[发明专利]一种水性聚氨酯热熔胶及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于热熔胶技术领域，涉及一种聚氨酯热熔胶，特别涉及一种水性聚氨酯热熔胶及其制备方法与应用。

背景技术

热熔胶是一种可塑性的胶黏剂，在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变，而化学性质不变，漆无毒无味，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，溶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。并且这种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。

理想的热熔胶，应该保证足够的粘结强度的前提下，尽量降低其熔融温度，同时尽量提高其软化点。而通常热熔胶的软化点随其熔融温度的降低而降低，如何解决这一矛盾，一直是热熔胶研究领域的重要课题。对现有的EVA、PA、聚酯传统热熔胶品种进行接枝，掺混，共聚等改性，成为了近年来热熔胶的一个重要发展方向。但是也有大量文献报道，由于粉体热熔胶制备过程中采用液氮低温冷冻粉碎工艺，消耗大量的液氮和电力，能耗较高。

公开号为CN103554415的中国发明专利申请公开了水性聚氨酯热熔胶的制备方法，但是在制备过程中同时采用了聚酯多元醇和聚醚二元醇，导致最后的熔融温度过高，固含量太低，耐热水洗时间太短，而且剥离力也比较小。因此，在固含量、熔融温度、剥离力和耐热水性等性能上与本发明的产品有较大差距。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法。本发明方法的反应条件温和，能耗较低，所制备的热熔胶克服熔融温度、固含量与剥离力之间的矛盾，具有低熔融温度、高固含量、高剥离力的特点。其固含量为45～55％时，剥离力大于12N，而胶膜熔点仅为130～150℃。

本发明另一目的在于提供由上述方法制备得到的水性聚氨酯热熔胶。该热熔胶常温下为液态，具有低熔融温度、高固含量、高剥离力的特点。

本发明的再一目的在于提供上述水性聚氨酯热熔胶的应用。在服装行业、涂料工业以及包装工程、制鞋、木材、皮革、复合板材等领域胶黏剂中的应用，属于功能性高分子材料领域的应用。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种水性聚氨酯热熔胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)向反应釜中加入聚醚多元醇，加热升温至120～130℃，保温除水，降温至75～85℃；

(2)在搅拌的条件下，向步骤(1)的反应釜中均匀滴加催化剂，随后加入多异氰酸酯，温度稳定后升温至80～88℃，保温反应2.0～2.5h，得到混合物；

(3)向步骤(2)装有混合物的反应釜中滴加羧基单体溶液，滴加完后，调整温度至80～90℃，保温反应3～4h，得到粗产物；其中所述羧基单体溶液是将羧基单体溶解于有机溶剂中得到；

(4)向步骤(3)的粗产物中加入丙酮降低体系粘度，提高搅拌机转速，降温至35～40℃，加入中和剂中和，出料，加入蒸馏水，高速剪切乳化，旋转蒸发，得到水性聚氨酯热熔胶。

所述聚醚多元醇：多异氰酸酯：催化剂：羧基单体的质量比为(40～50)：(30～40)：(0.02～0.04)：(6～8)。

所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇或缩乙二醇中的一种以上，其分子量为1000～2000。

所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种以上。

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或三乙烯二胺；所述羧基单体为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。

所述有机溶剂与羧基单体质量比为(2.5～3)：1；所述有机溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮或碳酸二甲酯中的一种以上。

所述中和剂为三乙胺或N、N-二甲基乙醇胺中的一种或两种；所述中和剂与羧基单体的质量比为(6～8)：(6～8)。

所述蒸馏水的用量为聚醚多元醇、多异氰酸酯、催化剂与羧基单体总质量的0.8～1倍。

步骤(1)中所述保温除水的时间为2～2.5h。