基于高耐热聚丙烯酸酯的聚氨酯热熔粘合剂制造技术

本发明专利技术涉及无溶剂聚氨酯热熔粘合剂，其可以通过将包含聚醚多元醇，聚酯多元醇，至少一种聚(甲基)丙烯酸酯和一种或多种选自高岭土、热解二氧化硅、炭黑或硅灰石的填料的组合物与异氰酸酯反应获得。与不含填料含量的相似的粘合剂相比，所述粘合剂的特征在于显著改进的耐热性能，同时其余性能是相当的。此外，在一些情况下，可以通过加入填料观察到改进的机械性能，如改进的断裂性能。因此，上述热熔粘合剂组合物特别适用于应用在汽车构造、纺织工业和包装工业以及特别地用于粘合夹层板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于高耐热聚丙烯酸酯的聚氨酯热熔粘合剂
本专利技术涉及聚氨酯热熔粘合剂(PUR-RHM)领域。可以用作热熔粘合剂的反应性聚氨酯组合物长期以来已知(PUR-RHM＝反应性热熔体)。它们通常由二异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物组成，其可以通过合适的多元醇与过量的二异氰酸酯反应而获得。紧接着它们的施加之后，这种粘合剂通过而具有高的初始强度，并且通过逐渐展开的“固化”(即异氰酸酯基与大气水分的化学反应)而获得它们的最终性能，特别是它们的热稳定性和耐环境影响性。目前已知的基于例如聚醚多元醇和聚酯多元醇以及聚丙烯酸酯的组合的PUR-RHM的一个问题是，相应的粘合剂只具有很低的热稳定性，例如处于150-170℃的范围。与没有聚丙烯酸酯的组合物相比，这种低耐热性归因于相应的组合物中相当大份额的聚丙烯酸酯，而这些聚丙烯酸酯对于粘合剂所需的其他性质而言是需要的。含聚丙烯酸酯的聚氨酯粘合剂被用于许多工业领域，例如粘合夹层板。对于这些应用，希望有这样的热熔粘合剂，其除了对于具有聚丙烯酸酯成分的PUR-RHM而言有利的性能外，还具有改进的耐热性，并且有用地还具有改进的机械性能。现有技术在现有技术中记载了一些聚氨酯热熔粘合剂体系，其成分包括填料。因此，例如CN103865465A描述了用于汽车灯的可湿固化的聚氨酯热熔粘合剂。CN103865465A中描述的聚氨酯热熔粘合剂含有15％至25％的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，25％至35％的高度结晶的聚酯多元醇，12.5％至17.5％的芳族聚酯多元醇和12.5％至17.5％的非结晶聚酯多元醇，5％至15％的增粘树脂，5％至10％的填料，和0.02％至0.1％的催化剂。根据CN103865465A的聚氨酯热熔粘合剂具有特别有利的初始粘结强度，可调节的开放时间和熔体粘度以及在高温和低温下优异的耐受能力的优点。JP2003-226849描述了用于电子部件的热熔粘合剂片材，其基本上基于软化温度为50-90℃的结晶聚氨酯树脂，玻璃化转变温度Tg为0-110℃的饱和聚酯树脂，和填料。相对于100份结晶聚氨酯树脂和5-120份饱和聚酯，填料可以以20-200份掺入组合物中。CN103087666描述了聚氨酯密封材料，其包含60-90份聚氨酯预聚物，0-20份填料，0.3-1.0份硅烷粘合促进剂，0.2-0.9份催化剂和5-20份热塑性聚合物。所述的密封剂会具有特别有利的附着强度和显著降低的潜伏时间(Latenzzeit)的优点，这对生产效力具有积极作用。EP0776342涉及包含填料的反应性热熔粘合剂，由此尤其可以调节获得改进的可加工性、润湿性和改进的固化曲线时间。CN102477273描述了一种生产聚氨酯热熔粘合剂的方法，所述聚氨酯热熔粘合剂基于50至70重量％的聚丙烯酸多亚甲基异氰酸酯，20至30重量％的结晶聚合物多元醇，1至2重量％的封闭剂，5至15重量％的增粘树脂和5至10重量％的填料。据称，所述的粘合剂具有特别有利的初始强度和最终强度以及低的涂覆温度和熔体粘度的优点。EP1036103描述了基本上无溶剂的聚氨酯热熔粘合剂，其由以下制备：(i)95至3重量％的多异氰酸酯与基于烯属不饱和单体的低分子量聚合物的反应产物，所述聚合物具有活性氢基团；(ii)5至90重量％的至少一种具有游离异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物，该预聚物可从选自聚醚二醇、聚醚三醇、聚酯多元醇及其混合物的多元醇与至少一种多异氰酸酯的反应获得；和(iii)0至40重量％的选自增粘树脂、增塑剂、填料、颜料、稳定剂、增粘剂和它们的混合物的添加剂。然而，与含聚丙烯酸酯的PUR-RHM相反，上述粘合剂不具有例如对于粘合夹层元件所需的性能。US5,869,593公开了基于聚醚、聚酯和多异氰酸酯的聚氨酯热熔粘合剂。所述热熔性粘合剂可以还包含热塑性聚合物组分，其选自聚氨酯、EVA共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物或丙烯酸酯共聚物，以及选自材料如滑石、粘土、二氧化硅、炭黑和云母的的填料。据称，US5,869,593中描述的粘合剂和密封剂具有非常高的水蒸气透过率的特点。US2013/020025A1描述了基于用硅烷官能化的聚氨酯的硅烷湿固化性热熔粘合剂。2013/20025A1的热熔性粘合剂所基于的聚氨酯是由多元醇，羟基官能化的丙烯酸酯和基于NCO/OH比率计不足量的多异氰酸酯制备的，使得随后可以用异氰酸基硅烷进行官能化。在US2013/020025A1的上下文中最终固化基于硅烷烷氧基团的水解和随后的缩合。因此，本专利技术的目的是提出一种聚氨酯热熔粘合剂，其将包含聚丙烯酸酯的聚氨酯热熔粘合剂的有利性能与改进的热可适性()和可能改进的机械性能结合起来。专利技术概述已经令人惊讶地发现，该目的可以通过对应于已知的含聚丙烯酸酯的聚氨酯热熔粘合剂并且另外包含选自高岭土、热解二氧化硅、炭黑和硅灰石的填料的组合物来实现。本专利技术因此涉及无溶剂的聚氨酯热熔粘合剂，其可通过包含聚醚多元醇，聚酯多元醇，至少一种聚丙烯酸酯和一种或多种选自高岭土、热解二氧化硅、炭黑或硅灰石的填料的组合物与多异氰酸酯的反应获得。与相应的没有填料的粘合剂相比，这样的热熔粘合剂的特征在于显著改进的热稳定性，并且在升高的温度下储存时也表现出足够的稳定性。本专利技术上下文中提及的填料要与诸如云母、纳米粘土、白垩或滑石的填料区分开来(对于它们虽然也可以观察到耐热性的改进，但是它们会损害粘合剂体系的热稳定性，使得即使在没有水分的情况下这些体系也能固化)。本专利技术的其它方面涉及使用所述热熔粘合剂粘合的方法，并且还涉及通过该方法获得的制品以及本专利技术的聚氨酯热熔粘合剂用于特定应用的用途。优选的实施方案是从属权利要求的主题。本专利技术的实施方案诸如“多元醇”或“多异氰酸酯”之类的物质名称中的前缀“聚/多”指的是在形式上每个分子中含有两个或更多个以其名称中出现的官能团的物质。多元醇例如为具有两个或更多个羟基的化合物，而多异氰酸酯为具有两个或更多个异氰酸酯基的化合物。预聚物是含有至少一个，通常两个或更多个反应性基团(例如异氰酸酯基)的聚合物。通过反应性基团，预聚物可以扩链、交联或固化。起始组分在此处应理解为在下文指用于制备聚氨酯热熔粘合剂的聚醚多元醇，多异氰酸酯，聚酯多元醇和聚(甲基)丙烯酸酯以及所提及的填料。这特别涉及下文给出的量的数值。此处平均分子量是指相对于合适的聚苯乙烯标样通过GPC分析(凝胶渗透色谱法)测定的分子量Mn的数均值。在本专利技术的上下文中，“不含溶剂”是指一部分对多异氰酸酯或多元醇不反应且沸点低于200℃的化合物，其含量小于2重量％、优选小于1重量％并且更优选小于0.5重量％。除了包含于起始材料中的杂质之外，最优选的是没有溶剂加入到本专利技术的无溶剂聚氨酯热熔粘合剂中。通常，对于下面指定的多元醇来说，它们优选具有至少400g/mol，优选至少1000g/mol的平均分子量Mn。特别合适的平均分子量为400-30000g/mol，优选1000-8000g/mol。在根据本专利技术的无溶剂聚氨酯热熔粘合剂的制备中引入聚醚多元醇；然而，也可以使用多种聚醚多元醇。聚醚多元醇是例如二元醇或三元醇或其混合物。特别优选聚醚多元醇是聚醚二醇。聚醚多元醇可商购获得。聚醚多元醇还合乎目的地是聚氧亚烷基多元醇。特别合适的聚氧亚烷基多元醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无溶剂聚氨酯热熔粘合剂，其可通过将包含聚醚多元醇，聚酯多元醇，至少一种聚(甲基)丙烯酸酯和一种或多种选自高岭土、热解二氧化硅、炭黑或硅灰石的填料的组合物与多异氰酸酯反应获得。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.23 EP 15202474.11.无溶剂聚氨酯热熔粘合剂，其可通过将包含聚醚多元醇，聚酯多元醇，至少一种聚(甲基)丙烯酸酯和一种或多种选自高岭土、热解二氧化硅、炭黑或硅灰石的填料的组合物与多异氰酸酯反应获得。2.根据权利要求1所述的无溶剂聚氨酯热熔粘合剂，其特征在于所述填料选自高岭土和热解二氧化硅并且优选作为高岭土存在。3.根据权利要求2所述的无溶剂聚氨酯热熔粘合剂，其特征在于其包含量为2重量％至35重量％，优选5重量％至30重量％的高岭土。4.根据权利要求1至3中任一项所述的无溶剂聚氨酯热熔粘合剂，其特征在于所述聚醚多元醇是平均分子量Mn为1000-8000g/mol、优选1000-4000g/mol的聚环氧烷多元醇，优选聚环氧丙烷多元醇。5.根据前述权利要求中任一项所述的无溶剂聚氨酯热熔粘合剂，其特征在于所述聚醚多元醇以15至45重量％，优选20至40重量％的含量引入所述聚氨酯热熔粘合剂中。6.根据前述权利要求中任一项所述的无溶剂聚氨酯热熔粘合剂，其特征在于所述聚酯多元醇是在室温下结晶的聚酯多元醇，其优选具有1500-8000范围的平均分子量Mn。7.根据前述权利要求中任一项所述的无溶剂聚氨酯热熔粘合剂，其特征在于所述聚酯多元醇以5至30重量％、优选8至22重量％的含量引入所述聚氨酯热熔粘合剂中。8.根据前述权利要求中任一项所述的无溶剂聚氨酯热熔粘合剂，其特征在于所述至少一种聚(甲基)丙烯酸酯以12至40重量％，优...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·施米德尔，K·帕斯克考斯基，J·普劳曼，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH