一种聚氨酯热熔胶及其制备方法与流程

本技术涉及热熔胶领域，尤其是涉及一种聚氨酯热熔胶及其制备方法。

背景技术：

1、聚氨酯热熔胶(简称pur胶)由单组分、无溶剂的端异氰酸酯基的预聚物配以相应的助剂制备而成；其主要成分是由聚酯多元醇和二异氰酸酯合成的端异氰酸酯基预聚物，熔融施胶后能够快速固化，具有较好的初粘强度；在后固化过程中湿气扩散进入胶黏剂，与预聚物端基的异氰酸酯发生反应形成脲、缩二脲和脲基甲酸酯，使线性的预聚物低分子形成交联的大分子结构，从而比传统的热熔胶具有更好的耐高温、耐溶剂和耐水性能。pur胶对比单、双组分硅酮胶具有较高的操作性，更符合市场流水线的生产需求，因为pur胶与普通热熔胶类似，在使用过程中胶水通过熔胶机加热熔融涂布，并迅速冷却固化，短时间内达到较高的初始粘接强度，被粘件可以在短时间进行移动、装配等流水线操作；然后在产品的保存或运输过程中，pur胶会继续与空气中的水分反应，进一步加大固化程度，成为高强度、耐温、耐溶剂侵蚀的胶体。由于聚氨酯热熔胶兼具传统热熔胶与单、双组份硅酮胶的优点，因此也占领了车灯用胶的主流市场。

2、汽车车灯面罩对透光性的要求非常高，通常使用无色透明、具有高透光性的聚碳酸酯(pc)材料，而汽车车灯易受高低温以及空气湿度的影响出现起雾现象，因此需要对车灯pc面罩作防雾处理，一般是喷涂uv防雾漆来达到防雾效果，而在喷涂uv防雾漆的过程中极易污染车灯pc面罩用于粘接车灯胶的部位，因此车灯胶不仅需要能够粘接车灯pc面罩，还应该能够粘接uv防雾漆。

3、目前，现有技术中主要针对车灯胶的性能改进主要是在高粘接强度和耐高温耐水解方面，而对于车灯胶粘接uv防雾漆的性能改进却鲜有报道。

技术实现思路

1、为了使车灯胶在能够粘接车灯pc面罩同时，还能够粘接uv防雾漆，本技术提供一种聚氨酯热熔胶及其制备方法。

2、第一方面，本技术公开了一种聚氨酯热熔胶，包括以下质量份的原料：

3、

4、

5、所述增粘树脂为硅烷改性羟基丙烯酸树脂、魔芋粉和蓖麻油的混合物，所述硅烷改性羟基丙烯酸树脂、魔芋粉和蓖麻油的质量之比为(8-10)：(0.1-0.3)：1。

6、uv防雾漆的主要成分为聚氨酯丙烯酸树脂，汽车车灯面罩的主要材料为聚碳酸酯，添加增粘树脂使聚氨酯热熔胶在合成的过程中能够增加提高其粘性的基团，从而与聚氨酯丙烯酸树脂和聚碳酸酯都能牢固粘接。本技术添加的增粘树脂为硅烷改性羟基丙烯酸树脂、魔芋粉和蓖麻油的混合物，硅烷改性羟基丙烯酸树脂含有伯羟基，从而与聚酯二元醇和聚醚二元醇一起与异氰酸酯进行反应，并且硅烷改性羟基丙烯酸树脂与聚氨酯丙烯酸树脂属于同类物质，更能够对聚氨酯丙烯酸树脂进行粘接，而异氰酸酯与硅烷改性羟基丙烯酸树脂的伯羟基可以迅速反应，从而得到粘接性能优异的聚氨酯。并且硅烷改性羟基丙烯酸树脂也具有耐高温、耐候性和抗氧化性能。蓖麻油具有羟基和双键两种活性基团，也能与异氰酸酯进行反应，可以提高聚氨酯的耐候性能。魔芋粉的主要成分为葡甘露聚糖，葡甘露聚糖具有亲水性和增稠性等特点，由于硅烷改性羟基丙烯酸树脂具有较强的疏水性能，因此在本技术中的体系中添加少量魔芋粉，能够帮助聚氨酯热熔胶快速吸水并且使热熔胶在吸水后变得粘稠并且绵密，不易产生气泡，从而使聚氨酯热熔胶与聚氨酯丙烯酸树脂和聚碳酸酯牢固粘接，进而将汽车车灯面罩和uv防雾漆牢固粘接。潜固化剂使聚氨酯热熔胶在与汽车车灯面罩和uv防雾漆粘接之后快速固化，使其不易脱落，促粘接剂可以进一步促进聚氨酯热熔胶的粘接，炭黑可以提高聚氨酯热熔胶的拉伸强度和撕裂强度，使其在延展的过程中不易产生裂纹，从而降低对粘接性能的影响。因此，本技术所公开的聚氨酯热熔胶的原料之间相互配合，从而使制备得到的聚氨酯热熔胶能够在汽车车灯面罩和uv防雾漆之间充分延展，与水反应然后迅速固化，从而不仅能够牢固粘接汽车车灯面罩，还能够牢固粘接uv防雾漆。

7、优选的，所述聚醚二元醇为聚氧化丙烯二醇和双酚a聚醚多元醇的一种或多种，所述聚氧化丙烯二醇的羟值为25mgkoh/g～400mgkoh/g，所述双酚a聚醚多元醇羟值为100～700mgkoh/g，所述双酚a聚醚多元醇选自双酚a环氧乙烷多元醇或者双酚a环氧丙烷多元醇中的一种或者多种。

8、优选的，所述聚酯二元醇的羟值为20mgkoh/g～120mgkoh/g。

9、优选的，所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或多种，所述异氰酸酯(-nco)与聚酯二元醇和聚醚二元醇的羟基(-oh)之和的摩尔比(r值)为1.2-2.2。

10、对聚酯二元醇和聚醚二元醇的羟值进行限定，以及异氰酸酯(-nco)与聚酯二元醇和聚醚二元醇的羟基(-oh)之和的摩尔比(r值)进行限定，能够更好的控制聚氨酯的反应。

11、优选的，所述增粘树脂由以下工艺制备得到：

12、t1.将羟基丙烯酸树脂、乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷和n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷进行共混；共混温度为40-60℃，共混时间为1.5-3.5h；

13、t2.然后加入甲基三甲氧基硅烷继续共混，得到硅烷改性羟基丙烯酸树脂；

14、t3.取步骤t2中的硅烷改性羟基丙烯酸树脂与蓖麻油混合混匀后再加入魔芋粉进行混合，最终得到增粘树脂；

15、在步骤t1-t3中，相对空气湿度≤10％/rh。

16、乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷含有酯基，因此在将羟基丙烯酸树脂进行改性后，其同样含有酯基，汽车车灯面罩的主要材料为聚碳酸酯，聚碳酸酯的酯基与硅烷改性羟基丙烯酸树脂的酯基靠近，提高对汽车车灯面罩粘接的牢固性。并且添加了n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷，uv防雾漆的主要成分为聚氨酯丙烯酸树脂，n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷中含有氨基，可以与聚氨酯丙烯酸树脂接触不易脱落，可以使其更容易与聚氨酯丙烯酸树脂粘接。同时因为n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷有苯环，因此结构稳定不易被破坏，从而使聚氨酯热熔胶的结构更加稳定。但是由于乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷和n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷占用较大的空间位阻，添加甲基三甲氧基硅烷填充留下的空隙，使得最终得到的聚氨酯热熔胶的结构致密，进一步提升粘接性能。在空气湿度较低的环境下进行操作，使得各种原料不易吸水，从而降低对聚氨酯热熔胶合成的影响。

17、优选的，所述乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的质量之比为(1-3)：(1.5-3)：1。

18、优选的，所述乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的质量之和占所述羟基丙烯酸树脂质量的6-8％。

19、在上述配比之下，乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷能够比较好的和羟基丙烯酸树脂混合交联，当乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的质量之和占所述羟基丙烯酸树脂质量在6-8％时，共混物的性能较好，分散的比较均匀。

20、可选的，所述魔芋粉在使用之前经过如下处理:将魔芋粉用乙醇水溶液溶胀后，在真空条件下，加入高锰酸钾溶液和丁烯酰胺，在功率为400-600w的微波的作用下搅拌2-6min，缓慢滴加稀硫酸调节ph至中性，再在微波的作用下反应1-3min，真空干燥得到。

21、魔芋粉在不经过处理时，经受的温度较低，在后续高温处理时可能会部分发生变质，但是在经过处理之后，足以耐受130℃以上的高温，使得后续在高温下使用不会发生变质，保证了魔芋粉的性质，从而降低对聚氨酯热熔胶的影响。并且经过处理后的魔芋粉的吸水性能也有一定的提高，更加有利于帮助聚氨酯热熔胶快速吸水并且使热熔胶在吸水后变得粘稠并且绵密，不易产生气泡，进一步使聚氨酯热熔胶与聚氨酯丙烯酸树脂和聚碳酸酯牢固粘接。

22、可选的，所述促粘接剂为巯基硅烷偶联剂、环氧硅烷偶联剂和氨基硅烷偶联剂的一种或多种；所述潜固化剂为噁唑烷；所述催化剂为有机锡类、有机铋、胺类的一种或多种。

23、巯基硅烷偶联剂、环氧硅烷偶联剂和氨基硅烷偶联剂可以利用自身具有的不同的官能团，能够将不同种类不能混合的原料更好的混合，使其分散均匀。聚氨酯热熔胶在使用时与空气中水反应固化，在固化过程中会释放一定量的二氧化碳气体，可能会产生气泡，噁唑烷能够优先于聚氨酯与水反应，可起到减少胶层气泡的作用。有机锡类催化剂能够提高聚氨酯与水反应时的稳定性，得到更稳定的聚氨酯热熔胶。有机铋类催化剂可以促进羟基丙烯酸树脂与异氰酸酯的反应，缩短固化的时间。胺类催化剂可以促进异氰酸酯与水反应，促进气泡快速熟化，减少气泡的残留。

24、第二方面，本技术还公开了一种聚氨酯热熔胶由以下制备工艺得到：

25、s1.将聚酯二元醇、聚醚二元醇、增粘树脂混合后在100～130℃温度下真空脱水1～3h，真空度≤-0.095mpa；

26、s2.然后降温至60～80℃，加入异氰酸酯，在n2氛围下升温至90℃～100℃，继续搅拌并反应1～3h；

27、s3.加入抗氧化剂和炭黑，在90℃～100℃下搅拌、分散并反应0.5～1.5h；

28、s4.最后加入促粘接剂、潜固化剂、催化剂，在真空下于100～120℃搅拌反应0.5～1.5h，得到聚氨酯热熔胶。

29、在步骤s1中，在高温下将水分完全蒸发，以降低由于体系中含有水分导致反应提前发生，从而使得到的聚氨酯热熔胶的性质变差，从而影响后续的粘接性能。使用上述方法制备得到的热熔胶能够快速延展，并且与水快速固化，从而将汽车车灯面罩和uv防雾漆牢固粘接。

30、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

31、1.本技术添加的增粘树脂为硅烷改性羟基丙烯酸树脂、魔芋粉和蓖麻油的混合物，硅烷改性羟基丙烯酸树脂含有伯羟基，从而与聚酯二元醇和聚醚二元醇一起与异氰酸酯进行反应，并且硅烷改性羟基丙烯酸树脂与聚氨酯丙烯酸树脂属于同类物质，更能够对聚氨酯丙烯酸树脂进行粘接，而异氰酸酯与硅烷改性羟基丙烯酸树脂的伯羟基可以迅速反应，从而得到粘接性能优异的聚氨酯。蓖麻油具有羟基和双键两种活性基团，也能与异氰酸酯进行反应，可以提高聚氨酯的耐候性能。添加少量魔芋粉能够帮助聚氨酯热熔胶快速吸水并且使热熔胶在吸水后变得粘稠并且绵密，不易产生气泡，从而使聚氨酯热熔胶与聚氨酯丙烯酸树脂和聚碳酸酯牢固粘接，进而将汽车车灯面罩和uv防雾漆牢固粘接。

32、2.乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷提高对汽车车灯面罩粘接的牢固性。并且添加了n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷，uv防雾漆的主要成分为聚氨酯丙烯酸树脂，n-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷中含有氨基，可以与聚氨酯丙烯酸树脂接触不易脱落，可以使其更容易与聚氨酯丙烯酸树脂粘接。添加甲基三甲氧基硅烷填充留下的空隙，使得最终得到的聚氨酯热熔胶的结构致密，进一步提升粘接性能。