本技术涉及热熔胶领域，尤其涉及一种热塑性聚氨酯热熔胶及其制备方法和应用。
背景技术：
1、热塑性聚氨酯（tpu）热熔胶是一种高性能的粘合剂，它结合了tpu的优异性能和热熔胶的便捷使用特性。这种类型的胶水在室温下是固体，在加热后变成液态，可以用来粘合各种材料。一旦冷却，它会重新硬化形成牢固的粘合形态。
2、聚氨酯热熔胶因其优良的粘接性能、柔韧性以及耐候性而被广泛应用于汽车、电子、包装等多个行业。典型的聚氨酯热熔胶配方通常包含多元醇、多异氰酸酯以及其他助剂。这些组分在一定的温度下反应，形成具有优异性能的热熔胶。
3、近年来，随着电子产品和汽车工业对轻量化和环保的要求不断提高，对于产品内部所使用的粘合剂的性能也提出了更高的要求。通常包括高温环境下的稳定性、更强的粘合强度、更好的防水效果、更优异的耐老化性能以及良好的抗静电能力等，但现有的聚氨酯热熔胶更多的聚焦于提高固化后的力学和机械性能，其它更多样化的性能更多的依靠于聚氨酯本身的性能或者部分常见填料，无法满足现有产品对于热熔胶的性能需求。
4、因此，为了解决上述问题，本技术提供了一种热塑性聚氨酯热熔胶及其制备方法，本技术制得的热塑性聚氨酯热熔胶不仅具有良好的力学机械性能和更高效的固化速率和深层固化效果，还能大幅提高聚氨酯热熔胶的防水性、持粘性、耐老化性、抗静电性和热稳定性等性能，提供更加全面化的性能质量，从而满足现有电子产品和汽车工业对粘合剂的性能需求，具有十分优异的应用前景。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本技术第一方面提供了一种热塑性聚氨酯热熔胶，以质量份计，原料为：多元醇组合物50~80份，多异氰酸酯15~25份，功能聚合物8~12份，增塑剂5~8份，扩链剂1~2份，催化剂0.3~1.2份，抗氧剂1~3份，功能粒子10~15份。
2、作为一种优选的方案，所述多元醇组合物，多异氰酸酯和功能聚合物的质量比为（6~7.5）：（1.6~2.2）：（1~1.2）。
3、作为一种优选的方案，所述多元醇组合物，多异氰酸酯和功能聚合物的质量比为（6.5~7.2）：（1.8~2）：（1~1.1）。
4、作为一种优选的方案，所述多元醇组合物，增塑剂和功能粒子的质量比为（6~7.5）：（0.5~0.8）：（1.1~1.4）。
5、作为一种优选的方案，所述多元醇组合物，增塑剂和功能粒子的质量比为（6.5~7.2）：（0.6~0.7）：（1.2~1.3）。
6、作为一种优选的方案，所述多元醇组合物为聚醚多元醇，聚酯多元醇和聚脲多元醇的组合物。
7、作为一种优选的方案，所述聚醚多元醇，聚酯多元醇和聚脲多元醇的质量比为（2.5~3.5）：（3.5~4.2）：（0.8~1.2）。
8、作为一种优选的方案，所述聚醚多元醇，聚酯多元醇和聚脲多元醇的质量比为（2.8~3）：（3.5~3.8）：（1~1.2）。
9、作为一种优选的方案，所述聚醚多元醇的官能度为3。
10、作为一种优选的方案，所述聚醚多元醇为环氧丙烷和环氧乙烷的共聚醚三醇。
11、作为一种优选的方案，所述聚醚多元醇的数均分子量为3000~4000da。
12、作为一种优选的方案，所述聚醚多元醇的羟值为25~30mgkoh/g。
13、作为一种优选的方案，所述聚醚多元醇的羟值为26~28mgkoh/g。
14、作为一种优选的方案，所述聚酯多元醇为聚已二酸聚酯二醇。
15、作为一种优选的方案，所述聚酯多元醇的数均分子量为2000~3000 da。
16、作为一种优选的方案，所述聚脲多元醇的聚脲含量为15~23%。
17、作为一种优选的方案，所述聚脲多元醇的数均分子量为5000~6500da。
18、作为一种优选的方案，所述聚脲多元醇的羟值为25~33mgkoh/g。
19、作为一种优选的方案，所述聚脲多元醇的羟值为28~30mgkoh/g。
20、作为一种优选的方案，所述多异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。
21、作为一种优选的方案，所述功能聚合物的制备方法包括以下步骤：s1：将三聚1，2丙二醇和聚碳酸酯二醇在高速混合机中混合均匀后，在120~130℃真空脱水2~3h，得到预混物；s2：将预混物加入至反应容器中，升温至70~85℃后加入六亚甲基二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯以及二月桂酸二丁基锡，保温反应2~4h；s3：反应完成后，自然冷却至60~65℃出料，产物经乙醇循环洗涤2~3次后，即得。
22、作为一种优选的方案，所述三聚1，2丙二醇，聚碳酸酯二醇，六亚甲基二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯的质量比为（10~20）：（5~10）：（15~20）：（5~10）。
23、作为一种优选的方案，所述三聚1，2丙二醇，聚碳酸酯二醇，六亚甲基二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯的质量比为（12~15）：（6~8）：（16~19）：（8~10）。
24、作为一种优选的方案，所述三聚1，2丙二醇和二月桂酸二丁基锡的质量比为（10~20）：（0.01~0.1）。
25、本技术中加入的功能聚合物能够有效提高聚氨酯热熔胶的力学机械、防水、耐老化和抗静电等性能。功能聚合物的加入不仅能够在聚氨酯热熔胶的形成过程中参与主链段单元的构建，还能够在聚氨酯链段上引入更多的活性基团和位点，这些位点的存在能够大幅提高热熔胶粘结时内部体系的致密三维网络结构的构建，不仅在实际的使用时有效提高固化速率和深层固化质量，还能够在外力作用时通过强内部分子间作用力提高良好的外部应力抵抗效果，进而获得良好的力学和固化后的致密防水性能。
26、另一方面，加入的功能聚合物能够通过其较多的活性位点形成与功能粒子良好的反应连接作用，从而大幅提高功能聚合物对于功能粒子的粘合作用，不仅大幅减少了功能粒子在热熔胶体系内部的聚集现象，且在热熔胶体系中能够成为功能粒子的优异流动性载体，从而大幅提高功能粒子在热熔胶体系中的作用效果，提高防水、耐高温、耐老化和抗静电性能，且在固化后的体系中能够大幅提高功能粒子的固定性，进而避免了功能粒子的迁移和偏析作用对于热熔胶粘附性的影响，进而获得优异的综合性能。
27、作为一种优选的方案，所述增塑剂为柠檬酸三辛酯和环氧大豆油的组合物。
28、作为一种优选的方案，所述柠檬酸三辛酯和环氧大豆油的质量比为（2~4）：（4~5.5）。
29、作为一种优选的方案，所述扩链剂为1,2-丙二胺和二乙基甲苯二胺的组合物。
30、作为一种优选的方案，所述1,2-丙二胺和二乙基甲苯二胺的质量比为（3~4）：（1~1.5）。
31、作为一种优选的方案，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或二辛酸二丁基锡。
32、作为一种优选的方案，所述催化剂为二辛酸二丁基锡。
33、作为一种优选的方案，所述抗氧剂为抗氧剂1076。
34、作为一种优选的方案，所述功能粒子的制备方法包括以下步骤：s1：将炭黑和二氧化钛混合加入去离子水中，加入丁二酸酐和三异硬脂酰基钛酸异丙酯并升温至60~70℃保温反应2~3h，离心洗涤得到预混合粒子；s2：将预混合粒子和硝酸锌加入至dmf溶剂中，升温至45~55℃保温反应3~4h，之后加入2,5-二羟基对苯二甲酸的dmf溶液，密封反应釜，并升温至125~130℃，120~150 rpm搅拌反应22~26h，反应完成后自然冷却至室温，离心过滤，甲醇洗涤得到预产物粒子；s3：将预产物粒子加入至去离子水中氨水调节ph至9.5~10，加入正硅酸乙酯和乙醇胺，升温至60~65℃保温反应2~3h，完成后离心过滤，乙醇循环洗涤2~3次并烘干，即得。
35、作为一种优选的方案，所述炭黑，二氧化钛，丁二酸酐和三异硬脂酰基钛酸异丙酯的质量比为（2.5~3）：（0.5~0.8）：（1.2~1.5）：（0.2~0.4）。
36、作为一种优选的方案，所述预混合粒子，硝酸锌和2,5-二羟基对苯二甲酸的质量比为（4~5）：（2.2~2.5）：（1.4~1.8）。
37、作为一种优选的方案，所述预产物粒子，正硅酸乙酯和乙醇胺的质量比为（4.5~5）：（0.5~0.8）：（0.1~0.15）。
38、作为一种优选的方案，所述二氧化钛的平均粒径为5~10nm。
39、作为一种优选的方案，所述炭黑的平均粒径为20~30nm。
40、本技术中加入的功能粒子能够大幅提高聚氨酯热熔胶的抗静电、力学机械、固化防水和耐老化等性能。首先，加入的功能粒子能够通过炭黑和二氧化钛形成的复合结构，加强对于游离电子的吸引效果，且在复合结构内部大幅增加了电子的流动通路长度，且通过电子和电子空穴的聚集作用加强了电子流动速度，进而能够快速的传输电子并在表面形成良好的静电消散作用，获得良好的抗静电性能。其次，功能粒子的加入能够在热熔胶固化后通过位于粒子复合结构中心位置的框架粒子结构形成更具有阻隔效果的内部梯度结构，该结构的存在能够大幅增加固化后的热熔胶体系的水分子在内部游离的阻力和游离路线长度，不仅使得水分子的渗透速度大幅下降，还能有效避免其相互之间的聚集形成水分位点，而在固化后的热熔胶表面则能够通过构建崎岖的表面结构，形成粗糙的固化表面结构，阻隔表面水分子间的连续聚集，大幅提高表面连续水合层的形成难度，进而获得优异的固化防水性能；最后，加入的功能粒子结构还能够在热熔胶体系中形成良好的增加活性分子间的空间位阻的作用，不仅增加了活性分子和基团的接触概率还增加了其之间的反应难度，有效降低内部反应活性，进而获得优异的高温稳定和耐老化性能。
41、本技术第二方面提供了一种上述热塑性聚氨酯热熔胶的制备方法，具体包括以下步骤：s1：反应容器中优先加入多元醇组合物，功能聚合物，增塑剂和扩链剂，升温至55~60℃，60~80rpm转速搅拌2~4h至混合物的水分含量≤0.03wt%；s2：向反应容器中加入剩余原料，提高转速至100~140rpm并升温至90~110℃，保温反应2~4h；s3：反应完成后产物取出，真空脱泡1~1.5h并转移至储存容器中干燥惰性气体保护，即得。
42、本技术第三方面提供了一种上述热塑性聚氨酯热熔胶在汽车工业、电子产品、包装、建筑领域中的应用。
43、本技术具有的有益效果：
44、1、本技术中提供的一种热塑性聚氨酯热熔胶，其不仅具有良好的力学机械性能和更高效的固化速率和深层固化效果，还能大幅提高聚氨酯热熔胶的防水性、持粘性、耐老化性、抗静电性和热稳定性等性能，提供更加全面化的性能质量，从而满足现有电子产品和汽车工业对粘合剂的性能需求，具有十分优异的应用前景。
45、2、本技术中提供的一种热塑性聚氨酯热熔胶，加入的功能聚合物不仅能够在聚氨酯热熔胶的形成过程中参与主链段单元的构建，还能够在聚氨酯链段上引入更多的活性基团和位点，这些位点的存在能够大幅提高热熔胶粘结时内部体系的致密三维网络结构的构建，不仅在实际的使用时有效提高固化速率和深层固化质量，还能够在外力作用时通过强内部分子间作用力提高良好的外部应力抵抗效果，进而获得良好的力学和固化后的致密防水性能。
46、3、本技术中提供的一种热塑性聚氨酯热熔胶，加入的功能聚合物能够通过其较多的活性位点形成与功能粒子良好的反应连接作用，从而大幅提高功能聚合物对于功能粒子的粘合作用，不仅大幅减少了功能粒子在热熔胶体系内部的聚集现象，且在热熔胶体系中能够成为功能粒子的优异流动性载体，从而大幅提高功能粒子在热熔胶体系中的作用效果，提高防水、耐高温、耐老化和抗静电性能，且在固化后的体系中能够大幅提高功能粒子的固定性，进而避免了功能粒子的迁移和偏析作用对于热熔胶粘附性的影响，进而获得优异的综合性能。
47、4、本技术中提供的一种热塑性聚氨酯热熔胶，加入的功能粒子能够通过炭黑和二氧化钛形成的复合结构，加强对于游离电子的吸引效果，且在复合结构内部大幅增加了电子的流动通路长度，且通过电子和电子空穴的聚集作用加强了电子流动速度，进而能够快速的传输电子并在表面形成良好的静电消散作用，获得良好的抗静电性能。
48、5、本技术中提供的一种热塑性聚氨酯热熔胶，加入的功能粒子能够在热熔胶固化后通过位于粒子复合结构中心位置的框架粒子结构形成更具有阻隔效果的内部梯度结构，该结构的存在能够大幅增加固化后的热熔胶体系的水分子在内部游离的阻力和游离路线长度，不仅使得水分子的渗透速度大幅下降，还能有效避免其相互之间的聚集形成水分位点，而在固化后的热熔胶表面则能够通过构建崎岖的表面结构，形成粗糙的固化表面结构，阻隔表面水分子间的连续聚集，大幅提高表面连续水合层的形成难度，进而获得优异的固化防水性能。
1.一种热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：以质量份计，原料为：多元醇组合物50~80份，多异氰酸酯15~25份，功能聚合物8~12份，增塑剂5~8份，扩链剂1~2份，催化剂0.3~1.2份，抗氧剂1~3份，功能粒子10~15份；
2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述多元醇组合物，多异氰酸酯和功能聚合物的质量比为（6~7.5）：（1.6~2.2）：（1~1.2）；所述多元醇组合物，增塑剂和功能粒子的质量比为（6~7.5）：（0.5~0.8）：（1.1~1.4）；所述聚醚多元醇为环氧丙烷和环氧乙烷的共聚醚三醇。
3.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述聚酯多元醇的数均分子量为2000~3000da；所述聚脲多元醇的数均分子量为5000~6500da；所述聚醚多元醇的羟值为25~30mgkoh/g。
4.根据权利要求3所述的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述聚酯多元醇为聚已二酸聚酯二醇；所述多元醇组合物为聚醚多元醇，聚酯多元醇和聚脲多元醇的组合物；所述聚醚多元醇，聚酯多元醇和聚脲多元醇的质量比为（2.5~3.5）：（3.5~4.2）：（0.8~1.2）；所述聚醚多元醇的官能度为3；所述聚醚多元醇的数均分子量为3000~4000da；所述聚脲多元醇的聚脲含量为15~23%。
5.根据权利要求4所述的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述聚脲多元醇的羟值为25~33mgkoh/g。
6.根据权利要求5所述的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或二辛酸二丁基锡；所述抗氧剂为抗氧剂1076。
7.根据权利要求6所述的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述增塑剂为柠檬酸三辛酯和环氧大豆油的组合物；所述柠檬酸三辛酯和环氧大豆油的质量比为（2~4）：（4~5.5）。
8.根据权利要求7所述的热塑性聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述扩链剂为1,2-丙二胺和二乙基甲苯二胺的组合物；所述1,2-丙二胺和二乙基甲苯二胺的质量比为（3~4）：（1~1.5）。
9.一种根据权利要求1~8任一项所述的热塑性聚氨酯热熔胶的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：s1：反应容器中优先加入多元醇组合物，功能聚合物，增塑剂和扩链剂，升温至55~60℃，60~80rpm转速搅拌2~4h至混合物的水分含量≤0.03wt%；s2：向反应容器中加入剩余原料，提高转速至100~140rpm并升温至90~110℃，保温反应2~4h；s3：反应完成后产物取出，真空脱泡1~1.5h并转移至储存容器中干燥惰性气体保护，即得。
10.一种根据权利要求1~8任一项所述的热塑性聚氨酯热熔胶在汽车工业、电子产品、包装、建筑领域中的应用。
