一種具有很短開放時間和高彈性的聚氨酯膠黏劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種聚氨酯膠黏劑及其應用。
【背景技術】
[0002] 聚氨酯（PU)是一種性能優越的高分子合成材料，在泡沫塑料、彈性體、膠黏劑和 涂料等領域得到了廣泛應用。聚氨酯類膠黏劑具有優異的粘結性能以及良好的柔韌性、耐 沖擊性、耐溶劑性、耐磨性、曲撓性和耐低溫性能等而廣泛應用于復合薄膜、制鞋、皮革、織 物、汽車、木材、土木建筑等工業部門及民用領域。但是現有的聚氨酯類熱熔膠很難在保證 較短的開放時間下，兼顧較高的粘接強度和較好的柔韌性。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于提供一種聚氨酯基膠黏劑。施完膠后，其表面可以在極短的時 間內（半分鐘內）失去粘性，與此同時，粘接后的部件不但具有較高的粘接強度，而且韌性 也很好。因此可以方便用戶，大大加快用戶的裝配效率并達到良好的粘接效果。
[0004] 此外，本發明的目的還在于提供所述聚氨酯基膠黏劑可以作為支撐墊片材料的用 途。
[0005] 根據本發明的一具體實施例，可提供一種聚氨酯膠黏劑，其軟段為聚醚或聚酯或 它們的混合物；硬段為異氰酸酯或其混合物。
[0006] 優選地，所述聚氨酯膠黏劑，按質量百分比由以下原料組成：聚醚多元醇或聚酯多 元醇或以上兩者的混合物20% -36%、熱塑性樹脂48% -70%、異氰酸酯13% -15%、催化 劑0. 5%和硅烷偶聯劑1%，以上百分比總和為100%。
[0007] 本發明者的研究結果表明，軟段中混合聚醚種類和比例會極大地影響開放時間和 本體強度。一般來說，PPG的含量越大，開放時間越長，但斷裂伸長率越高。
[0008] 另一方面，本發明者發現，通過調控硬段中異氰酸酯的官能度，可以調配開放時間 的長短和斷裂伸長率的高低，官能度越多，開放時間響應減短，斷裂伸長率也有所降低。
[0009] 所述異氰酸酯類化合物表示分子鏈終端帶有兩個及以上異氰酸酯基（socyanate) 的化合物。其可為脂肪族，芳香族甚至脂肪族和芳香族的混合物。這種多異氰酸酯類 化合物的實例有：甲苯二異氰酸酯，二苯基甲基二異氰酸酯，1，6-六亞甲基二異氰酸酯， 1，12-十二烷二異氰酸酯，環己烷-1，3-二異氰酸酯，環丁烷-1，3-二異氰酸酯，環己 烷-1，3-二異氰酸酯，六氫-1，3-笨二異氰酸酯，六氫-1，4-笨二異氰酸酯，氫化-2, 4-二 苯甲烷二異氰酸酯，氫化-4, 4-二苯甲烷二異氰酸酯，對苯二異氰酸酯，甲苯-2, 6-二異氰 酸酯，甲苯-2, 4-二異氰酸酯或者以上多種化合物及多聚體的混合物。
[0010] 優選地，所述異氰酸酯為多異氰酸酯。更具體地，所述異氰酸酯為MDI。
[0011] 所述聚酯鏈段聚合物表示分子鏈終端帶有兩個及以上羥基且重復單元內帶有酯 基的聚合物。其可為脂肪族，芳香族或者它們的混合物。這種聚酯類聚合物的實例有：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兩種及多種聚合物的混合物。
[0012] 優選地，所述聚酯多元醇由AA，PA中的一種與DEG, NPG，MPG中的一種合成物或它 們的混合物；聚酯多元醇重均分子量為1000-5000。
[0013] 所謂聚醚鏈段聚合物表示分子鏈終端帶有兩個及以上羥基且重復單元內帶有醚 鍵的聚合物，其可為脂肪族，芳香族或者它們的聚合物。這種聚醚類聚合物的實例有：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，聚四氫呋喃二醇，四氫呋喃-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，蓖麻油或者以上兩種及多種聚合物的混合物。
[0014] 優選地，所述聚醚多元醇選自PPG，PTMEG或者PEG，其中PPG重均分子量為 400-5000, PTMEG 重均分子量為 500-4000。
[0015] 所述熱塑性樹脂為熱塑性聚氨酯彈性體、聚丙烯酸樹脂、松香樹脂、聚烯烴樹脂中 的一種。
[0016] 所述催化劑為DMDEE。
[0017] 本發明還提供了所述的聚氨酯膠黏劑的應用，將所述聚氨酯膠黏劑作為支撐墊片 材料。
[0018] 更具體地，所述聚氨酯膠黏劑用于組裝輕質量零件時的承重或緩沖墊片。
[0019] 由所述聚氨酯膠黏劑所制備的聚氨酯支撐墊片在23°C，50%濕度的條件下固化七 天后，具有不低于5Mpa的粘接拉伸強度和不低于500%的斷裂伸長率。由所述聚氨酯膠黏 劑所制備的聚氨酯支撐墊片在23°C，50%濕度的條件下在施膠5-30秒后，表面失去粘性， 可以在其上裝配下一道工序。
[0020] 本發明的聚氨酯基膠黏劑施完膠后，其表面可以在極短的時間內（半分鐘內）失 去粘性，并迅速建立起一定的本體強度，因此可以方便用戶，大大加快用戶的裝配效率，可 以在較薄的施膠厚度下，充當組裝輕質量零件時的承重或緩沖墊片。另外，由于本發明涉及 的膠黏劑具有較強的本體強度和較好的彈性，其也可以用于一般的結構粘接。
【具體實施方式】
[0021] 實例一：
[0022] 如表1所示，本發明所涉及的反應性熱熔膠可由表內配方制備，將聚醚多元醇加 熱至100攝氏度并混合于反應爸中（攪拌速度為300rpm)，并真空干燥，當爸內混合物呈均 相后保持兩小時。此例中聚醚多元醇為PTMEG1000, PPG1000和熱塑性聚氨酯PB501的混合 物，這時再將MDI加入反應釜中，開啟真空并保持在100攝氏度下攪拌80分鐘（攪拌速度 150rpm)，最后加入催化劑DMDEE和硅烷偶聯劑KH560,真空攪拌10分鐘后出料。
[0023] 我們用同樣的方法制備了四種不同的配方，列表于表1中。當反應結束時一種典 型的反應性熱熔膠制備完成。對于本發明，產品的開放時間和最終強度至關重要。在表2 中，這四種配方的測試結果列于其中。所有的數據表明，隨著PPG的用量減少，配方的開放 時間大大地被縮短，斷裂伸長率也隨之降低，我們將此種膠粘劑施于鋁和玻璃，聚碳酸酯和 不銹鋼之間，膠層厚度控制在3-5cm，在23攝氏度與50%濕度條件下保存48小時后，測出 的數據顯示，四種配方都可以達到足夠的粘接強度。
[0024] 表1樣品A, B, C和D的配方表
[0029] 實例二：
[0030] 如表3所示，本發明所涉及的反應性熱熔膠可由表內配方制備，將聚醚多元醇加 熱至100攝氏度并混合于反應爸中（攪拌速度為300rpm)，并真空干燥，當爸內混合物呈均 相后保持兩小時。此例中聚醚多元醇為PTMEG1000, PPG1000和熱塑性聚氨酯PB501的混合 物，這時再將MDI加入反應釜中，開啟真空并保持在100攝氏度下攪拌80分鐘（攪拌速 度150rpm)，最后加入三官能度的異氰酸酯DESMODUR N3300,催化劑DMDEE和硅烷偶聯劑 KH560,真空攪拌10分鐘后出料。
[0031] 我們用同樣的方法制備了四種不同的配方，列表于表3中。當反應結束時一種典 型的反應性熱熔膠制備完成。對于本發明，產品的開放時間和最終強度至關重要。在表4 中，這四種配方的測試結果列于其中。所有的數據表明，隨著三官能度異氰酸酯的用量減 少，配方的開放時間被延長，斷裂伸長率被提高，我們將此種膠粘劑施于鋁和玻璃，聚碳酸 酯和不銹鋼之間，膠層厚度控制在3-5cm，在23攝氏度與50%濕度條件下保存48小時后， 測出的數據同樣顯示，這幾種配方都可以達到足夠的粘接強度。
[0032] 表3樣品E，F，G和Η的配方表
[0033]
[0034] 表4樣品E，F，G和Η的最終強度和開放時間的數據
【主權項】
1. 一種聚氨酯膠黏劑，其特征在于：所述聚氨酯膠黏劑按質量百分比由以下原料組 成：聚醚多元醇或聚酯多元醇或以上兩者的混合物20% -36%、熱塑性樹脂48% -70%、異 氰酸酯13% -15%、催化劑0. 5%和硅烷偶聯劑1%，以上百分比總和為100%。2. 根據權利要求1所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于：所述聚醚多元醇選自PPG，PTMEG 或者PEG，其中PPG重均分子量為400-5000,PTMEG重均分子量為500-4000。3. 根據權利要求1所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于：所述聚酯多元醇由AA，PA中的 一種與DEG,NPG，MPG中的一種合成或它們的混合物；聚酯多元醇重均分子量為1000-5000。4. 根據權利要求1所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于：所述異氰酸酯為多異氰酸酯。5. 根據權利要求1所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于：所述熱塑性樹脂為熱塑性聚氨 酯彈性體、聚丙烯酸樹脂、松香樹脂、聚烯烴樹脂中的一種。6. 根據權利要求1所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于：所述異氰酸酯為MDI。7. 根據權利要求1所述的聚氨酯膠黏劑，其特征在于：所述催化劑為DMDEE。8. 如權利要求1-7中任一項所述的聚氨酯膠黏劑的應用，其特征在于：將所述聚氨酯 膠黏劑作為支撐墊片材料。9. 根據權利要求8所述的聚氨酯膠黏劑的應用，其特征在于：所述聚氨酯膠黏劑用于 組裝輕質量零件時的承重或緩沖墊片。
【專利摘要】本發明涉及一種聚氨酯膠黏劑及其應用。所述聚氨酯膠黏劑按質量百分比由以下原料組成：聚醚多元醇或聚酯多元醇或兩者的混合物20％-36％、熱塑性樹脂48％-70％、異氰酸酯13％-15％、催化劑0.5％和硅烷偶聯劑1％，以上百分比總和為100％。所述聚氨酯膠黏劑可以作為支撐墊片材料。本發明提供的聚氨酯基膠黏劑，施完膠后，其表面可以在極短的時間內失去粘性，粘接后的部件不但具有較高的粘接強度，而且韌性也很好。因此可以方便用戶，大大加快用戶的裝配效率并達到良好的粘接效果，可以在較薄的施膠厚度下，充當組裝輕質量零件時的承重或緩沖墊片。另外，由于本發明涉及的膠黏劑具有較強的本體強度和較好的彈性，其也可以用于一般的結構粘接。
【IPC分類】C09J175/08, C08G18/76, C08G18/42, C09J175/06, C08G18/48, C09J175/04
【公開號】CN105315949
【申請號】CN201510833696
【發明人】劉濤
【申請人】廈門威爾邦新材料有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年11月25日