4
’‑
二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)中的任意一种或至少两种组合。
16.优选的，所述扩链剂包括乙二醇(eg)、1,4-丁二醇(bdo)、新戊二醇(npg)、甲基丙二醇(mpo)、1,6-己二醇(hdo)、三羟甲基丙烷(tmp)或甘油的任意一种或至少两种组合。
17.优选的，所述封闭剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、丙二醇单甲醚、甲乙酮肟、丙酮肟、甲基异丁基肟、咪唑、2-甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑、3-甲基-5-乙基吡唑、3-乙基-5-丙基吡唑、3-苯甲酰基-4-羟基吡啶、乙酰丙酮、ε-己内酰胺、苯酚、邻苯二酚或亚硫酸氢钠中的任意一种或至少两种的组合。
18.优选的，所述中和剂包括三乙胺、氨水、n-甲基吗啉、n-乙基吗啉、n-甲基二乙醇胺或naoh中的任意一种或至少两种的组合。
19.(三)有益效果
20.与现有技术相比，本发明提供了一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法，具备以下有益效果：
21.该一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法，通过采用多元醇作为聚氨酯软段，得到nco封端预聚体，合成出粘度高，贮存更稳定的水性聚氨酯热熔胶。
具体实施方式
22.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例一：
24.一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法，具体包括以下步骤：
25.s1：在氮气的保护下，按重量份将聚氧化乙烯二元醇(peg-3000)50份、异氟尔酮二异氰酸酯(ipdi)16份、乙二醇(eg)4份加入到反应釜中，在80-85℃下减压蒸馏脱水40-60分钟，后降温到50-60℃，反应3-5h，制得pu预聚体；
26.s2：将s1降温至38-45℃，加入亚硫酸氢钠并进行搅拌，反应25-35min得到封闭pu预聚体；
27.s3：在s2所得产物加入到分散在蒸馏水中的三乙胺混合后，加入水溶液中分散0.5-1h，即得到水性聚氨酯热熔胶。
28.将乳液产品进行预涂于基材上50-60℃低温烘干后，检测其固含量、粘度、胶膜熔点、剥离力、常温水洗时间和可循环次数，沸水洗不脱落时长。
29.其产品典型特性和用此热熔胶将牛仔布和涤纶布热压粘合后性能结果如下：
[0030][0031]
实施例二：
[0032]
一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法，具体包括以下步骤：
[0033]
s1：在氮气的保护下，按重量份将聚氧化丙烯二醇(ppg-4000)50份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)16份、1,4-丁二醇(bdo)4份加入到反应釜中，在80-85℃下减压蒸馏脱水40-60分钟，后降温到50-60℃，反应3-5h，制得pu预聚体；
[0034]
s2：将s1降温至38-45℃，加入3,5-二甲基吡唑并进行搅拌，反应25-35min得到封闭pu预聚体；
[0035]
s3：在s2所得产物加入到分散在蒸馏水中的三乙胺混合后，加入水溶液中分散0.5-1h，即得到水性聚氨酯热熔胶。
[0036]
将乳液产品进行预涂于基材上50-60℃低温烘干后，检测其固含量、粘度、胶膜熔点、剥离力、常温水洗时间和可循环次数，沸水洗不脱落时长。
[0037]
其产品典型特性和用此热熔胶将牛仔布和涤纶布热压粘合后性能结果如下：
[0038][0039]
实施例三：
[0040]
一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法，具体包括以下步骤：
[0041]
s1：在氮气的保护下，按重量份将聚氧化丙烯二醇(ppg-4000)50份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)16份、甲基丙二醇(mpo)4份加入到反应釜中，在80-85℃下减压蒸馏脱水40-60分钟，后降温到50-60℃，反应3-5h，制得pu预聚体；
[0042]
s2：将s1降温至38-45℃，加入乙酰丙酮并进行搅拌，反应25-35min得到封闭pu预聚体；
[0043]
s3：在s2所得产物加入到分散在蒸馏水中的三乙胺混合后，加入水溶液中分散0.5-1h，即得到水性聚氨酯热熔胶。
[0044]
将乳液产品进行预涂于基材上50-60℃低温烘干后，检测其固含量、粘度、胶膜熔
点、剥离力、常温水洗时间和可循环次数，沸水洗不脱落时长。
[0045]
其产品典型特性和用此热熔胶将牛仔布和涤纶布热压粘合后性能结果如下：
[0046][0047]
实施例四：
[0048]
一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法，具体包括以下步骤：
[0049]
s1：在氮气的保护下，按重量份将聚氧化丙烯二醇(ppg-4000)50份、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)16份、甲基丙二醇(mpo)4份加入到反应釜中，在80-85℃下减压蒸馏脱水40-60分钟，后降温到50-60℃，反应3-5h，制得pu预聚体；
[0050]
s2：将s1降温至38-45℃，加入乙酰丙酮并进行搅拌，反应25-35min得到封闭pu预聚体；
[0051]
s3：在s2所得产物加入到分散在蒸馏水中的三乙胺混合后，加入水溶液中分散0.5-1h，即得到水性聚氨酯热熔胶。
[0052]
将乳液产品进行预涂于基材上50-60℃低温烘干后，检测其固含量、粘度、胶膜熔点、剥离力、常温水洗时间和可循环次数，沸水洗不脱落时长。
[0053]
其产品典型特性和用此热熔胶将牛仔布和涤纶布热压粘合后性能结果如下：
[0054][0055]
实施例五：
[0056]
一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法，具体包括以下步骤：
[0057]
s1：在氮气的保护下，按重量份将聚氧化丙烯二醇(ppg-4000)50份、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)16份、1,4-丁二醇(bdo)4份加入到反应釜中，在80-85℃下减压蒸馏脱水40-60分钟，后降温到50-60℃，反应3-5h，制得pu预聚体；
[0058]
s2：将s1降温至38-45℃，加入苯酚并进行搅拌，反应25-35min得到封闭pu预聚体；
[0059]
s3：在s2所得产物加入到分散在蒸馏水中的三乙胺混合后，加入水溶液中分散0.5-1h，即得到水性聚氨酯热熔胶。
[0060]
将乳液产品进行预涂于基材上50-60℃低温烘干后，检测其固含量、粘度、胶膜熔点、剥离力、常温水洗时间和可循环次数，沸水洗不脱落时长。
[0061]
其产品典型特性和用此热熔胶将牛仔布和涤纶布热压粘合后性能结果如下：
[0062][0063]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。