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CN110078882A - 一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法 - Google Patents

一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法 Download PDF

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CN110078882A
CN110078882A CN201910350839.0A CN201910350839A CN110078882A CN 110078882 A CN110078882 A CN 110078882A CN 201910350839 A CN201910350839 A CN 201910350839A CN 110078882 A CN110078882 A CN 110078882A
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adhesive tape
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黎艳飞
邹明清
区志敏
黄律生
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Dongguan Huagong Hi New Material Co Ltd
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Abstract

本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，尤其涉及一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：取聚醚多元醇边搅拌边加热，减压除水，降温，加入碳化二亚胺改性MDI或纯MDI，升温，反应，取样测定‑NCO含量，达到预定值后，停止加热，降温，放料，得到聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体和固化剂‑助剂混合物分别置于浇注机I罐和P罐中，加热，减压除泡，将聚氨酯预聚体和固化剂‑助剂混合物混合均匀，得到混合物，然后浇注到基材上，65‑85℃加热10‑15分钟，贴离型膜，收卷，放置，即得。相对于现有技术，本发明制备的材料硬度(Asker C)为12～22，剥离强度达2.4N/cm以上，剥离强度保持率（100℃,168h）不低于70%，能满足双面胶胶带材料的性能要求，具有重要的应用价值。

Description

一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法
技术领域
本发明属于聚氨酯弹性体技术领域，尤其涉及一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法。
背景技术
双面胶分为有基材双面胶和无基材双面胶，有基材双面胶是以棉纸、PET、PVC膜、无纺布等为基材，双面均匀涂布弹性体型压敏胶、树脂型压敏胶或丙烯酸类压敏胶，贴离型纸（膜）制成的卷状或片状的胶粘带。无基材双面胶是在离型纸（膜）材料上直接涂布弹性体型压敏胶、树脂型压敏胶或丙烯酸类压敏胶等胶粘剂，制成的卷状或片状的胶粘带。双面胶所使用的胶粘剂分为溶剂型胶粘剂、乳液型胶粘剂、热熔型胶粘剂以及反应型胶粘剂等。双面胶广泛使用于皮革、铭板、文具、电子、汽车边饰固定、鞋业、制纸、手工艺品粘贴定位等用途。
溶剂型胶粘剂双面胶虽粘接力较强，生产效率较高，但不环保，对生产人员的身体健康和环境造成影响；乳液型胶粘剂双面胶生产效率较低；热熔型胶粘剂双面胶粘接力较弱；而聚氨酯弹性体通过原材料选择和配方调整，可制备出整体具有高粘性的超低硬度、厚度0.2-3mm的粘性胶层。此胶层最大的优势在于不污染被粘底材，不留痕迹于底材上，即无痕可移，亦可多次重复使用，不影响使用效果。传统的双面胶由于胶粘剂附着在被粘底材上很难清除，易污染被粘底材，去除胶粘剂需用刀片配合电吹风，一点点刮除，这样易损坏被粘底材。若在有基材双面胶的一面或两面，无基材的离型纸（膜）附着一薄层高粘性聚氨酯弹性体，即可改善传统双面胶的不足，由于100%固含，对环境友好，操作温度低，生产效率高。此种双面胶可广泛使用于粘尘垫除尘、刊附物的固定、地毯防滑垫，手机皮套固定手机，酒瓶固定，导航支架贴，饰品固定，手机支架可移贴等，由于其用途广泛，成品率高，可占据一定的市场份额，获得较好的经济效益。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，采用该方法得到的双面胶胶带用聚氨酯弹性体具有100%固含量、绿色环保、0.3-2mm厚度可选择、耐水解、粘接力强、不污染底材、可重复使用、操作温度低、生产效率高等优点，可广泛应用于手工艺品制作、手工艺粘贴、电子产品固定，玩具粘贴、园艺、起办、告示等的各种粘贴。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，至少包括以下步骤：
第一步，聚氨酯预聚体的制备：取100质量份聚醚多元醇边搅拌边加热至105℃-115℃，减压除水2小时-3小时，降温至50℃-70℃，加入30质量份-76质量份的碳化二亚胺改性MDI或30质量份-72质量份的纯MDI，升温至80℃-90℃，反应2小时-3小时，取样测定-NCO含量，达到预定值8.0%-12.0%后，停止加热，降温至50℃-60℃，放料，得到聚氨酯预聚体；
第二步，将聚氨酯预聚体置于浇注机I罐中，加热至40℃-50℃，减压除泡，把固化剂-助剂混合物置于浇注机P罐中，加热至40℃-50℃，减压除泡，将聚氨酯预聚体和固化剂-助剂混合物按（15～20）：100的质量比混合均匀，得到混合物，然后将混合物浇注到基材上，65-85℃加热10-15分钟，贴离型膜，收卷，放置，即得所述双面胶胶带用聚氨酯弹性体。
本发明通过控制聚氨酯预聚体和固化剂-助剂混合物的质量比例，可以得到双面胶胶带用聚氨酯弹性体的硬度(Asker C)为12～22，硬度低，弹性好。采用本发明生产成品，反应速度快，生产效率高。
作为本发明双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法的一种改进，所述固化剂-助剂混合物包括800质量份-1130质量份聚醚多元醇、3质量份-6质量份抗氧化剂、2质量份-3质量份紫外线吸收剂、1.5质量份-3.0质量份紫外线稳定剂、0.2质量份-0.4质量份流平剂，0.2质量份-0.4质量份有机锡催化剂和0.7质量份- 1.2质量份色浆。
作为本发明双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法的一种改进，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇和/或聚氧化丙烯三元醇，所述聚氧化丙烯二元醇的相对分子质量为2000-4000，所述聚氧化丙烯三元醇的相对分子质量为5000-6000。
作为本发明双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法的一种改进，所述紫外线吸收剂为羟基苯酚苯并三唑类紫外线吸收剂，所述紫外线稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
作为本发明双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法的一种改进，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂1076。
作为本发明双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法的一种改进，所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷，所述有机锡催化剂为环保型有机锡催化剂。
作为本发明双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法的一种改进，所述固化剂-助剂混合物的制备方法为：将聚醚多元醇、抗氧化剂和色浆边搅拌边加热至105℃-115℃，减压除水2小时-3小时，降温至55℃-65℃，加入紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、流平剂和有机锡催化剂，搅拌10分钟-15分钟，放料，得到固化剂-助剂混合物。
其中，色浆选择紫色色浆，这是由于浅紫色可增加透明感和减轻视觉黄变效果。
作为本发明双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法的一种改进，所述碳化二亚胺改性MDI中碳化二亚胺的质量分数为10%-20%。
作为本发明双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法的一种改进，采用所述方法制备的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的硬度（Asker C）为12～22，剥离强度达2.4N/cm以上，100℃热老化系数不低于70%，相对于现有技术，本发明采用无溶剂设计、选用无气味或低气味聚醚多元醇及使用环保型有机锡催化剂催化，可满足双面胶胶带的安全环保要求，且本发明所得材料耐紫外线、耐热、工艺简单、边角废料少、制品厚度均匀、可调，材料粘接强度高、可重复使用、不污染基材。采用本发明的方法制备的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的硬度（Asker C）为12～22，剥离强度达2.4N/cm以上，剥离强度保持率（100℃,168h）不低于70%，能满足双面胶胶带材料的性能要求，具有重要的应用价值。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，至少包括以下步骤：
（1）聚氨酯预聚体的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇100份，边搅拌边加热至105℃，减压除水2小时，降温至68℃，加入59份碳化二亚胺改性MDI，升温至88℃，反应2.5小时，取样测定-NCO含量，达到预定值8.1%后，停止加热，降温至55℃，放料，得到聚氨酯预聚体；其中，所述碳化二亚胺改性MDI中碳化二亚胺的质量分数为13%.
（2）固化剂-助剂混合物的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇74份、相对分子质量为6000的聚氧化丙烯三元醇734份、抗氧化剂3.7份和紫色色浆0.73份，边搅拌边加热至105℃，减压除水2小时，降温至60℃，加入紫外线吸收剂2.0份、紫外线稳定剂1.7份、流平剂0.22份和环保有机锡催化剂0.22份，搅拌12分钟，放料，得到固化剂-助剂混合物。
（3）双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备
将步骤（1）得到的聚氨酯预聚体置于浇注机I罐中，加热至40℃，减压除泡，把步骤（2）得到的固化剂-助剂混合物置于浇注机P罐中，加热至40℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂-助剂混合物按19:100的质量比，混合均匀，得到混合物，然后将混合物浇注到基材上，75℃加热15分钟，贴离型膜，收卷，放置，即得所述双面胶胶带用聚氨酯弹性体。
硬度（Asker C）按《SRIS 0101标准》进行测定, 剥离强度按《GB/T 15254-2014硫化橡胶与金属粘接180。剥离试验》进行测定，剥离强度保持率（100℃,168h）按《GB/T 3512-2014硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》进行测定。
经检测本实施例所得的双面胶胶带用聚氨酯弹性体物理性能如下：硬度（AskerC）为15，剥离强度为2.5N/cm，剥离强度保持率（100℃,168h）为72%.
实施例2
本实施例提供了一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，至少包括以下步骤：
（1）聚氨酯预聚体的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇100份，边搅拌边加热至108℃，减压除水2.2小时，降温至65℃，加入31份碳化二亚胺改性MDI，加入31份纯MDI，升温至85℃，反应2.4小时，取样测定-NCO含量，达到预定值9.2%后，停止加热，降温至58℃，放料，得到聚氨酯预聚体；其中，所述碳化二亚胺改性MDI中碳化二亚胺的质量分数为15%.
（2）固化剂-助剂混合物的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇89份、相对分子质量为4000的聚氧化丙烯二元醇89份、相对分子质量为6000的聚氧化丙烯三元醇738份、抗氧化剂4.5份和紫色色浆0.90份，边搅拌边加热至110℃，减压除水2.5小时，降温至58℃，加入紫外线吸收剂2.1份、紫外线稳定剂2.1份、流平剂0.30份和环保有机锡催化剂0.32份，搅拌13分钟，放料，得到固化剂-助剂混合物。
（3）双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备
将步骤（1）得到的聚氨酯预聚体置于浇注机I罐中，加热至42℃，减压除泡，把步骤（2）得到的固化剂-助剂混合物置于浇注机P罐中，加热至43℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂-助剂混合物按17:100的质量比，混合均匀，得到混合物，然后将混合物浇注到基材上，80℃加热12分钟，贴离型膜，收卷，放置，即得所述双面胶胶带用聚氨酯弹性体。
硬度（Asker C）按《SRIS 0101标准》进行测定, 剥离强度按《GB/T 15254-2014硫化橡胶与金属粘接180。剥离试验》进行测定，剥离强度保持率（100℃,168h）按《GB/T 3512-2014硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》进行测定。
经检测本实施例所得的双面胶胶带用聚氨酯弹性体物理性能如下：硬度（AskerC）为13，剥离强度为2.6N/cm，剥离强度保持率（100℃,168h）为71%.
实施例3
本实施例提供了一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，至少包括以下步骤：
（1）聚氨酯预聚体的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇100份，边搅拌边加热至112℃，减压除水2.2小时，降温至62℃，加入75份碳化二亚胺改性MDI，升温至82℃，反应2.6小时，取样测定-NCO含量，达到预定值10.0%后，停止加热，降温至60℃，放料，得到聚氨酯预聚体；其中，所述碳化二亚胺改性MDI中碳化二亚胺的质量分数为15%.
（2）固化剂-助剂混合物的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇154份、相对分子质量为5000的聚氧化丙烯三元醇386份、相对分子质量为6000的聚氧化丙烯三元醇386份、抗氧化剂3.9份和紫色色浆1.2份，边搅拌边加热至112℃，减压除水2.8小时，降温至62℃，加入紫外线吸收剂2.1份、紫外线稳定剂1.8份、流平剂0.31份和环保有机锡催化剂0.31份，搅拌15分钟，放料，得到固化剂-助剂混合物。
（3）双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备
将步骤（1）得到的聚氨酯预聚体置于浇注机I罐中，加热至46℃，减压除泡，把步骤（2）得到的固化剂-助剂混合物置于浇注机P罐中，加热至45℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂-助剂混合物按18:100的质量比，混合均匀，得到混合物，然后将混合物浇注到基材上，82℃加热14分钟，贴离型膜，收卷，放置，即得所述双面胶胶带用聚氨酯弹性体。
硬度（Asker C）按《SRIS 0101标准》进行测定, 剥离强度按《GB/T 15254-2014硫化橡胶与金属粘接180。剥离试验》进行测定，剥离强度保持率（100℃,168h）按《GB/T 3512-2014硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》进行测定。
经检测本实施例所得的双面胶卷材用聚氨酯弹性体物理性能如下：硬度（AskerC）为16，剥离强度为2.5N/cm，剥离强度保持率（100℃,168h）为75%.
实施例4
本实施例提供了一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，至少包括以下步骤：
（1）聚氨酯预聚体的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇100份，边搅拌边加热至115℃，减压除水2.7小时，降温至64℃，加入70份纯MDI，升温至86℃，反应2.7小时，取样测定-NCO含量，达到预定值11.0%后，停止加热，降温至57℃，放料，得到聚氨酯预聚体；其中，所述碳化二亚胺改性MDI中碳化二亚胺的质量分数为13%.
（2）固化剂-助剂混合物的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇216份、相对分子质量为6000的聚氧化丙烯三元醇866份、抗氧化剂5.2份和紫色色浆1.05份，边搅拌边加热至115℃，减压除水2.8小时，降温至60℃，加入紫外线吸收剂3.0份、紫外线稳定剂2.2份、流平剂0.35份和环保有机锡催化剂0.33份，搅拌14分钟，放料，得到固化剂-助剂混合物。
（3）双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备
将步骤（1）得到的聚氨酯预聚体置于浇注机I罐中，加热至48℃，减压除泡，把步骤（2）得到的固化剂-助剂混合物置于浇注机P罐中，加热至46℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂-助剂混合物按16:100的质量比，混合均匀，得到混合物，然后将混合物浇注到基材上，75℃加热13分钟，贴离型膜，收卷，放置，即得所述双面胶胶带用聚氨酯弹性体。
硬度（Asker C）按《SRIS 0101标准》进行测定, 剥离强度按《GB/T 15254-2014硫化橡胶与金属粘接180。剥离试验》进行测定，剥离强度保持率（100℃,168h）按《GB/T 3512-2014硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》进行测定。
经检测本实施例所得的双面胶胶带用聚氨酯弹性体物理性能如下：硬度（AskerC）为18，剥离强度为2.7N/cm，剥离强度保持率（100℃,168h）为76%.
实施例5
本实施例提供了一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，至少包括以下步骤：
（1）聚氨酯预聚体的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇100份，边搅拌边加热至113℃，减压除水2.9小时，降温至66℃，加入60份碳化二亚胺改性MDI，加入30份纯MDI，升温至89℃，反应3.0小时，取样测定-NCO含量，达到预定值12.0%后，停止加热，降温至60℃，放料，得到聚氨酯预聚体；其中，所述碳化二亚胺改性MDI中碳化二亚胺的质量分数为18%.
（2）固化剂-助剂混合物的制备
称取相对分子质量为2000的聚氧化丙烯二元醇225份、相对分子质量为5000的聚氧化丙烯三元醇900份、抗氧化剂5.4份和紫色色浆1.08份，边搅拌边加热至108℃，减压除水2.5小时，降温至64℃，加入紫外线吸收剂2.8份、紫外线稳定剂2.6份、流平剂0.39份和环保有机锡催化剂0.36份，搅拌15分钟，放料，得到固化剂-助剂混合物。
（3）双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备
将步骤（1）得到的聚氨酯预聚体置于浇注机I罐中，加热至50℃，减压除泡，把步骤（2）得到的固化剂-助剂混合物置于浇注机P罐中，加热至48℃，减压除泡，聚氨酯预聚体和固化剂-助剂混合物按17:100的质量比，混合均匀，得到混合物，然后将混合物浇注到基材上，80℃加热12分钟，贴离型膜，收卷，放置，即得所述双面胶胶带用聚氨酯弹性体。
硬度（Asker C）按《SRIS 0101标准》进行测定, 剥离强度按《GB/T 15254-2014硫化橡胶与金属粘接180。剥离试验》进行测定，剥离强度保持率（100℃,168h）按《GB/T 3512-2014硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》进行测定。
经检测本实施例所得的双面胶胶带用聚氨酯弹性体物理性能如下：硬度（AskerC）为20，剥离强度为2.8N/cm，剥离强度保持率（100℃,168h）为74%.
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
第一步，聚氨酯预聚体的制备：取100质量份聚醚多元醇边搅拌边加热至105℃-115℃，减压除水2小时-3小时，降温至50℃-70℃，加入30质量份-76质量份的碳化二亚胺改性MDI或30质量份-72质量份的纯MDI，升温至80℃-90℃，反应2小时-3小时，取样测定-NCO含量，达到预定值8.0%-12.0%后，停止加热，降温至50℃-60℃，放料，得到聚氨酯预聚体；
第二步，将聚氨酯预聚体置于浇注机I罐中，加热至40℃-50℃，减压除泡，把固化剂-助剂混合物置于浇注机P罐中，加热至40℃-50℃，减压除泡，将聚氨酯预聚体和固化剂-助剂混合物按（15～20）:100的质量比混合均匀，得到混合物，然后将混合物浇注到基材上，65-85℃加热10-15分钟，贴离型膜，收卷，放置，即得所述双面胶卷材用聚氨酯弹性体。
2.根据权利要求1所述的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯预聚体包括30质量份-76质量份碳化二亚胺改性MDI或30质量份-72质量份纯MDI。
3.根据权利要求1所述的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述固化剂-助剂混合物包括800质量份-1130质量份聚醚多元醇、2质量份-3质量份紫外线吸收剂和1.5质量份-3.0质量份紫外线稳定剂、3质量份-6质量份抗氧化剂、0.2质量份-0.4质量份流平剂、0.2质量份- 0.4质量份有机锡催化剂和0.7质量份-1.2质量份色浆。
4.根据权利要求3所述的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二元醇和/或聚氧化丙烯三元醇，所述聚氧化丙烯二元醇的相对分子质量为2000-4000，所述聚氧化丙烯三元醇的相对分子质量为5000-6000。
5.根据权利要求3所述的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述紫外线吸收剂为羟基苯酚苯并三唑类紫外线吸收剂，所述紫外线稳定剂为受阻胺类光稳定剂。
6.根据权利要求3所述的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂1076。
7.根据权利要求3所述的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷，所述有机锡催化剂为环保型有机锡催化剂。
8.根据权利要求3所述的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述固化剂-助剂混合物的制备方法为：将聚醚多元醇、抗氧化剂和色浆边搅拌边加热至105℃-115℃，减压除水2小时-3小时，降温至55℃-65℃，加入紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、流平剂和有机锡催化剂，搅拌10分钟-15分钟，放料，得到固化剂-助剂混合物。
9.根据权利要求2所述的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述碳化二亚胺改性MDI中碳化二亚胺的质量分数为10%-20%。
10.根据权利要求1所述的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：采用所述方法制备的双面胶胶带用聚氨酯弹性体的硬度（Asker C）为12～22，剥离强度达2.4N/cm以上，剥离强度保持率（100℃,168h）不低于70%。
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