一种快定位低收缩UV湿气双固化聚氨酯热熔胶及其制备方法与流程

一种快定位低收缩uv湿气双固化聚氨酯热熔胶及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及胶黏剂领域，尤其涉及一种快定位低收缩uv湿气双固化聚氨酯热熔胶及其制备方法。


背景技术：

2.目前我国智能穿戴设备市场呈现高速、稳定发展态势。由于智能穿戴电子产品要求更薄、更窄边、大屏化及更高效要求，对胶黏剂提出了更高的要求。pur热熔胶本身无溶剂，安全无毒，满足智能穿戴要求。但由于pur热熔胶固化速度相对较慢，在施工后需要等待较长时间后才可达到最终强度。因此快速定位，在较时间间内形成较高的粘接强度，节约保压时间，提高生产效率，成为亟待解决的问题。
3.本发明制备一款快定位低收缩的uv湿气双固化热熔胶，采用自制的含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇，紫外光照射下快速定位，减少制具保压时间，增加产线效率，利于自动化作业。
4.常规的聚氨酯热熔胶在冷却结晶过程中易发生结晶收缩，如果结晶成分含量过高，则收缩会过于显著，导致胶层收缩对基材的浸润性差，产品柔韧性变差。
5.本发明采用自制的柔性聚氨酯改性的大侧基二元醇，侧链为带柔性聚醚链段聚氨酯基团，侧链聚醚软段分子可调性强，柔韧性佳，收缩小，抗跌落性能优异，适合窄边框高强度电子产品使用。


技术实现要素：

6.本发明目的之一在于提供了一种含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇的制备方法。本发明的目的之二在于提供了一种快定位低收缩uv湿气双固化聚氨酯热熔胶及其制备方法，采用自制的含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇，紫外光照射下快速定位，侧链为带柔性聚醚链段聚氨酯基团，提高产品柔韧性。
7.为实现上述目的之一，本技术公开了一种快定位低收缩uv湿气双固化聚氨酯热熔胶，其特征在于包括如下重量份数的原料：自制含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇20-40份，结晶性聚酯多元醇
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10-30份；非结晶性聚酯多元醇
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10-30份；异氰酸酯
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13-18份；催化剂
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0.1-0.5份；硅烷偶联剂
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0.1-0.5；光引发剂
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1-5份；所述自制含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇通过聚醚二元醇和二异氰酸酯反应后依次与羟基丙烯酸酯和三官小分子醇反应后获得，其中聚醚二元醇、二异氰酸酯、羟基丙烯酸酯和三官小分子醇的摩尔份数比为1：2：1：1。
8.进一步的，所述自制含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇使用的二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；使用的聚醚二元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯二醇、四氢呋喃－氧化丙烯共聚二醇的至少一种；所用的羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种；所用的三官小分子醇为三羟甲基丙烷。
9.进一步的，所述自制含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇具体通过如下步骤制得：（1）将称量好的聚醚型多元醇，于120-125℃下抽真空脱水2h；（2）将温度降至60-65℃后，加入称量好的异氰酸酯，缓慢升温并控制反应温度在80-85℃，维持反应2h；（3）再将温度降至60-65℃，加入准确称量的羟基丙烯酸酯，计量使得oh/nco为1:2，随着反应进行将温度保持在80-85℃，维持反应2h。
10.（4）接着降温至60-65℃，加入准确称量的三官小分子多元醇，使得加入的三官小分子醇的摩尔数与剩余nco的摩尔数相等，将温度保持在80-85℃，维持反应2h，继续抽真空1小时，得到自制含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇。
11.进一步的，所述的结晶性聚酯多元醇选自聚己二酸己二醇酯、聚对苯二甲酸己二醇酯、聚十二烷二酸己二醇酯、聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯、聚己二酸一缩二乙二醇酯、聚己内酯二元醇的一种或两种以上。
12.进一步的，所述的非结晶性聚酯多元醇选自聚己二酸-己二醇-新戊二醇酯二醇、聚对苯二甲酸-2-甲基-1 ,3-丙二醇酯二醇、聚己二酸-3-甲基-1 ,5-戊二醇酯二醇一种或两种以上。
13.进一步的，所述的异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯一种或两种以上。
14.进一步的，所述的催化剂选自2 ,2-二吗啉代乙基醚、n-甲基吗啉、n-乙基吗啉、n ,n-二甲基苄胺、二(甲基氨基乙基)醚、三亚乙基二胺中的至少一种。
15.进一步的，所述的硅烷偶联剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
16.进一步的，所述的光引发剂为光引发剂189、光引发剂1173、光引发剂tpo、光引发剂184一种或几种的混合物。
17.为实现上述目的之二，本技术公开了上述快定位低收缩uv湿气双固化聚氨酯热熔胶的制备方法，包括如下步骤：(1) 结晶性聚酯多元醇10-30份，非结晶性聚酯多元醇10-30份，自制含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇20-40份，混合均匀，于120-125℃下抽真空脱水2h，真空度保证在≤-0.098mpa, 直至测量含水量≤100ppm，获得混合多元醇；（2）将混合多元醇降温至80-85℃，加入13-18份的异氰酸酯，自然升温15min后，保持在110-115℃，氮气保护下反应60-90min；（3）保持在110-115℃下，加入0.1-0.5份催化剂，0.1-0.5份硅烷偶联剂，1-3份光引发剂，抽真空搅拌30-40min；（4）氮气保护下出料至热熔胶专用管子中，装入铝箔袋中加入干燥剂抽真空保存。
18.本发明的有益效果包括：（1）本发明公开了一种快定位低收缩uv湿气双固化聚氨酯热熔胶及其制备方法，本发明自制一种带丙烯酸酯双键的柔性聚氨酯改性的二元醇，把能够自由基光聚合的双键引入了聚氨酯预聚体中，经过uv 光照，带有双键的预聚体侧链会发生自由基光聚合，形成一定的交联度，使胶体内聚力迅速提高，达到快速定位的效果，主链段通过后期的湿气固化达到最终强度。
19.（2）本发明的另一有益效果为该自制二元醇为聚氨酯改性的聚醚二元醇，分子链柔韧性佳，分子可调节程度高，此柔韧性长链可缓解主链结晶性聚酯多元醇形成的胶体结晶导致的收缩，又保证了胶体本身的内聚强度，提升了胶体的抗冲击性能，在智能穿戴方面有很大的应用前景。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。本发明公开的所述自制含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇（下文简称：自制双官二元醇），按照下述步骤制备：具体通过如下步骤制得：（1）将定量好的聚四氢呋喃醚二醇（平均相对分子量为2000），于120-125℃下抽真空脱水2h。
21.（2）将温度降至60-65℃，加入称量好的摩尔比为1：1的甲苯二异氰酸酯酸酯（2.4-tdi）和间苯二异氰酸酯，缓慢升温并控制反应温度在80-85℃，维持反应2h。
22.（3）再将温度降至60-65℃，加入准确称量的丙烯酸羟乙酯，计量使得oh/nco为1:2，随着反应进行将温度保持在80-85℃，维持反应2h。
23.（4）接着降温至60-65℃，加入准确称量的三羟甲基丙烷，使得加入的三官小分子醇的摩尔数与剩余nco的摩尔数相等，将温度保持在80-85℃，维持反应2h，继续抽真空1小时，得到自制含双键结构的柔性聚氨酯改性的双官多元醇。
24.通过上述步骤制备的自制双官二元醇具有如下式（ⅰ）结构，下述实施例1-5使用的自制双官二元醇均为通过上述步骤制得的。
25.式（ⅰ）实施例1：一种快定位低收缩uv湿气双固化聚氨酯热熔胶，包括以下原料：
本实施例中，所述的制备方法如下：（1）自制双官二元醇25份，聚己二酸己二醇酯21份，聚对苯二甲酸己二醇酯15份，聚己二酸-己二醇-新戊二醇酯二醇18份，混合均匀，于120-125℃下抽真空脱水2h，真空度保证在≤-0.098mpa, 测量含水量≤100ppm进行下步操作。
26.（2）将混合多元醇降温至80-85℃，加入18份的二苯基甲烷二异氰酸酯，自然升温15min后，保持在110-115℃，氮气保护下反应60min。
27.（3）保持在110-115℃下，加入0.25份2 ,2-二吗啉代乙基醚，0.25份硅烷偶联剂a189，1.5份光引发剂184，1份光引发剂819，抽真空搅拌30min。
28.（4）氮气保护下出料至热熔胶专用管中，装入铝箔袋中加入干燥剂抽真空保存。
29.实施例2：一种快定位低收缩uv湿气双固化聚氨酯热熔胶，包括以下原料：本实施例中，所述的制备方法如下：（1）自制双官二元醇35份，聚己二酸己二醇酯21份，聚对苯二甲酸己二醇酯10份，聚己二酸-己二醇-新戊二醇酯二醇13份，混合均匀，于120-125℃下抽真空脱水2h，真空度保证在≤-0.098mpa, 测量含水量≤100ppm进行下步操作。
30.（2）将混合多元醇降温至80-85℃，加入18份的二苯基甲烷二异氰酸酯，自然升温15min后，保持在110-115℃，氮气保护下反应60min。
31.（3）保持在110-115℃下，加入0.25份2 ,2-二吗啉代乙基醚，0.25份硅烷偶联剂a189，1.5份光引发剂184，1份光引发剂819，抽真空搅拌30min。
32.（4）氮气保护下出料至热熔胶专用管中，装入铝箔袋中加入干燥剂抽真空保存。
33.实施例3：一种快定位低收缩uv湿气双固化聚氨酯热熔胶，包括以下原料：本实施例中，所述的制备方法如下：（1）自制双官二元醇25份，聚己二酸己二醇酯22份，聚己二酸-己二醇-新戊二醇酯二醇24份，聚对苯二甲酸-2-甲基-1 ,3-丙二醇酯二醇10份，混合均匀，于120-125℃下抽真空脱水2h，真空度保证在≤-0.098mpa, 测量含水量≤100ppm进行下步操作。
34.（2）将混合多元醇降温至80-85℃，加入16份的二苯基甲烷二异氰酸酯，自然升温15min后，保持在110-115℃，氮气保护下反应60min。
35.（3）保持在110-115℃下，加入0.25份2 ,2-二吗啉代乙基醚，0.25份硅烷偶联剂a189，1.5份光引发剂184，1份光引发剂819，抽真空搅拌30min。
36.（4）氮气保护下出料至热熔胶专用管中，装入铝箔袋中加入干燥剂抽真空保存。
37.实施例4：一种快定位低收缩uv湿气双固化聚氨酯热熔胶，包括以下原料：本实施例中，所述的制备方法如下：（1）自制双官二元醇35份，聚己二酸己二醇酯16份，聚己二酸-己二醇-新戊二醇酯
二醇20份，聚对苯二甲酸-2-甲基-1 ,3-丙二醇酯二醇10份，混合均匀，于120-125℃下抽真空脱水2h，真空度保证在≤-0.098mpa, 测量含水量≤100ppm进行下步操作。
38.（2）将混合多元醇降温至80-85℃，加入16份的二苯基甲烷二异氰酸酯，自然升温15min后，保持在110-115℃，氮气保护下反应60min。
39.（3）保持在110-115℃下，加入0.25份2 ,2-二吗啉代乙基醚，0.25份硅烷偶联剂a189，1.5份光引发剂184，1份光引发剂819，抽真空搅拌30min。
40.（4）氮气保护下出料至热熔胶专用管中，装入铝箔袋中加入干燥剂抽真空保存。
41.对比例1本对比例中，所述的制备方法如下：（1）聚己二酸己二醇酯28份，聚对苯二甲酸己二醇酯20份，聚己二酸-己二醇-新戊二醇酯二醇20份，混合均匀，于120-125℃下抽真空脱水2h，真空度保证在≤-0.098mpa, 测量含水量≤100ppm进行下步操作。
42.（2）将混合多元醇降温至80-85℃，加入18份的二苯基甲烷二异氰酸酯，自然升温15min后，保持在110-115℃，氮气保护下反应60min。
43.（3）保持在110-115℃下，加入0.25份2 ,2-二吗啉代乙基醚，0.25份硅烷偶联剂a189，抽真空搅拌30min。
44.（4）氮气保护下出料至热熔胶专用管中，装入铝箔袋中加入干燥剂抽真空保存。
45.对比例2本对比例中，所述的制备方法如下：（1）聚环氧乙烷醚二醇23份，聚己二酸己二醇酯二醇15份，聚己二酸-己二醇-新戊二醇酯二醇19.5份，丙烯酸增粘12份，混合均匀，于130-135℃下抽真空脱水2h，真空度保证在≤-0.098mpa, 测量含水量≤100ppm进行下步操作。
46.（2）将混合多元醇降温至100-105℃，加入16份的二苯基甲烷二异氰酸酯，自然升温15min后，保持在115-120℃，氮气保护下反应90min。
47.（3）保持在115-120℃下，加入0.25份2 ,2-二吗啉代乙基醚，0.25份a189，抽真空搅拌40min。
48.（4）氮气保护下出料至热熔胶专用管中，装入铝箔袋中加入干燥剂抽真空保存。
49.将实施例1-4所做热熔胶样品与对比例所做样品进行性能对比测试，测试项目包括：初粘强度、终粘强度、收缩率。测试温度25
±
3℃，湿度40-50%。
50.具体测试方法如下：（1）定位强度测试：参照gb/t7124-2008测试方法，使用pc标准样片；26#针头加热130℃，胶管加热100℃，出胶压力0.4mpa，点胶时间3s；点完胶后通过uv-led光照，能量为5000mj/cm2，测试片自然扣合，之后用200g压盖分别压合1min和10min，测量剪切强度。
51.（2）终粘强度：参照gb/t7124-2008测试方法，使用pc标准样片；26#针头加热130℃，胶管加热100℃，出胶压力0.4mpa，点胶时间3s；点完胶后通过uv-led光照，能量为5000mj/cm2，测试片自然扣合，之后用200g压盖压合1h后，自然放置24小时测量剪切强度(3) 收缩率测试：称取一定质量的胶液使用密度计测试其密度，计算液态体积；然后称取同等质量的胶液在正方体平底凹槽上进行固化，固化冷却后使用密度计测试所固胶块的密度，计算固态体积；再用液态体积减去固态体积除以液态体积，即得固化收缩率。
52.测试数据如下：从表中实施例与对比例性能测试数据可以看出，本发明采用自制一种带丙烯酸酯双键的柔性聚氨酯改性的二元醇，把能够自由基光聚合的双键引入了聚氨酯预聚体中，经过uv 光照，快速交联达到较高的初粘强度，减少制具保压时间，增加产线效率，利于自动化作业。
53.本发明自制二元醇为聚氨酯改性的聚醚二元醇，分子链柔韧性佳，分子可调节程度高，此柔韧性长链可缓解主链结晶性聚酯多元醇形成的胶体结晶导致的收缩，又保证了胶体本身的内聚强度，提升了胶体的抗冲击性能，在智能穿戴方面有很大的应用前景。
54.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。