CN105524585B

CN105524585B - 一种胶黏剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN105524585B
Application number: CN201410679674.9A
Authority: CN
Inventors: 李运娜; 崔静娜
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2017-07-04
Anticipated expiration: 2034-11-24
Also published as: CN105524585A

Abstract

本发明提供了一种胶黏剂及其制备方法，所述胶黏剂的成分和重量百分比如下：热塑性聚氨酯树脂 25‑45%；羟基丙烯酸树脂 8%‑30%；异氰酸酯固化剂 4%‑6%；稀释剂 30‑50%；助剂 1‑5%。本发明提供了所述胶黏剂作为注塑件与嵌件之间粘结剂的应用。本发明提供的胶黏剂，通过对其组分进行适当选择，得到一个具有良好粘结能力的胶黏剂配方。通过将该胶黏剂直接预先涂布于嵌件表面，后续再注塑，可保证嵌件与注塑件表面之间形成良好的粘结，且工艺大大简化。

Description

一种胶黏剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于化工制备领域，尤其涉及一种胶黏剂及其制备方法和应用。

背景技术

传统工艺中，嵌件注塑一般通过在嵌件上制作卡扣，然后再注塑，使嵌件与后注塑塑胶间通过卡扣的机械结合从而形成紧密结合，保证二者之间的连接强度。而在嵌件上制作卡扣的方法多应用于结构件，因为其繁多的卡扣结构，加工容易变形，不适用于外观件。

现有技术中，也有采用预先对嵌件表面进行细密微孔处理，增加嵌件与后注塑件之间的接触面积，从而使后处理塑胶与金属之间形成较强的结合力。而预先对嵌件表面进行细密微孔处理，其预处理过程复杂，且因为其形成的微孔很小，需要后注塑的塑胶的流动性很好，对后注塑的塑胶选择面较窄，导致其也不能得到广泛应用。

因此，寻求一种能同时嵌件与注塑件之间接触力良好且工艺简化的方法成为当务之急。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的嵌件表面注塑后不能同时保证嵌件与注塑件之间良好结合力且工艺简化的技术问题。

本发明提供了一种胶黏剂，所述胶黏剂的成分和重量百分比如下：

热塑性聚氨酯树脂 25-45%；

羟基丙烯酸树脂 8%-30%；

异氰酸酯固化剂 4%-6%；

稀释剂 30-50%；

助剂 1-5%。

本发明还提供了所述胶黏剂的制备方法，包括将各组分按比例混合后，分散均匀，得到所述胶黏剂。

最后，本发明提供了所述胶黏剂作为注塑件与嵌件之间粘结剂的应用。

本发明提供的胶黏剂，通过对其组分进行适当选择，得到一个具有良好粘结能力的胶黏剂配方，且能实现塑胶在嵌件上的注塑，通过将该胶黏剂直接预先涂布于嵌件表面，后续再注塑，可保证嵌件与注塑件表面之间形成良好的粘结，且工艺大大简化。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体地，本发明提供了一种胶黏剂，所述胶黏剂的成分和重量百分比如下：

热塑性聚氨酯树脂 25%-45%；

羟基丙烯酸树脂 8%-30%；

异氰酸酯固化剂 4%-6%；

稀释剂 30%-50%；

助剂 1%-5%。

本发明的发明人通过进一步的实验发现，所述胶黏剂的配方在如下优选含量范围之内时，其粘结能力更佳：

热塑性聚氨酯树脂 30%-40%；

羟基丙烯酸树脂 15%-20%；

异氰酸酯固化剂 4%-6%；

稀释剂 30%-40%；

助剂 2%-4%。

本发明中，所述热塑性聚氨酯树脂为热塑性树脂，即其为非交联型的聚氨酯树脂，不含有反应性官能团。将该热塑性聚氨酯树脂热喷涂后，冷却即可实现固化。具体地，本发明中，所述热塑性聚氨酯树脂的玻璃化温度Tg为60-150℃，更优选为80-120℃。所述羟基丙烯酸树脂的羟值为65-120 KOHmg/g，更有优选为75-110 KOHmg/g。

所述异氰酸酯固化剂为本领域技术人员常用的各种异氰酸酯类固化剂，例如可以选自甲苯二异氰酸酯（TDI）、六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种，但不局限于此。

所述稀释剂为本领域技术人员常用的各种有机溶剂，例如可以选自二甲苯、甲基异丁基酮、乙二醇丁醚、乙酸丁酯、环己酮、丁酮、乙酸乙酯中的一种或多种，但不局限于此。优选情况下，本发明中，所述稀释剂为二甲苯、甲基异丁基酮、乙二醇丁醚、乙酸丁酯、环己酮、丁酮的混合体系。更优选情况下，前述混合体系中，各组分的质量比为5:5:1:1:5:1。

所述助剂为现有技术中常见的各种助剂，包括但不局限于消泡剂、流平剂。其中，消泡剂用于除去胶黏剂中的气泡，增加嵌件与注塑件之间的粘接力。而流平剂则有利于胶黏剂在嵌件表面的流平。更优选情况下，以所述胶黏剂的总质量为基准，其中消泡剂的含量1~3wt%，流平剂的含量为1~2wt%。

本发明的发明人通过进一步的实验意外发现，本发明提供的胶黏剂中采用二氧化硅时，能进一步提高嵌件与注塑件之间的粘接力。发明人认为，这是由于胶黏剂中加入二氧化硅中，将其涂布于嵌件表面后，由于二氧化硅的存在，会增加嵌件表面的粗糙度，从而可增加嵌件与后注塑件之间的接触面积，使得嵌件与注塑件之间的粘接力增强。另外，二氧化硅还能提高胶黏剂本身的强度，从而保证嵌件与注塑件的紧密结合。优选情况下，以所述胶黏剂的总质量为基准，所述胶黏剂中二氧化硅的含量为5%-10%，更优选为5%-8%。发明人进一步发现，当二氧化硅优选采用纳米级二氧化硅时，嵌件与注塑件之间的粘接力更高。因此，本发明中，所述二氧化硅的平均粒径优选为0.1-30μm。

本发明提供的胶黏剂配方简单，易于配制。具体，本发明提供了所述胶黏剂的制备方法，包括将各组分按比例混合后，分散均匀，即可得到所述胶黏剂。所述分散步骤可采用高速分散机进行。

本发明中，为便于所述热塑性聚氨酯树脂在胶黏剂中的均匀分散，优选情况下，可先将热塑性聚氨酯树脂分散于稀释剂中配制成聚氨酯溶液，再往该聚氨酯溶液中加入羟基丙烯酸树脂、异氰酸酯固化剂以及助剂，最后加入二氧化硅。更优选情况下，在配制聚氨酯溶液时，还可进行加热处理，例如置于红外烘箱中进行加热，但不局限于此。加热完成后还可采用高速分散剂进行分散处理。最后，本发明提供了所述胶黏剂作为注塑件与嵌件之间粘结剂的应用。

如前所述，嵌件与注塑件之间通过卡扣连接时，卡扣结构繁多，且嵌件容易变形，而对嵌件进行表面处理以增加二者的接触面积，处理步骤复杂且注塑塑胶种类受限，均不能得到广泛应用。因此，本发明提供了一种新型配方的胶黏剂，其可实现嵌件与注塑件之间的良好粘结。

具体地，可先对嵌件表面进行清洁处理，然后涂覆本发明提供的胶黏剂，待该胶黏剂固化后即可进行注塑件的注塑步骤，注塑完成后即可得到具有良好的粘结剂的嵌件-注塑件复合品。

采用本发明提供的胶黏剂实现嵌件与注塑件之间的良好粘结，其不需要对嵌件进行复杂的机械加工和表面微孔处理，一方面保证嵌件的平整度，另一方面工作效率高，且对后续注塑的塑胶种类没有限制，可得到广泛应用。

本发明中，所述嵌件可以为玻璃，也可以为金属，以及其它各种需要进行表面注塑的待注塑件，本发明没有特殊限定。

以下通过实施例对本发明作进一步解释说明。实施例及对比例中所采用原料通过商购得到，本发明没有特殊限定。

实施例1

本实施例的胶黏剂S1的配方为：Tg为80℃的热塑性聚氨酯树脂 40%；羟基丙烯酸树脂（羟值为110 KOHmg/g） 18% ； MDI固化剂 4%；二氧化硅（平均粒径为7μm） 5%；助剂（消泡剂） 3%；稀释剂 30%，前述含量为质量百分含量。

其中，稀释剂为二甲苯、甲基异丁基酮、乙二醇丁醚、乙酸丁酯、环己酮、丁酮按质量比为5:5:1:1:5:1的混合体系。

其制作工艺为：（1）将热塑性聚氨酯树脂置于稀释剂中浸泡8h，然后放入红外烘箱内60℃下加热0.5h，之后在高速分散机上以1000r/min的转速搅拌0.5h，得到聚氨酯溶液；（2）往前述聚氨酯溶液中加入羟基丙烯酸树脂、MDI固化剂和助剂，并继续在高速分散机上以1500r/min的转速搅拌0.5h，搅拌的同时加入二氧化硅，得到本实施例的胶黏剂，记为S1。

实施例2

本实施例的胶黏剂S2的配方为：Tg为80℃的热塑性聚氨酯树脂 30%；羟基丙烯酸树脂（羟值为110 KOHmg/g） 25% ； TDI固化剂 6%；二氧化硅（平均粒径为3μm） 6%；助剂（流平剂） 1%；稀释剂 32%，前述含量为质量百分含量。

其制作工艺为：将热塑性聚氨酯树脂置于稀释剂中浸泡8h，然后放入红外烘箱内60℃下加热0.5h，之后在高速分散机上以1000r/min的转速搅拌0.5h，得到聚氨酯溶液；（2）往前述聚氨酯溶液中加入羟基丙烯酸树脂、MDI固化剂和助剂，并继续在高速分散机上以1500r/min的转速搅拌0.5h，搅拌的同时加入二氧化硅，得到本实施例的胶黏剂，记为S2。

实施例3

本实施例的胶黏剂S3的配方为：Tg为120℃的热塑性聚氨酯树脂 34%；羟基丙烯酸树脂（羟值为75 KOHmg/g） 20% ； MDI固化剂 5%；二氧化硅（平均粒径为15μm） 8%；助剂：消泡剂 2%+流平剂1%；稀释剂 30%，前述含量为质量百分含量。

其制作工艺为：将热塑性聚氨酯树脂置于稀释剂中浸泡8h，然后放入红外烘箱内60℃下加热0.5h，之后在高速分散机上以1000r/min的转速搅拌0.5h，得到聚氨酯溶液；（2）往前述聚氨酯溶液中加入羟基丙烯酸树脂、MDI固化剂和助剂，并继续在高速分散机上以1500r/min的转速搅拌0.5h，搅拌的同时加入二氧化硅，得到本实施例的胶黏剂，记为S3。

实施例4

本实施例的胶黏剂S4的配方为：Tg为90℃的热塑性聚氨酯树脂 25%；羟基丙烯酸树脂（羟值为95 KOHmg/g） 30% ； MDI固化剂 5%；二氧化硅（平均粒径为7μm） 4%；助剂（消泡剂） 1%；稀释剂 35%，前述含量为质量百分含量。

其中，稀释剂为甲基异丁基酮、乙二醇丁醚、乙酸丁酯、环己酮按质量比为5:1:1:2的混合体系。

其制作工艺为：将热塑性聚氨酯树脂置于稀释剂中浸泡8h，然后放入红外烘箱内60℃下加热0.5h，之后在高速分散机上以1000r/min的转速搅拌0.5h，得到聚氨酯溶液；（2）往前述聚氨酯溶液中加入羟基丙烯酸树脂、MDI固化剂和助剂，并继续在高速分散机上以1500r/min的转速搅拌0.5h，搅拌的同时加入二氧化硅，得到本实施例的胶黏剂，记为S4。

实施例5

本实施例的胶黏剂S5的配方为：Tg为90℃的热塑性聚氨酯树脂 45%；羟基丙烯酸树脂（羟值为75 KOHmg/g） 8% ； MDI固化剂 6%；二氧化硅（平均粒径为7μm） 4%；助剂（消泡剂） 2%；稀释剂 35%，前述含量为质量百分含量。

其中，稀释剂为二甲苯、乙二醇丁醚、乙酸丁酯、丁酮按质量比为5:1:1:3的混合体系。

其制作工艺为：（将热塑性聚氨酯树脂置于稀释剂中浸泡8h，然后放入红外烘箱内60℃下加热0.5h，之后在高速分散机上以1000r/min的转速搅拌0.5h，得到聚氨酯溶液；（2）往前述聚氨酯溶液中加入羟基丙烯酸树脂、MDI固化剂和助剂，并继续在高速分散机上以1500r/min的转速搅拌0.5h，搅拌的同时加入二氧化硅，得到本实施例的胶黏剂，记为S5。

实施例6

本实施例的胶黏剂S6的配方为：Tg为90℃的热塑性聚氨酯树脂 35%；羟基丙烯酸树脂（羟值为75 KOHmg/g） 18% ； MDI固化剂 5%；助剂（消泡剂） 2%；稀释剂 40%，前述含量为质量百分含量。

其中，稀释剂为二甲苯、甲基异丁基酮、乙二醇丁醚、乙酸丁酯、环己酮、乙酸乙酯按质量比为5:5:1:1:5:1的混合体系。

其制作工艺为：将热塑性聚氨酯树脂置于稀释剂中浸泡8h，然后放入红外烘箱内60℃下加热0.5h，之后在高速分散机上以1000r/min的转速搅拌0.5h，得到聚氨酯溶液；（2）往前述聚氨酯溶液中加入羟基丙烯酸树脂、MDI固化剂和助剂，并继续在高速分散机上以1500r/min的转速搅拌0.5h，搅拌的同时加入二氧化硅，得到本实施例的胶黏剂，记为S6。

对比例1

直接采用市面上普通成品胶黏剂美丽华的025GT作为本对比例的胶黏剂，记为DS1。

对比例2

本对比例的胶黏剂DS2的配方为：Tg为90℃的热塑性聚氨酯树脂（ 50%；羟基丙烯酸树脂（羟值为75 KOHmg/g） 20% ； MDI固化剂 4%；助剂（消泡剂） 1%；稀释剂 25%，前述含量为质量百分含量。

其制作工艺为：将热塑性聚氨酯树脂置于稀释剂中浸泡8h，然后放入红外烘箱内60℃下加热0.5h，之后在高速分散机上以1000r/min的转速搅拌0.5h，得到聚氨酯溶液；（2）往前述聚氨酯溶液中加入羟基丙烯酸树脂、MDI固化剂和助剂，并继续在高速分散机上以1500r/min的转速搅拌0.5h，搅拌的同时加入二氧化硅，得到本对比例的胶黏剂，记为DS2。

对比例3

本对比例的胶黏剂DS3的配方为：Tg为90℃的热塑性聚氨酯树脂 20%；羟基丙烯酸树脂（羟值为75 KOHmg/g） 30% ； MDI固化剂 6%；二氧化硅（平均粒径为7μm） 10%；助剂（消泡剂） 4%；稀释剂 30%，前述含量为质量百分含量。

其制作工艺为：将热塑性聚氨酯树脂置于稀释剂中浸泡8h，然后放入红外烘箱内60℃下加热0.5h，之后在高速分散机上以1000r/min的转速搅拌0.5h，得到聚氨酯溶液；（2）往前述聚氨酯溶液中加入羟基丙烯酸树脂、MDI固化剂和助剂，并继续在高速分散机上以1500r/min的转速搅拌0.5h，搅拌的同时加入二氧化硅，得到本对比例的胶黏剂，记为DS3。

性能测试

清洗玻璃基材表面，然后在该玻璃基材表面分别喷涂美丽华EP-501PT作为底胶，底胶固化后再喷涂胶黏剂S1-S6和DS1-DS3，烘烤至胶液固化，然后在玻璃基材具有固化胶液的一个表面进行注塑，得到玻璃-塑胶复合件，分别记为S10-S60和DS10-DS30。

清洗铝合金基材表面，然后在该铝合金基材表面分别喷涂美丽华EP-501PT作为底胶，底胶固化后再喷涂胶黏剂S1-S6和DS1-DS3，烘烤至胶液固化，然后在铝合金基材具有固化胶液的一个表面进行注塑，得到铝合金-塑胶复合件，分别记为S11-S66和DS11-DS33。

（1）拉拔测试

将治具装配于插拔力试验机的虎钳上，然后将前述玻璃-塑胶复合件S10-S60、DS10-DS30和铝合金-塑胶复合件S11-S66、DS11-DS33分别夹于治具中，以10mm/min的速度进行拉拔，记录产品断裂时的最大力。测试结果如表1所示。

（2）剪切测试

采用拔插力试验机，分别装夹前述玻璃-塑胶复合件S10-S60、DS10-DS30和铝合金-塑胶复合件S11-S66、DS11-DS33的两头，以10mm/min的速度进行拉拔，记录产品断裂时的最大力。测试结果如表1所示。

表1

。

由上表1可以看出，本发明提供的胶黏剂S1-S6对于玻璃与塑胶之间、以及铝合金与塑胶之间均具有良好的粘结能力，明显优于对比例中的胶黏剂样品DS1-DS3。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种胶黏剂，其特征在于，所述胶黏剂的成分和重量百分比如下：

其中，所述热塑性聚氨酯树脂的玻璃化温度Tg为60℃-150℃；所述羟基丙烯酸树脂的羟值为65-120KOHmg/g。

2.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述胶黏剂的成分和重量百分比如下：

3.根据权利要求1或2所述的胶黏剂，其特征在于，以所述胶黏剂的总质量为基准，所述胶黏剂中还含有5％-10％的二氧化硅。

4.根据权利要求3所述的胶黏剂，其特征在于，所述二氧化硅的平均粒径为0.1-30μm。

5.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述异氰酸酯固化剂选自甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述稀释剂选自二甲苯、甲基异丁基酮、乙二醇丁醚、乙酸丁酯、环己酮、丁酮中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于，所述助剂选自消泡剂、流平剂中的一种或两种。

8.权利要求1所述的胶黏剂的制备方法，包括将各组分按比例混合后，分散均匀，得到所述胶黏剂。

9.权利要求1所述的胶黏剂作为注塑件与嵌件之间粘结剂的应用。

10.根据其利要求9所述的应用，所述嵌件为玻璃。

11.根据其利要求9所述的应用，所述嵌件为金属。