專利名稱：常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
當前，我國食品軟包裝用復(fù)合膜大都以溶劑型復(fù)合膠粘接為主，采用干法復(fù)合工藝進行復(fù)合，由于復(fù)合過程能耗高，VOC排放大，有溶劑殘留等問題，嚴重威脅食品安全。無溶劑聚氨酯復(fù)合膠由于固含量高，使用安全、環(huán)保，將是包裝復(fù)合工藝發(fā)展的必然趨勢。 無溶劑聚氨酯復(fù)合膠，包括單組份聚氨酯復(fù)合膠和雙組份聚氨酯復(fù)合膠兩種類型。由于無溶劑型復(fù)合膠的份子量遠遠小于溶劑型復(fù)合膠，并且存在潤濕性差等多方面因素，所以當用于粘接含鋁箔等金屬箔的復(fù)合膜時，會存在高溫殺菌后，復(fù)合牢度明顯減弱。另外，現(xiàn)有雙組份聚氨酯復(fù)合膠存在當兩種組份混合后粘度急劇上升，導(dǎo)致涂布不均勻甚至無法涂布的問題。CN1989217B專利文獻公開了一種具有優(yōu)異的耐高溫和耐久性的無溶劑聚氨酯復(fù)合膠，主要適用于鋁等金屬箔與塑料膜的粘接，復(fù)合基材范圍窄，且涂布溫度高(35°C以上)。CN101503611A專利文獻公開了一種雙組份無溶劑聚氨酯復(fù)合膠，表現(xiàn)出了低吸水性、低水解、高抗沖的性能，但是其復(fù)合牢度不強，其復(fù)合材料不滿足耐高溫的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題是提供一種無溶劑雙組份聚氨酯復(fù)合膠及其制備方法，其目的在于第一，適用基材廣，復(fù)合牢度強，特別是在進行高溫滅菌處理后仍保持良好的粘結(jié)性；第二，消除兩種組份混合后因粘度高造成涂布不均甚至無法涂布的影響，延長膠體使用期；第三，有效降低涂布溫度，降低能耗。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案所述無溶劑雙組份聚氨酯膠粘劑包括A、B兩個組份，A組份是由50% 75%的異氰酸酯與15% 30%的小分子聚醚多元醇及/或10% 20%的植物油改性多元醇反應(yīng)生成的端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體組份是由75% 98%的小分子的聚醚多元醇與2% 25%的酸酐反應(yīng)生成的含羧基的聚醚多元醇，固化劑占B組份中其他原料的總重量的O. 1% O. 3%。上述A組份中的異氰酸酯為二環(huán)己基二異氰酸酯(HMDI)及/或異佛爾酮二異氰酸酯(Iroi);小分子聚醚多元醇為分子量400的聚氧化丙烯二醇及/或分子量300的聚氧化丙烯三醇；植物油改性多元醇為分子量為1000的環(huán)氧大豆油改性多元醇(官能度為2. 6)及/或分子量為900的蓖麻油改性三元醇(官能度為2. 7)。上述A組份端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體的制備方法為在氮氣保護下，將小分子聚醚多元醇及(或)植物油改性多元醇加熱到130 150°C，真空度O. 266KPa下，脫水1. 5 2h后取樣測水分含量，當水含量< O. 05%時，降溫至70°C，分批加入異氰酸酯，在85 90°C反應(yīng)2 3h生成聚氨酯預(yù)聚體；所述B組份中的小分子的聚醚多元醇為分子量400的聚氧化丙烯二醇及/或分子量300的聚氧化丙烯三醇；用于改性的酸酐為偏苯三酸酐；固化劑為2-乙基-4-甲基咪唑。上述B組份含羧基的聚醚多元醇的制備方法為將小分子聚醚多元醇加熱到150 170°C，真空度O. 266KPa下，脫水1. 5 2h后取樣測水含量，當水含量< O. 05%時，冷卻至60°C，然后加入酸酐，在120 130°C下進行酸改性，再加入固化劑，得到含羧基的聚醚多元醇。上述B組份含羧基的聚醚多元醇中羧基的含量為4% 12%。所述無溶劑雙組份聚氨酯膠粘劑的制備方法為在溫度15 20°C下，將A組份和B組份按官能團摩爾比NC0/0H=1. O 1. 5充分混合。 以下將本發(fā)明的技術(shù)方案進一步詳述如下一種常溫涂布無溶劑聚氨酯復(fù)合膠，包括A、B兩個組份，其特征在于，A組份是端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，B組份是含羧基的聚醚多元醇；A組份和B組份按官能團摩爾比NC0/0H=1. O 1. 5，優(yōu)選 NC0/0H=1. 3 1. 5。制備本發(fā)明的無溶劑聚氨酯復(fù)合膠的原料重量配比為A組份異氰酸酯50% 75%，小分子聚釀多兀醇 15% 30%，植物油改性多元醇 10% 20%，B組份小分子聚醚多元醇 75% 98%，偏苯三酸酐2% 25%，固化劑，其含量占B組份中其他原料的總重量的O. 1% O. 3%。優(yōu)選地，制備本發(fā)明的無溶劑聚氨酯復(fù)合膠的原料重量配比為A組份異氰酸酯60% 75%，小分子聚釀多兀醇 15% 25%，植物油改性多元醇 10% 15%，B組份小分子聚醚多元醇 75% 95%，偏苯三酸酐5% 25%，固化劑，其含量占B組份中其他原料的總重量的O. 1% O. 3%。A組份中的異氰酸酯為二環(huán)己基二異氰酸酯(HMDI)及/或異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI);小分子聚醚多元醇為分子量400的聚氧化丙烯二醇及(或)分子量300的聚氧化丙烯三醇；植物油改性多元醇為分子量為1000的環(huán)氧大豆油改性多元醇(官能度為2. 6)及/或分子量為900的蓖麻油改性三元醇。B組份中的小分子聚醚多元醇為分子量400的聚氧化丙烯二醇及/或分子量300的聚氧化丙烯三醇；用于改性的酸酐為偏苯三酸酐；固化劑為2-乙基-4甲基咪唑、2-甲基咪唑、丁基-2-甲基咪唑按2 :1:1的比例混合。經(jīng)大量的實驗研究，將B組份中羧基的含量控制在4% 12%時，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的無溶劑聚氨酯復(fù)合膠的復(fù)合牢度顯著增強，并且有效消除了 A、B組份混合后因粘度過高而導(dǎo)致涂布不均勻甚至無法涂布的不良影響。為證明B組份中不同羧基含量對復(fù)合膠復(fù)合牢度(本試驗采用剝離力測定復(fù)合牢度)和粘度的影響，發(fā)明人進行了以下對比實驗，試驗結(jié)果見表一。其中樣品I為實施例11所制備的復(fù)合膠，樣品2、3、4、5、6、7、8的制備方法參照實施例11的方法，在保證其他原料及反應(yīng)條件不變的前提下，分別加入10份，12份，14份，22份，41份，55份，58份偏苯三酸酐，制得羧基含量分別為3%，3. 5%，4%，6%，10%，12. 5%，13%的聚醚多元醇，即上述樣品2-8。表一、B組份中羧基含量對復(fù)合牢度及粘度的影響
權(quán)利要求
1.一種常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于，所述無溶劑雙組份聚氨酯膠粘劑包括A、B兩個組份，A組份是由50% 75%的異氰酸酯與15% 30%的小分子聚醚多元醇及/或10% 20%的植物油改性多元醇反應(yīng)生成的端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體；B組份是由75% 98%的小分子的聚醚多元醇與2% 25%的酸酐反應(yīng)生成的含羧基的聚醚多元醇， 固化劑占B組份中其他原料的總重量的O. 1% O. 3%。
2.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于，A組份中的異氰酸酯為二環(huán)己基二異氰酸酯(HMDi)及/或異佛爾酮二異氰酸酯(iroi);小分子聚醚多元醇為分子量400的聚氧化丙烯二醇及/或分子量300的聚氧化丙烯三醇；植物油改性多元醇為分子量為1000的環(huán)氧大豆油改性多元醇(官能度為2. 6)及/或分子量為900的蓖麻油改性三元醇(官能度為2.7)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于，A組份端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體的制備方法為在氮氣保護下，將小分子聚醚多元醇及/或植物油改性多元醇加熱到130 150°C，真空度O. 266KPa下，脫水1. 5 2h后取樣測水分含量，當水含量< O. 05%時，降溫至70°C，分批加入異氰酸酯，在85 90V反應(yīng)2 3h生成聚氨酯預(yù)聚體。
4.如權(quán)利要求1所述的常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于，B組份中的小分子的聚醚多元醇為分子量400的聚氧化丙烯二醇及/或分子量300的聚氧化丙烯三醇；用于改性的酸酐為偏苯三酸酐；固化劑為2-乙基-4-甲基咪唑。
5.如權(quán)利要求1或4所述的常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于，B組份含羧基的聚醚多元醇的制備方法為將小分子聚醚多元醇加熱到150 170°C，真空度O. 266KPa 下，脫水1. 5 2h后取樣測水含量，當水含量< O. 05%時，冷卻至60°C，然后加入酸酐，在 120 130°C下進行酸改性，再加入固化劑，得到含羧基的聚醚多元醇。
6.如權(quán)利要求1或4所述的常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于，B組份含羧基的聚醚多元醇中羧基的含量為4% 12%。
7.如權(quán)利要求1 7任一項所述的常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑，其特征在于，常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑的制備方法為在溫度15 20°C下，將A組份和B組份按官能團摩爾比NC0/0H=1. O 1. 5充分混合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種常溫涂布無溶劑聚氨酯膠粘劑，包括A、B兩種組份，A組份是端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，B組份是含羧基的聚醚多元醇。該無溶劑聚氨酯膠粘劑可常溫涂布，使用期長，復(fù)合牢度強，適用基材廣，并且用其制得的復(fù)合膜在進行高溫殺菌處理后仍保持優(yōu)異的外觀和粘接性。
文檔編號C08G18/67GK102994035SQ20121051612
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者鐘文軍, 徐大勇 申請人:常熟國和新材料有限公司