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      耐溫型復(fù)膜鐵預(yù)涂膜粘合劑及其制備方法與流程

      文檔序號:12107470閱讀:274來源:國知局

      本發(fā)明涉及耐溫型粘合劑領(lǐng)域,尤其涉及一種耐高溫型復(fù)膜鐵預(yù)涂膜用雙組份聚氨酯粘合劑及其制備方法。



      背景技術(shù):

      復(fù)膜鐵工藝是指將彩印后的塑料薄膜如PET、BOPP等通過熱熔貼合的方式復(fù)合在冷軋鋼板、鐵板或鋁板等金屬板上,以代替在鍍錫鐵、鍍鉻鐵上用印鐵工藝印刷的一種復(fù)合方式。通過這種方式制備的復(fù)膜鐵具有塑料薄膜和金屬板材的雙重特點(diǎn)。復(fù)膜鐵產(chǎn)品與印鐵產(chǎn)品相比,更加美觀,手感性更佳,耐腐蝕性、耐銹蝕性、耐候性、耐深沖性、耐磨性也更好。

      PET預(yù)涂膜復(fù)合鋼板時(shí)近幾年興起的復(fù)膜鐵工藝,相比于傳統(tǒng)的即涂膜復(fù)膜鐵工藝,該種工藝方法具備工藝簡單,操作方便,區(qū)分了涂膜和合板工藝,生產(chǎn)靈活性大,生產(chǎn)效率更高。

      隨著復(fù)膜鐵制品對膠粘劑需求不斷提升,對性能要求也進(jìn)一步提高,不止復(fù)膜鐵平板制品滿足耐水煮實(shí)驗(yàn)和耐高溫實(shí)驗(yàn),對于沖擊后復(fù)膜鐵制品也有這方面要求,這就對復(fù)膜鐵膠粘劑,尤其是預(yù)涂膜用膠粘劑提出更高要求。相比于即涂型雙組份膠粘劑,預(yù)涂型膠粘劑存在沖擊后耐高溫性不良的問題,目前只有雙組份即涂型膠粘劑可以達(dá)到耐高溫性的要求,還沒有一款膠粘劑能夠符合預(yù)涂膜標(biāo)準(zhǔn)并且10J沖擊后水煮1h或者120℃耐溫10min不分離。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      基于現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題,本發(fā)明的目的是提供一種耐溫型復(fù)膜鐵預(yù)涂膜粘合劑及其制備方法,適合PET光膜、PET印刷膜以及拉絲鍍鋁膜制備耐高溫的復(fù)膜鐵用預(yù)涂膜。

      本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:

      本發(fā)明實(shí)施例提供一種耐溫型復(fù)膜鐵預(yù)涂膜用粘合劑,該粘合劑由主劑和固化劑按照40~60:1質(zhì)量比配合組成;

      其中,所述主劑為含有聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂和硅烷偶聯(lián)劑的乙酸乙酯溶液,該主劑25℃下的旋轉(zhuǎn)粘度為200~400mPa·s,固含量為25~35%;

      所述固化劑為含有異氰酸酯預(yù)聚體的乙酸乙酯溶液,該固化劑25℃下的旋轉(zhuǎn)粘度為1000~3000mPa·s,固含量為73%~77%。

      本發(fā)明實(shí)施例還提供一種耐溫性復(fù)膜鐵預(yù)涂膜用粘合劑的制備方法,用于制備本發(fā)明所述的粘合劑,按本發(fā)明所述的配方取各原料,包括以下步驟:

      分別制備主劑與固化劑;其中,

      制備主劑為:

      在聚酯釜中加入聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、硅烷偶聯(lián)劑和乙酸乙酯,制成含有聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂和硅烷偶聯(lián)劑的乙酸乙酯溶液即為主劑,該主劑在25℃下的旋轉(zhuǎn)粘度為200~400mPa·s,固含量為25~35%;

      制備固化劑為:

      用低分子多元醇和乙酸乙酯在40℃下混合均勻,然后加入異氰酸酯,升溫至70~80℃反應(yīng)3~4小時(shí),降至室溫后制得含有異氰酸酯預(yù)聚體的乙酸乙酯溶液即為固化劑,該固化劑25℃下的旋轉(zhuǎn)粘度為1000~3000mPa·s,固含量為73%~77%;

      制備粘合劑為:將主劑和固化劑按照40~60:1質(zhì)量比配合,即組成該耐溫性復(fù)膜鐵預(yù)涂膜用粘合劑。

      由上述技術(shù)方案可以發(fā)現(xiàn),本發(fā)明提供的耐溫型復(fù)膜鐵預(yù)涂膜用粘合劑,由于粘合劑的主劑中的主體樹脂是采用軟化點(diǎn)為90~110℃,羥值為6~11mg KOH/g的聚酯樹脂,是具備優(yōu)良耐溫性的適合分子量聚酯,在配方中引入環(huán)氧樹脂通過環(huán)氧樹脂的開環(huán)反應(yīng)增加其耐熱性,并且,通過添加氨基樹脂,增加粘合劑的交聯(lián)密度,提高其耐熱性,同時(shí),通過添加第二組份異氰酸酯成分,進(jìn)一步提高交聯(lián),使粘接層在受到?jīng)_擊形變后能夠保持足夠的耐熱性,進(jìn)行水煮1h或者120℃耐溫實(shí)驗(yàn)不會(huì)出現(xiàn)膜板脫離現(xiàn)象。

      具體實(shí)施方式

      下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

      本發(fā)明實(shí)施例提供一種耐溫型復(fù)膜鐵預(yù)涂膜用粘合劑,該粘合劑由主劑和固化劑按照40~60:1質(zhì)量比配合組成;

      其中,所述主劑為含有聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂和硅烷偶聯(lián)劑的乙酸乙酯溶液,該主劑25℃下的旋轉(zhuǎn)粘度為200~400mPa·s,固含量為25~35%;

      所述固化劑為含有異氰酸酯預(yù)聚體的乙酸乙酯溶液,該固化劑25℃下的旋轉(zhuǎn)粘度為1000~3000mPa·s,固含量為73%~77%。

      上述粘合劑中,主劑中各組分按重量比為:聚酯樹脂15~25、雙酚A環(huán)氧樹脂5~15、氨基樹脂3~10、硅烷偶聯(lián)劑0.5~2和乙酸乙酯60~80。

      上述粘合劑中,固化劑是將低分子多元醇和乙酸乙酯在40℃下混合均勻,然后加入異氰酸酯,升溫至70~80℃反應(yīng)3~4小時(shí),降至室溫后制得,其中各組分的重量比為:異氰酸酯40~68,低分子多元醇8~18和乙酸乙酯17~30。

      上述粘合劑中,所述主劑中的聚酯樹脂的羥值為6~11mg KOH/g,軟化點(diǎn)為90~110℃,相對分子量為10000~18000g/mol,聚酯樹脂為二元酸和二元醇按照1:1的摩爾比合成的聚合產(chǎn)物;

      其中,所述二元酸由按重量比的以下原料制成,包括:對苯二甲酸10~40、間苯二甲酸12~30、苯酐10~20和己二酸3~10;

      所述二元醇由按重量比的以下原料制成,包括:乙二醇8~15、二乙二醇7~18和新戊二醇20~30。

      上述粘合劑中,主劑中的聚酯樹脂通過以下方法制得:

      一次酯化:將對苯二甲酸、間苯二甲酸、苯酐、己二酸、乙二醇、二乙二醇和新戊二醇一次投料加入到聚酯反應(yīng)釜中,升溫至210~230℃,反應(yīng)2~4小時(shí),完成一次酯化,一次酯化的酸值≤20mg KOH/g;

      縮聚反應(yīng):一次酯化完成后,對聚酯合成釜抽真空,按照-0.02MPa、-0.04MPa、-0.06MPa和-0.08MPa各預(yù)抽1h,釜溫控制為240℃~250℃,之后進(jìn)行長抽真空操作,真空度為-0.10MPa,長抽時(shí)間為5~7h,餾出物重量占原料總重量的4~7%,最終產(chǎn)物即為制得的羥值為6~11mg KOH/g,軟化點(diǎn)為90~110℃,相對分子量為10000~18000g/mol的聚酯樹脂。

      上述粘合劑中,主劑中的環(huán)氧樹脂為具有3~30個(gè)縮水甘油基分子的雙酚A環(huán)氧樹脂、鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂中的一種或者幾種。

      上述粘合劑中,所述主劑中的氨基樹脂為甲醚化氨基樹脂、丁醚化氨基樹脂和混合醚化氨基樹脂中的一種或者幾種。

      上述粘合劑中,硅烷偶聯(lián)劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧 丙基三乙氧基硅烷γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或者幾種。

      本發(fā)明實(shí)施例提供一種耐溫性復(fù)膜鐵預(yù)涂膜用粘合劑的制備方法,用于上述的粘合劑,按上述的配方取各原料,包括以下步驟:

      分別制備主劑與固化劑;其中,

      制備主劑為:

      在聚酯釜中加入聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、硅烷偶聯(lián)劑和乙酸乙酯,制成含有聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂和硅烷偶聯(lián)劑的乙酸乙酯溶液即為主劑,該主劑在25℃下的旋轉(zhuǎn)粘度為200~400mPa·s,固含量為25~35%;

      制備固化劑為:

      用低分子多元醇和乙酸乙酯在40℃下混合均勻,然后加入異氰酸酯,升溫至70~80℃反應(yīng)3~4小時(shí),降至室溫后制得含有異氰酸酯預(yù)聚體的乙酸乙酯溶液即為固化劑,該固化劑25℃下的旋轉(zhuǎn)粘度為1000~3000mPa·s,固含量為73%~77%;

      制備粘合劑為:將主劑和固化劑按照40~60:1質(zhì)量比配合,即組成該耐溫性復(fù)膜鐵預(yù)涂膜用粘合劑。

      上述制備方法中,

      所述主劑中各組分的用量按重量比為:聚酯樹脂15~25、雙酚A環(huán)氧樹脂5~15、氨基樹脂3~10、硅烷偶聯(lián)劑0.5~2和乙酸乙酯60~80;

      其中的聚酯樹脂按以下方式制得:

      一次酯化:將對苯二甲酸、間苯二甲酸、苯酐、己二酸、乙二醇、二乙二醇和新戊二醇一次投料加入到聚酯反應(yīng)釜中,升溫至210~230℃,反應(yīng)2~4小時(shí),完成一次酯化,一次酯化的酸值≤20mg KOH/g;

      縮聚反應(yīng):一次酯化完成后,對聚酯合成釜抽真空,按照-0.02MPa、-0.04MPa、-0.06MPa和-0.08MPa各預(yù)抽1h,釜溫控制為240℃~250℃,之后進(jìn)行長抽真空操作,真空度為-0.10MPa,長抽時(shí)間為5~7h,餾出物重量占原料總重量的4~7%,最終產(chǎn)物即為制得的羥值為6~11mg KOH/g,軟化點(diǎn)為90~110℃,相對分子量為10000~18000g/mol的聚酯樹脂;

      所述固化劑中各組分的用量按重量比為:低分子多元醇8~18、乙酸乙酯17~30和異氰酸酯40~68。

      本發(fā)明的耐溫型復(fù)膜鐵預(yù)涂膜用粘合劑,適用于復(fù)膜鐵預(yù)涂膜中的PET膜、PET印刷膜 和拉絲鍍鋁PET的預(yù)涂膜與金屬板的貼合,由于粘合劑的主體樹脂是采用苯二甲酸、間苯二甲酸、苯酐、己二酸,乙二醇、二乙二醇、新戊二醇為原料,制得的軟化點(diǎn)為90~110℃,羥值為6~11mg KOH/g的聚酯樹脂,是具備優(yōu)良的耐溫性的適合分子量聚酯,在配方中引入環(huán)氧樹脂通過環(huán)氧樹脂的開環(huán)反應(yīng)增加其耐熱性,并且,通過添加氨基樹脂,增加粘合劑的交聯(lián)密度,提高其耐熱性,同時(shí),通過添加第二組份異氰酸酯成分,進(jìn)一步提高交聯(lián),使粘接層在受到?jīng)_擊形變后能夠保持足夠的耐熱性,進(jìn)行水煮1h或者120℃耐溫實(shí)驗(yàn)不會(huì)出現(xiàn)膜板脫離現(xiàn)象。

      下面將結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

      實(shí)施例1:

      本發(fā)明實(shí)施例提供一種耐溫性復(fù)膜鐵預(yù)涂膜用粘合劑,由主劑和固化劑組成,該粘合劑的制備方法如下:

      制備主劑:先制備主劑所用的聚酯樹脂:在聚酯釜中加入22.5重量份對苯二甲酸、14.3重量份間苯二甲酸、13重量份苯酐、8.1重量份己二酸、10重量份乙二醇、10.4重量份二己二醇、21.6重量份新戊二醇、0.02重量份鈦酸四正丁酯和0.04份亞磷酸三苯酯,充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笊郎刂?10~230℃,反應(yīng)6h,餾出水11.6重量份,酯化完畢測得酸值為17.6mg KOH/g;酯化完畢后,對聚酯釜內(nèi)抽真空,-0.02MPa,-0.04MPa,-0.06MPa,-0.08MPa,依次預(yù)抽1h,釜溫控制在240~250℃;預(yù)抽完畢后進(jìn)行長抽真空操作,真空度達(dá)-0.1MPa,長抽時(shí)間為6h,餾出醇重量份為5重量份;最終制得的聚酯樹脂羥值為9.1mgKOH/g,相對分子質(zhì)量12000;

      再制備主劑:向上述制得的聚酯樹脂中加入360重量份的乙酸乙酯、22重量份的雙酚A環(huán)氧樹脂E44、13重量份的全丁醚化氨基樹脂和1.6重量份的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,制得固含量為30%,粘度為320mPa·s的產(chǎn)物即為主劑;

      制備固化劑:反應(yīng)釜中加入六甲基二異氰酸酯45重量份和17重量份乙酸乙酯,于40℃下攪拌均勻,然后加入三羥甲基丙烷12重量份,升溫至80℃保溫3h,降至室溫,取樣測試產(chǎn)物的旋轉(zhuǎn)粘度(25℃)為2900mPa·s,固含量為77%,制得的產(chǎn)物即為固化劑;

      將上述制得的主劑與固化劑按照60:1重量配比組成粘合劑,應(yīng)用該粘合劑時(shí),在印刷PET薄膜上上膠量為3~4g/m2時(shí),PET預(yù)涂膜常溫下可收卷,不返粘,該P(yáng)ET預(yù)涂膜與鋼板于160℃下合板。應(yīng)用該粘合劑的復(fù)膜鐵制品可達(dá)到8mm不翹邊,耐鹽霧實(shí)驗(yàn)測試240h不起泡、不脫層,耐沖擊10J后耐水煮1h不分離,120℃耐溫10min不分離,可達(dá)到復(fù)膜鐵 制品要求。

      實(shí)施例2:

      制備主劑:先制備主劑中使用的聚酯樹脂:在聚酯釜中加入16.3重量份對苯二甲酸、19.5重量份間苯二甲酸、14.1重量份苯酐、10重量份己二酸、10.1重量份乙二醇、8.7重量份二己二醇、22.2重量份新戊二醇、0.02重量份鈦酸四正丁酯和0.04份亞磷酸三苯酯,充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笊郎刂?10~230℃,反應(yīng)6h,餾出水12.0重量份,酯化完畢測得酸值為16.2mg KOH/g;酯化完畢后,對聚酯釜內(nèi)抽真空,-0.02MPa,-0.04MPa,-0.06MPa,-0.08MPa,依次預(yù)抽1h,釜溫控制在240~250℃;預(yù)抽完畢后進(jìn)行長抽真空操作,真空度達(dá)-0.1MPa,長抽時(shí)間為6.5h,餾出醇重量份為6.5重量份;最終制得的聚酯樹脂羥值為10.3mg KOH/g,相對分子質(zhì)量11000;再制備主劑:向上述制得的聚酯樹脂中加入360重量份乙酸乙酯、10重量份雙酚A環(huán)氧樹脂E20和7重量份雙酚A環(huán)氧樹脂E44、13重量份全丁醚化氨基樹脂和1.6份γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,制得固含量為30%,粘度為370mPa·s的產(chǎn)物即為主劑;

      制備固化劑:向反應(yīng)釜中加入六甲基二異氰酸酯35重量份和16重量份乙酸乙酯,于40℃下攪拌均勻,然后加入三羥甲基丙烷7重量份,升溫至80℃保溫3h,降至室溫,取樣測試旋轉(zhuǎn)粘度(25℃)為2000mPa·s,固含量為73%,制得的產(chǎn)物即為固化劑;

      將上述制得的主劑與固化劑按照40:1重量配比組成粘合劑,應(yīng)用該粘合劑時(shí),在拉絲鍍鋁PET薄膜上上膠量為3~4g/m2時(shí),PET預(yù)涂膜常溫下可收卷,不返粘,該P(yáng)ET預(yù)涂膜與鋼板于160℃下合板。應(yīng)用該粘合劑的復(fù)膜鐵制品可達(dá)到8mm不翹邊,耐鹽霧實(shí)驗(yàn)測試240h不起泡、不脫層,耐沖擊10J后耐水煮1h不分離,120℃耐溫10min不分離,可達(dá)到復(fù)膜鐵制品要求。

      實(shí)施例3:

      制備主劑:先制備主劑所有的聚酯樹脂:在聚酯釜中加入13.6重量份對苯二甲酸、16.6重量份間苯二甲酸、18.6重量份苯酐、9重量份己二酸、8.5重量份乙二醇、12.4重量份二己二醇、20.5重量份新戊二醇、0.02重量份鈦酸四正丁酯和0.04份亞磷酸三苯酯,充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笊郎刂?10~230℃,反應(yīng)7h,餾出水11.2重量份,酯化完畢測得酸值為14.6mg KOH/g;酯化完畢后,對聚酯釜內(nèi)抽真空,-0.02MPa,-0.04MPa,-0.06MPa,-0.08MPa,依次預(yù)抽1h,釜溫控制在240~250℃;預(yù)抽完畢后進(jìn)行長抽真空操作,真空度達(dá)-0.1MPa, 長抽時(shí)間為5.5h,餾出醇重量份為6.5重量份;最終制得的聚酯樹脂羥值為7.8mgKOH/g,相對分子質(zhì)量12000;

      制備主劑:最后向制得的聚酯樹脂中加入357重量份的乙酸乙酯、22重量份的雙酚A環(huán)氧樹脂E06、13重量份的全甲醚化氨基樹脂和1.6重量份的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,制得固含量為30%,粘度為330mPa·s的產(chǎn)物即為主劑;

      制備固化劑:向反應(yīng)釜中加入異氟爾酮二異氰酸酯50重量份和21重量份乙酸乙酯,于40℃下攪拌均勻,然后加入三羥甲基丙烷13重量份,升溫至80℃保溫3h,降至室溫,取樣測試產(chǎn)物旋轉(zhuǎn)粘度(25℃)為2700mPa·s,固含量為74%,制得的產(chǎn)物即為固化劑;

      將上述制得的主劑與固化劑按照60:1重量配比組成粘合劑,應(yīng)用該粘合劑時(shí),在印刷PET薄膜上上膠量為3~4g/m2時(shí),拉絲鍍鋁PET預(yù)涂膜常溫下可收卷,不返粘,該P(yáng)ET預(yù)涂膜與鋼板于160℃下合板。應(yīng)用該粘合劑的復(fù)膜鐵制品可達(dá)到8mm不翹邊,耐鹽霧實(shí)驗(yàn)測試240h不起泡、不脫層,耐沖擊10J后耐水煮1h不分離,120℃耐溫10min不分離,可達(dá)到復(fù)膜鐵制品要求。

      以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

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