CN101407709B - 一种醇溶性双组分聚氨酯复膜胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种醇溶性双组分聚氨酯复膜胶的制备方法，涉及一种聚氨酯复膜胶。提供一种醇溶性双组分聚氨酯复膜胶的制备方法。在容器中加入丁酮和经脱水处理的聚醚二元醇，搅拌，加入异氰酸酯，搅拌，温度稳定到室温后加入催化剂，升温反应得端异氰酸基聚氨酯溶液；温度降至30～40℃，加入乙二胺，搅拌得端氨基聚氨酯溶液；在端氨基聚氨酯溶液中加入乙醇，将端氨基聚氨酯溶液稀释，得按质量百分比为70％～75％的端氨基聚氨酯乙醇溶液；将环氧树脂溶于乙酸乙酯中，按质量百分比，配成固含量为70％～80％的固化剂；将固化剂和端氨基聚氨酯乙醇溶液混合，得醇溶性双组分聚氨酯复膜胶，按质量比，固化剂∶端氨基聚氨酯乙醇溶液＝1∶(4～6)。

Description

一种醇溶性双组分聚氨酯复膜胶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚氨酯复膜胶，尤其是涉及一种醇溶性双组分聚氨酯复膜胶的制备方法。

背景技术

醇溶性聚氨酯粘合剂是双组份型粘合剂，主剂与固化剂均不含异氰酸根基团(-NCO)和游离异氰酸酯分子[如甲苯二异氰酸酯(TDI)，二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等]，用工业乙醇做溶剂就能满足使用要求，因而是一种环保型产品，与无溶剂型粘合剂一样，代表着复膜粘合剂行业发展的方向，今后可望成为中国塑料软包装粘合剂换代的理想产品。

醇溶性聚氨酯粘合剂与我国目前正在普遍使用的乙酸乙酯溶剂型聚氨酯粘合剂相比，具有以下主要优点：

1.在主剂和固化剂中，均不含异氰酸根基团(-NCO)和游离异氰酸酯分子(如TDI，MDI等)，在使用操作及复合制品的使用过程中均安全、无毒，是环保型粘合剂。

2.复膜时初粘性能良好，复合膜透明度高且具有优异的爽滑性能。

3.对潮湿气候不敏感，复膜过程中不受外界环境影响，使用方便，不易发生质量事故。

4.适用于多种薄膜的复合，并广泛适用于各种类型的油墨，尤其对环保型的醇溶性油墨具有良好的亲和性，不会发生油墨晕染。

5.复合制品熟化时间短，可以降低能耗，提高工效，还可自然熟化。

6.使用工业酒精或其它醇类溶剂进行稀释，卫生性能好，综合成本低，对操作人员无毒害，对大气无污染，复膜残留溶剂低，社会效益显著(张丰年.ECO501醇溶性聚氨酯粘合剂的应用及发展前景[J].中国包装工业，2001，(90)：35～36)。

目前在欧美发达国家包装行业所使用的粘合剂，已普遍采用环保型产品，醇溶性聚氨酯粘合剂就是其中之一。虽然目前欧美的一些发达国家已开始大量使用双组份无溶剂型粘合剂，但是由于使用成本及产品过渡、适应性等因素，仍有40％左右的用量采用溶剂型粘合剂，其中95％以上为醇溶性粘合剂(谢伟，许戈文.醇溶性聚氨酯胶粘剂的现状与发展[J].粘接，2007，28(2)：39～40)。

醇溶性聚氨酯粘合剂的技术含量较高。目前国内只有美国休斯顿欧美企业集团公司(OMEX GROUP’INC)下属的全资子公司—欧美科实业(深圳)有限公司生产该种产品，国外也只有很少几家公司掌握该技术。

使用醇溶性聚氨酯粘合剂，由于不需更新现有的干式复合设备，因此不需进行额外的设备更新等费用，即可提高产品档次，又符合环保要求。同时，主要操作方法与现用的乙酸乙酯溶剂型聚氨酯粘合剂相同，不需对操作人员进行特殊培训。

发明内容

本发明的目的在于提供一种醇溶性双组分聚氨酯复膜胶的制备方法。

所述的醇溶性双组分聚氨酯复膜胶的合成路线如下：

步骤一：

步骤二：

具体步骤如下：

1)在容器中加入丁酮和经脱水处理的聚醚二元醇，搅拌均匀，加入异氰酸酯，搅拌均匀，温度稳定到室温后加入催化剂，升温反应，得端异氰酸基聚氨酯溶液；

2)将所得的端异氰酸基聚氨酯溶液的温度降至30～40℃，加入乙二胺，搅拌，得端氨基聚氨酯溶液；

3)在端氨基聚氨酯溶液中加入乙醇，将端氨基聚氨酯溶液稀释，得按质量百分比为70％～75％的端氨基聚氨酯乙醇溶液；

4)将环氧树脂溶于乙酸乙酯中，按质量百分比，配成固含量为70％～80％的固化剂；

5)将固化剂和端氨基聚氨酯乙醇溶液混合，得醇溶性双组分聚氨酯复膜胶，按质量比，固化剂∶端氨基聚氨酯乙醇溶液＝1∶(4～6)。

在步骤1)中，在容器中最好装有回流冷凝管，按摩尔比，最好-NCO∶-OH＝(1.1～1.5)∶1，升温最好至70～80℃，反应的时间最好为1～5h；聚醚二元醇最好选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃等中的至少一种；异氰酸酯最好选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、己二异氰酸酯(HDI)等中的一种；催化剂最好选自二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、辛酸亚锡、钛酸四异丁酯等中的一种。

在步骤2)中，搅拌的时间最好为0.5～1h。

在步骤4)中，环氧树脂最好为液体环氧树脂，可以是型号为E-44，E-51等液体环氧树脂。

本发明得到的醇溶性聚氨酯复膜胶有如下的特点：

(1)实现了完全的醇溶，现有的醇溶性聚氨酯复膜胶产品虽说是醇溶，但实际上并不是完全的醇溶，其溶剂中除了乙醇一般还含有乙酸乙酯之类的脂类溶剂，迄今还未见文献报道有完全醇溶的醇溶性聚氨酯复膜胶；且本产品的醇溶性非常优良，将胶样用乙醇稀释5～7倍仍然澄清透明有很好的溶解性。

(2)生产成本低，预聚体合成时选用适当的反应配比使成本得到了降低，同时由于完全醇溶的实现，省去了脂类溶剂的使用，进一步降低了生产成本。

(3)在复膜胶使用过程中，施工设备用水泡后易清洗。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

醇溶性双组分聚氨酯粘合剂，主剂主要由以下质量比的原料组分制成：

PEG400                   70份

TDI                      33份

二月桂酸二丁基锡         0.17份

乙二胺                   4份

丁酮                     12份

工业乙醇                 20份

固化剂原料为环氧树脂E-51。

其具体制备方法如下：

1)在装有回流冷凝管的容器中加入丁酮和经脱水处理的聚醚二元醇，搅拌均匀，加入异氰酸酯，搅拌均匀，温度稳定到室温后加入催化剂二月桂酸二丁基锡，升温至70～80℃，反应1.5h，得端异氰酸基聚氨酯溶液；

2)将所得的端异氰酸基聚氨酯溶液的温度降至35℃，加入乙二胺，搅拌0.5h，得端氨基聚氨酯溶液；

3)在端氨基聚氨酯溶液中加入乙醇，将端氨基聚氨酯溶液稀释，得按质量百分比为75％的端氨基聚氨酯乙醇溶液；

4)将环氧树脂E-51溶于乙酸乙酯中，按质量百分比，配成固含量为70％的固化剂；

5)将固化剂和端氨基聚氨酯乙醇溶液混合，得醇溶性双组分聚氨酯复膜胶，按质量比，固化剂∶端氨基聚氨酯乙醇溶液＝1∶4。

实施例2

醇溶性双组分聚氨酯粘合剂，主剂主要由以下质量比的原料组分制成：

PEG2000                   40份

PEG400                    16.8份

TDI                       12份

二月桂酸二丁基锡           0.2份

乙二胺                    4份

丁酮                      10份

工业乙醇                  25份

固化剂原料为环氧树脂E-51。

1)在装有回流冷凝管的容器中加入丁酮和经脱水处理的聚醚二元醇，搅拌均匀，加入异氰酸酯，搅拌均匀，温度稳定到室温后加入催化剂二月桂酸二丁基锡，升温至70～80℃，反应2h，得端异氰酸基聚氨酯溶液；

2)将所得的端异氰酸基聚氨酯溶液的温度降至40℃，加入乙二胺，搅拌0.5h，得端氨基聚氨酯溶液；

3)在端氨基聚氨酯溶液中加入乙醇，将端氨基聚氨酯溶液稀释，得按质量百分比为75％的端氨基聚氨酯乙醇溶液；

4)将环氧树脂E-51溶于乙酸乙酯中，按质量百分比，配成固含量为75％的固化剂；

5)将固化剂和端氨基聚氨酯乙醇溶液混合，得醇溶性双组分聚氨酯复膜胶，按质量比，固化剂∶端氨基聚氨酯乙醇溶液＝1∶5。

实施例3

醇溶性双组分聚氨酯粘合剂，主剂主要由以下质量比的原料组分制成：

PEG400                20份

PEG2000               40份

TDI                   13.09份

辛酸亚锡              0.2份

乙二胺                3.7份

丁酮                  12份

工业乙醇              15份

固化剂原料为环氧树脂E-51。

1)在装有回流冷凝管的容器中加入丁酮和经脱水处理的聚醚二元醇，搅拌均匀，加入异氰酸酯，搅拌均匀，温度稳定到室温后加入催化剂辛酸亚锡，升温至70～80℃，反应1h，得端异氰酸基聚氨酯溶液；

2)将所得的端异氰酸基聚氨酯溶液的温度降至30～40℃，加入乙二胺，搅拌1h，得端氨基聚氨酯溶液；

3)在端氨基聚氨酯溶液中加入乙醇，将端氨基聚氨酯溶液稀释，得按质量百分比为75％的端氨基聚氨酯乙醇溶液；

4)将环氧树脂E-51溶于乙酸乙酯中，按质量百分比，配成固含量为80％的固化剂；

5)将固化剂和端氨基聚氨酯乙醇溶液混合，得醇溶性双组分聚氨酯复膜胶，按质量比，固化剂∶端氨基聚氨酯乙醇溶液＝1∶4。

实施例4

醇溶性双组分聚氨酯粘合剂，主剂主要由以下质量比的原料组分制成：

PEG400                12.5份

PEG2000               51.5份

MDI                   9.15份

二月桂酸二丁基锡      0.3份

乙二胺                1.33份

丁酮                  16份

工业乙醇              12份

固化剂原料为环氧树脂E-51。

制备工艺与上述实施例相同。

实施例5

醇溶性双组分聚氨酯粘合剂，主剂主要由以下质量比的原料组分制成：

PEG400                    12.5份

PEG600                    12份

TDI                       12.64份

二月桂酸二丁基锡          0.3份

乙二胺                    1.33份

丁酮                      5份

工业乙醇                  9份

固化剂原料为环氧树脂E-51。

制备工艺与上述实施例相同。

Claims (3)

1.一种醇溶性双组分聚氨酯复膜胶的制备方法，其特征在于其具体步骤如下：

1)在容器中加入丁酮和经脱水处理的聚醚二元醇，搅拌均匀，加入异氰酸酯，搅拌均匀，温度稳定到室温后加入催化剂，升温至70～80℃，反应1～5h，得端异氰酸基聚氨酯溶液；在容器中装有回流冷凝管；按摩尔比，NCO∶-OH＝1.1～1.5∶1；聚醚二元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃中的至少一种；异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或己二异氰酸酯；催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或钛酸四异丁酯；

2)将所得的端异氰酸基聚氨酯溶液的温度降至30～40℃，加入乙二胺，搅拌，得端氨基聚氨酯溶液；

3)在端氨基聚氨酯溶液中加入乙醇，将端氨基聚氨酯溶液稀释，得按质量百分比为70％～75％的端氨基聚氨酯乙醇溶液；

4)将环氧树脂溶于乙酸乙酯中，按质量百分比，配成固含量为70％～80％的固化剂；

5)将固化剂和端氨基聚氨酯乙醇溶液混合，得醇溶性双组分聚氨酯复膜胶，按质量比，固化剂∶端氨基聚氨酯乙醇溶液＝1∶(4～6)。

2.如权利要求1所述的一种醇溶性双组分聚氨酯复膜胶的制备方法，其特征在于在步骤2)中，搅拌的时间为0.5～1h。

3.如权利要求1所述的一种醇溶性双组分聚氨酯复膜胶的制备方法，其特征在于在步骤4)中，环氧树脂为液体环氧树脂。