改性的二苯甲烷二異氰酸酯基粘合劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了使用改性的二苯甲烷二異氰酸酯制備的粘合劑組合物以及使用所述粘合劑組合物的方法和制品。所述粘合劑組合物特別適用于制備用于食物包裝的柔性層合物。
【專利說(shuō)明】改性的二苯甲烷二異氰酸酯基粘合劑
[0001]相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2011年4月15日提交并且并入本文中的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/475，825 的權(quán)益?！颈尘凹夹g(shù)】
[0003]異氰酸酯基粘合劑可以用來(lái)制備用于柔性包裝的層合物。這些粘合劑是兩部分式可固化組合物，其中多元醇(A部分)和異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物(B部分)直接在層合處理之前進(jìn)行混合并用于粘附基底的疊加層。柔性包裝特別適合用作食物包裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，經(jīng)過(guò)改性的二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)可用于制備能夠生成低含量的可提取初級(jí)芳香胺(PAA)的粘合劑，并且易于處理，是柔性包裝層合物的有效粘合劑。
[0005]在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及包含A部分(第一多元醇)和B部分(異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物)的層合粘合劑組合物。該預(yù)聚物包含第二多元醇和至少一種改性的二苯甲烷二異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，此改性的二苯甲烷二異氰酸酯選自碳二亞胺改性的二苯甲烷二異氰酸酯、脲基甲酸酯改性的二苯甲烷二異氰酸酯、縮二脲改性的二苯甲烷二異氰酸酯、聚二苯甲烷二異氰酸酯以及它們的組合。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，第一多元醇在25°C ±5°C下的粘度不大于25，000毫帕斯卡秒(mPas)。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物在環(huán)境溫度下為液態(tài)。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物在25°C ±5°C下的粘度不大于25，OOOmPas0
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)聚物包含不大于0.5重量％的2，2’ - 二苯甲烷二異氰酸酯和不大于10重量％的2，4’ - 二苯甲烷二異氰酸酯。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，粘合劑組合物基本上不含脂肪族和脂環(huán)族異氰酸酯以及它們的低聚物。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本文所述的PAA提取測(cè)試方法，從層合時(shí)間之后3天或更少時(shí)間內(nèi)，粘合劑組合物的PAA食品遷移值小于對(duì)照物PAA食品遷移值的50%。
[0012]在另一方面，本發(fā)明涉及一種制備柔性層合物的方法。該層合物包含至少第一柔性基底和第二柔性基底。該方法包括將上述粘合劑組合物中的任一個(gè)施加到第一基底的表面從而形成第一基底的粘合劑支承表面，以及使第二基底的表面與第一基底的粘合劑支承表面接觸從而形成層合物。
[0013]在另一方面，本發(fā)明涉及用于柔性包裝的層合物。該層合物包含第一柔性基底、第二柔性基底以及在第一和第二基底之間層合的粘合劑組合物。粘合劑組合物包含A部分第一多元醇和B部分異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物的反應(yīng)產(chǎn)物，該預(yù)聚物包含第二多元醇和至少一種改性的二苯甲烷二異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，此改性的二苯甲烷二異氰酸酯選自碳二亞胺改性的二苯甲烷二異氰酸酯、脲基甲酸酯改性的二苯甲烷二異氰酸酯、縮二脲改性的二苯甲烷二異氰酸酯、聚合的二苯甲烷二異氰酸酯以及它們的組合。
[0014]在另一方面，本發(fā)明涉及包含食物包裝形式的任一種上述層合物的食物包裝，以及食物包裝內(nèi)所包含的食品。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明涉及粘合劑組合物、層合物、包裝食品以及使用粘合劑組合物制備層合物的方法，其中粘合劑組合物包含用改性的二苯甲烷二異氰酸酯制備的預(yù)聚物。使用本發(fā)明所公開的改性的二苯甲烷二異氰酸酯制備的粘合劑組合物可用于制備層合產(chǎn)品，該層合產(chǎn)品可生成低含量的可提取初級(jí)芳香胺(PAA)，使得層合產(chǎn)品特別適用于食物包裝。
[0016]+占合劑組合物
[0017]粘合劑組合物為兩部分式組合物，其包含為多元醇的A部分，和為異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物的B部分。所述兩部分，即(A)部分多元醇和(B)部分預(yù)聚物在應(yīng)用之前單獨(dú)保存，并在層合過(guò)程中的應(yīng)用之前直接進(jìn)行混合。層合和固化時(shí)，形成的粘合劑粘結(jié)使基底材料的置加層粘附在一起。
[0018]在層合過(guò)程之前將多元醇(A部分)和預(yù)聚物(B部分)立即混合在一起，使得來(lái)自預(yù)聚物(B部分)的異氰酸酯基與來(lái)自多元醇(A部分)的羥基的當(dāng)量比范圍為從1.0:1.0、或從 1.05:1.0、或從 1.1:1.0 至 1.6:1.0、或至 1.5:1.0、或至 1.4:1.0。
[0019]一些管理機(jī)構(gòu)限制了會(huì)與人類發(fā)生接觸的應(yīng)用中可提取初級(jí)芳香胺(PAA)的量。一個(gè)此類應(yīng)用為食物包裝。管理機(jī)構(gòu)之所以關(guān)注可提取PAA的含量，是因?yàn)樗軌蜻w移入之后會(huì)被人類消耗的食品中。因此，管理機(jī)構(gòu)加強(qiáng)了對(duì)能夠遷移入食品中的可提取PAA的量的限制。
[0020]常規(guī)的無(wú)溶劑異氰酸酯基粘合劑可用來(lái)制備用于食物包裝的柔性包裝層合物。然而，這些異氰酸酯基粘合劑可通過(guò)單體芳香族二異氰酸酯與水反應(yīng)生成高含量的可提取PAA。例如，4，4’-二苯甲烷二異氰酸酯(4，4’-MDI，一種單體芳香族二異氰酸酯)能夠與水反應(yīng)形成4，4’ - 二苯甲烷二胺(4，4’ -MDA)，后者是一種PAA。該反應(yīng)如下所示:
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種制備層合物的方法，所述層合物包括第一柔性基底和第二柔性基底，所述方法包括 將兩部分式粘合劑組合物施加到所述第一基底的表面上，從而形成所述第一基底的粘合劑支承表面， 并且使所述第二基底的表面與所述第一基底的所述粘合劑支承表面接觸，從而形成所述層合物， 所述兩部分式粘合劑組合物包含 A部分，第一多元醇和 B部分，異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物，所述預(yù)聚物包含第二多元醇和改性的二苯甲烷二異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，所述改性的二苯甲烷二異氰酸酯選自碳二亞胺改性的二苯甲烷二異氰酸酯、脲基甲酸酯改性的二苯甲烷二異氰酸酯、縮二脲改性的二苯甲烷二異氰酸酯、聚二苯甲烷二異氰酸酯和它們的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在層合時(shí)間之后3天內(nèi)，所述層合物表現(xiàn)出相對(duì)于對(duì)照物小于50%的PAA食品遷移值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)聚物包含O至0.5重量％的2，2’ - 二苯甲烷二異氰酸酯和O至10重量 ％的2，4’ - 二苯甲烷二異氰酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一多元醇在25°C±5°C下的粘度不大于25，OOOmPas0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)聚物在環(huán)境溫度下為液態(tài)，并且在250C ±5°C下的粘度不大于25，000mPas。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述改性的二苯甲烷二異氰酸酯為包含不大于2重量％的磷酸三乙酯的碳二亞胺改性的二苯甲烷二異氰酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述改性的二苯甲烷二異氰酸酯為包含不大于0.5重量％的2，2’ - 二苯甲烷二異氰酸酯和不大于10重量％的2，4’ - 二苯甲烷二異氰酸酯的碳二亞胺改性的二苯甲烷二異氰酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述改性的二苯甲烷二異氰酸酯為包含不大于0.5重量％的2，2’ - 二苯甲烷二異氰酸酯和不大于10重量％的2，4’ - 二苯甲烷二異氰酸酯的脲基甲酸酯改性的二苯甲烷二異氰酸酯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二多元醇是相同的或不同的多元醇，各自選自聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯醚多元醇以及它們的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二基底是相同的或不同的材料，各自選自聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龍、沙林(surlyn)、招箔、玻璃紙、聚乳酸、金屬化聚酯、金屬化聚丙烯、阿克拉(aclar)、紙張以及它們的層合物。
11.一種用于柔性包裝的層合物，包含 第一柔性基底、 第二柔性基底以及 在所述第一基底和第二基底之間層合的層合粘合劑，所述層合粘合劑包含 A部分，第一多元醇；以及 B部分，異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物的反應(yīng)產(chǎn)物， 所述預(yù)聚物包含第二多元醇和至少一種改性的二苯甲烷二異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，所述改性的二苯甲烷二異氰酸酯選自碳二亞胺改性的二苯甲烷二異氰酸酯、脲基甲酸酯改性的二苯甲烷二異氰酸酯、縮二脲改性的二苯甲烷二異氰酸酯、聚二苯甲烷二異氰酸酯以及它們的組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的層合物，其中所述改性的二苯甲烷二異氰酸酯為包含不大于2重量％的磷酸三乙酯、不大于0.5重量％的2，2’ - 二苯甲烷二異氰酸酯和不大于10重量％的2，4’ - 二苯甲烷二異氰酸酯的碳二亞胺改性的二苯甲烷二異氰酸酯。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的層合物，其中所述改性的二苯甲烷二異氰酸酯為包含不大于0.5重量％的2，2’ - 二苯甲烷二異氰酸酯和不大于10重量％的2，4’ - 二苯甲烷二異氰酸酯的脲基甲酸酯改性的二苯甲烷二異氰酸酯。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的層合物，其中在層合時(shí)間之后3天內(nèi)，所述層合物表現(xiàn)出相對(duì)于對(duì)照物小于50%的PAA食品遷移值。
15.一種包裝食物制品，包含 食物包裝形式的權(quán)利要求11所述層合物，以及 食物包裝內(nèi)部包含的食物產(chǎn)品。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制品，其中在層合時(shí)間之后3天內(nèi)，所述層合物表現(xiàn)出相對(duì)于對(duì)照物小于50%的PAA食品 遷移值。
17.一種層合粘合劑組合物，包含: A部分，第一多元醇，和 B部分，異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物，所述預(yù)聚物包含如下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物: (i)第二多元醇，以及 (ii)至少一種改性的二苯甲烷二異氰酸酯，所述改性的二苯甲烷二異氰酸酯選自碳二亞胺改性的二苯甲烷二異氰酸酯、脲基甲酸酯改性的二苯甲烷二異氰酸酯、縮二脲改性的二苯甲烷二異氰酸酯、聚二苯甲烷二異氰酸酯以及它們的組合， 所述預(yù)聚物包含O至0.5重量％的2，2’ - 二苯甲烷二異氰酸酯和O至10重量％的2，4’- 二苯甲烷二異氰酸酯，并且在層合時(shí)間之后3天內(nèi)，所述粘合劑組合物表現(xiàn)出相對(duì)于對(duì)照物小于50%的PAA食品遷移值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的粘合劑組合物，其中所述預(yù)聚物在環(huán)境溫度下為液態(tài)，并且在25°C ±5°C下的粘度不大于25，OOOmPas。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的粘合劑組合物，其中所述改性的二苯甲烷二異氰酸酯為包含不大于0.5重量％的2，2’ - 二苯甲烷二異氰酸酯、不大于10重量％的2，4’ -二苯甲烷二異氰酸酯和不大于2重量％的磷酸三乙酯的碳二亞胺改性的二苯甲烷二異氰酸酯。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的粘合劑組合物，其中所述改性的二苯甲烷二異氰酸酯為包含不大于0.5重量％的2，2’ - 二苯甲烷二異氰酸酯和不大于10重量％的2，4’ - 二苯甲烷二異氰酸酯的脲基甲酸酯改性的二苯甲烷二異氰酸酯。
【文檔編號(hào)】C08G18/76GK103502296SQ201280017662
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月15日
【發(fā)明者】B·W·卡爾森, D·尼爾森, W·G·埃克隆德 申請(qǐng)人:H.B. 富勒公司