[发明专利]一种高硬度、快速定型的聚氨酯热熔胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高硬度、快速定型的聚氨酯热熔胶，以及制备这种高硬度、快速定型的聚氨酯热熔胶的方法。

背景技术

热塑性聚氨酯热熔胶是将线型的或带有少量支链的聚合物二元醇、低相对分子质量的扩链剂与异氰酸酯反应，生成链状的高分子化合物氨基甲酸酯，即聚氨酯。使用时加热至一定温度熔化涂布于基材表面，经冷却而固化，固化过程主要利用组成中的氢键作用而发生物理交联，具有优良的韧性和粘接强度。热塑性聚氨酯热熔胶受热一定温度后失去氢键作用而变成粘稠状液体，冷却后又恢复原来的物性，因而利用此种特性可以反复加热-冷却固化，此种热熔胶具有粘接强度较高，耐低温、耐磨等优点，且使用可靠性高、化学和物理性能均匀性佳，综合性能优良，粘接工艺简便，浪费少，不含有机溶剂，属于环境友好材料，而且所生产的产品能够被回收或二次利用。

但目前市场上的聚氨酯热熔胶都存在固化速度慢，定型时间长，硬度较低等缺点，已经不能满足快速装配的工业化流水线作业要求。

在现有技术中，用于制备具有较快固化速度的聚氨酯报道较多，如专利US5965685A公开了一种快速固化的脂肪族热熔胶，EP0421154公开了一种快速结晶的聚氨酯弹性体系统；虽然这些发明通过选择合适的原料及配比都能制备出缩短固化时间的聚氨酯，但其只是缩短了聚氨酯的开放时间，并未从根本上解决聚氨酯热熔胶的定型速度慢、硬度低的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于粘接PVC、橡胶、PU、真皮、TPR等基材，具有固化速度快、定型快且好、硬度高的聚氨酯热熔胶粘剂。

本发明的另一目的在于提供上述聚氨酯热熔胶的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明提出了一种高硬度、快速定型的聚氨酯热熔胶，包括如下重量百分比的原料组分：

聚酯多元醇          50.0～86.0％

小分子扩链剂        1～20.0％

二异氰酸酯          12.0～24.0％

催化剂              0.01％～0.50％

抗氧化剂            0.1～1.0％

光学稳定剂          0.1～1.0％

无机纳米粉体        0.5～4.0％。

为达到另一目的，本发明采用如下的技术方案：

一种高硬度、快速定型的聚氨酯热熔胶的制备方法依次包括以下步骤：

1)二元醇与二元酸在100-260℃下缩聚反应、脱水20小时左右，制备得到酸值小于2，分子量为2000-6000的端羟基聚酯二醇；

2)将上述制得的聚酯多元醇与异氰酸酯、催化剂、抗氧化剂和光学稳定剂按重量份加入挤出机中混合、反应；挤出机的投料区温度为90-150℃，反应区温度140-250℃，挤出区温度160-280℃，反应时间3-8分钟；

3)最后挤出、冷却造粒。

借由上述技术方案，本发明具有的有益效果是：

通过本发明得到的高硬度、快速定型的聚氨酯热熔胶黏剂，具有粘接力强，定型快、开放时间短，抗撕裂度强，且生产工艺简单，容易控制；可广泛应用于皮鞋，旅游鞋等各种鞋类，箱包的制作。

具体实施方式

本发明所述的高硬度、快速定型的聚氨酯热熔胶，包括如下的原料组分：质量百分比为50.0～86.0％的聚酯多元醇、1.0～20.0％的小分子扩链剂、12.0～24.0％的二异氰酸酯、0.01％～0.50％的催化剂、0.1～1.0％的抗氧化剂、0.1～1.0％的光学稳定剂和0.5～4％的无机纳米粉体。

其中，所述的聚酯多元醇是通过低分子量脂肪族二元醇与脂肪族二元羧酸、芳香族二元羧酸在100-260℃下缩聚反应而制备成分子量为2000-6000的端羟基聚酯二醇。其中，脂肪族二元羧酸包括己二酸、富马酸、马来酸、辛二酸等；芳香族二元羧酸包括邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸等；所述的聚酯多元醇低分子量脂肪族二元醇包括乙二醇、二甘醇、丙二醇、甲基丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，3-丁二醇、1，5戊二醇、十二烷基己二醇等。

其中，所述小分子扩链剂选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、甲基丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，3丁二醇、1，5戊二醇、1，4-环己基二甲醇、氢醌双(2-羟乙基)醚和一缩二丙二醇中的任一种或它们至少两种的组合。其中1，4-丁二醇是优选的小分子扩链剂。