一种可降解聚氨酯热熔压敏胶及其制备方法、应用与流程

文档序号:34186200发布日期:2023-05-17 13:13阅读:200来源:国知局

本发明涉及热熔压敏胶领域,尤其涉及一种可降解聚氨酯热熔压敏胶及其制备方法、应用。


背景技术:

1、热熔压敏胶是以黏弹性聚合物为主的胶黏剂,兼有热熔和压敏双重特性,在熔融状态下涂布,冷却固化后施加较小压力即能快速粘接,并且比较容易地被剥离,不污染被粘物表面;广泛应用于包装、标签、卫生用品、医疗用品、纺织用品、特种粘合等领域;目前制备热熔压敏胶的聚合物基体以石油基合成高分子材料为主,常见包括丙烯酸酯共聚物,苯乙烯嵌段共聚物,乙烯-醋酸乙烯共聚物,聚异戊二烯、聚丁二烯合成橡胶以及聚氨酯等弹性体;这些材料均来源于石油基且在环境中难以生物降解,严重影响了环境;因此,寻找能替代石油资源且性能优异的生物质原料,开发环保、可降解再生的热熔胶材料显得尤为必要;

2、同时,普通热熔压敏胶通常存在剥离强度不高,在某些特殊场合不能起到良好的粘接作用;而聚氨酯热熔胶具有优异的初粘力、初始剥离强度和最终剥离强度,聚氨酯是二元醇或多元醇与二异氰酸酯或多异氰酸酯的反应产物,因为具有较好的弹性、强度和生物可降解性,作为热塑性聚氨酯热熔胶是一种加热塑化,溶剂可溶解的聚氨酯;分子结构是线性直链,主链中含有氨基甲酸酯基(-nhcoo-)或者异氰酸酯基(-nco-),具有很强的极性和化学活泼性,与含有活泼氢的材料、泡沫塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料和金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力,粘接牢固。

3、中国专利201610492663.9公开了一种大豆油基多元醇制备丙烯酸酯改性水性聚氨酯的方法,该方法利用大豆油基多元醇与多异氰酸酯制备得到大豆油基属性聚氨酯,然后再用丙烯酸酯类单体通过双键共聚接枝到聚氨酯主链上,形成网状结构,从而合成出大豆油基的丙烯酸酯改性水性聚氨酯产品,该丙烯酸酯改性水性聚氨酯产品。

4、该方案使用采用两种大豆油基多元醇为原料合成水性聚氨酯,这两种多元醇采用来源广泛的绿色资源环氧大豆油为原料,可以得到羟值在50-130mgkoh/g,制得的水性聚氨酯具有不燃、气味小、不污染环境、操作加工方便等优点,既符合绿色化工可持续发展的要求,同时得到的水性聚氨酯容易降解。

5、刘海蓉公开了《聚己内酯丙交酯型可降解聚氨酯材料合成研究》,该论文中文通过开环聚合制备聚己内酯丙交酯共聚物并选用脂肪族的己二异氰酸酯制可降解聚氨酯材料。在合成过程中考察了反应温度,加料方式,不同扩链剂等对目标产物的影响,同时对最终合成的聚氨酯材料进行了表征。

6、该方案通过可降解的聚己内酯丙交酯共聚物、己二异氰酸酯制备了可降解聚氨酯材料,具有绿色,对环境无污染的特点。

7、本方案需要解决的问题:如何提供一种既能够降解又具有较高的剥离强度及持粘性的热熔压敏胶。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可降解聚氨酯热熔压敏胶,其通过可降解的大豆油基多元醇、聚己内酯/丙交酯嵌段共聚物、二异氰酸酯制备得到,并且,通过在可生物降解共聚物的基体上加入改性大豆油基多元醇作为聚合物的软段,提高了可降解聚氨酯压敏胶的性能,使得热熔压敏胶的初黏力、初始剥离强度、最终剥离强度得到提高。

2、本发明不作特殊说明的情况下:nm代表纳摩尔/升,μm代表微摩尔/升,mm代表毫摩尔/升,m代表摩尔/升;

3、一种可降解聚氨酯热熔压敏胶的制备方法,包括以下步骤:

4、步骤1:将大豆油基多元醇、聚己内酯/丙交酯嵌段共聚物、增粘树脂混合,减压除水,得到一次产物;

5、步骤2:将步骤1制得的一次产物降温至70℃以下,加入二异氰酸酯、辛酸亚锡、有机溶剂,加热反应,得到端-nco基团的聚氨酯预聚体;

6、步骤3:将步骤2制得的聚氨酯预聚体降温至60-70℃后,加入增塑剂、润滑剂、抗氧化剂,搅拌后,减压除溶剂,出料,得到粗产品;

7、步骤4:将步骤3制得的粗产品移至真空干燥箱中,在80℃-100℃下真空干燥20-28小时,得到可降解聚氨酯热熔压敏胶;

8、所述聚己内酯/丙交酯嵌段共聚物的质量份数为10-25份、大豆油基多元醇的质量份数为15-22份、二异氰酸酯的质量份数为38-46份、增粘树脂的质量份数为15-30份、辛酸亚锡的质量份数为1.5-2.5份、增塑剂的质量份数为10-20份、润滑剂的质量份数为5-15份、抗氧化剂的质量份数为1-2份、有机溶剂的质量份数为30-45份。

9、优选地,所述聚己内酯/丙交酯嵌段共聚物的质量份数为15-20份、大豆油基多元醇的质量份数为17-20份、二异氰酸酯的质量份数为40-46份、增粘树脂的质量份数为15-30份、辛酸亚锡的质量份数为1.5-2.5份、增塑剂的质量份数为10-20份、润滑剂的质量份数为5-15份、抗氧化剂的质量份数为1-2份、有机溶剂30-45份。

10、更为优选地,所述聚己内酯/丙交酯嵌段共聚物的质量份数包括但不限于15、16、17、18、19、20份;

11、所述大豆油基多元醇的质量份数包括但不限于17、18、19、20份;

12、所述二异氰酸酯的质量份数包括但不限于40、41、42、43、44、45、46份;

13、所述增粘树脂的质量份数包括但不限于15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30份;

14、所述辛酸亚锡的质量份数包括但不限于1.5、2.0、2.5份;

15、所述增塑剂的质量份数包括但不限于10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20份;

16、所述润滑剂的质量份数包括但不限于5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15份;

17、所述抗氧化剂的质量份数包括但不限于1、1.5、2份;

18、所述有机溶剂包括但不限于30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40份。

19、优选地,所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、4,4′-二苯基甲烷、二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯中的至少一种。

20、优选地,所述增粘树脂选自脂松香、妥尔油松香、木松香、氢化松香、歧化松香、聚合松香、酯化松香、马来酸化松香、α-萜烯树脂、β-萜烯树脂、萜烯酚醛树脂中的至少一种。

21、优选地,所述增塑剂选自苯二甲酸酯类增塑剂、脂肪族二元酸酯类增塑剂、苯多酸酯类增塑剂、苯甲酸酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂、氯代烃类增塑剂、环氧类增塑剂、聚酯类增塑剂中的至少一种。

22、优选地,所诉润滑剂选自聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、二氧化硅、滑石粉中的至少一种。

23、优选地,所述抗氧化剂选自抗氧剂1010、抗氧剂268中的至少一种;

24、所述有机溶剂选自乙酸乙酯、丁酮、丙酮中的至少一种。

25、优选地,所述步骤1具体为:将大豆油基多元醇、聚己内酯/丙交酯嵌段共聚物、增粘树脂混合,混合后加入装有温度计、搅拌装置和冷凝管的四口烧瓶中,升温至熔融后开始搅拌,在100-120℃下熔融减压除水1-2小时;

26、所述步骤2具体为:将步骤1中四口烧瓶内的混合物降温至70℃以下,加入二异氰酸酯、辛酸亚锡、有机溶剂,在升温至60℃-90℃下反应4-6小时,得端-nco基团的聚氨酯预聚体;

27、所述步骤3具体为:将步骤2制得的聚氨酯预聚体在四口烧瓶内降温至60-70℃后,加入增塑剂、润滑剂和抗氧化剂,搅拌后,减压除溶剂,出料,得到粗产品;

28、所述步骤4具体为:将步骤3制得的粗产品移至真空干燥箱中,在80℃-100℃下真空干燥20-28小时,得到可降解聚氨酯热熔压敏胶。

29、需要说明并应当理解的,步骤1中的减压除水时间、减压除水温度、步骤4中的干燥时间、干燥温度对本方案并无本质上的影响,所述减压除水时间、减压除水温度、干燥时间、干燥温度的选取均为实现粗产品的干燥,实际操作过程中,操作人员可根据实际情况进行调整。

30、此外,还公开了一种可降解聚氨酯热熔压敏胶,采用上述的可降解聚氨酯热熔压敏胶的制备方法制得。

31、优选地,所述一种可降解聚氨酯热熔压敏胶用作皮革制品胶黏剂的活性成分。

32、本发明的有益效果是:本发明通过可降解的大豆油基多元醇、聚己内酯/丙交酯嵌段共聚物、二异氰酸酯制备得到,并且,通过在可生物降解共聚物的基体上加入改性大豆油基多元醇作为聚合物的软段,提高了可降解聚氨酯压敏胶的性能,使得热熔压敏胶的初黏力、初始剥离强度、最终剥离强度得到提高。

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