CN101818041A

CN101818041A - 单组分抗介质粘合剂的制备方法

Info

Publication number: CN101818041A
Application number: CN201010102760A
Authority: CN
Inventors: 赫长生; 沈峰; 邓煜东
Original assignee: Beijing Comens New Materials Co Ltd
Current assignee: Beijing Comens New Materials Co Ltd
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2030-01-28
Also published as: CN101818041B

Abstract

本发明公开一种单组分抗介质粘合剂的制备方法，属粘合剂领域。该方法包括：制备聚酯多元醇：将二聚酸、癸二酸和一缩二乙二醇在聚酯合成釜中一次酯化；再加入临苯二甲酸、壬二酸和新戊二醇进行二次酯化后进行缩聚反应制得聚酯多元醇；将制得的聚酯多元醇与异氰酸酯和醋酸乙酯反应后，加入脂肪胺扩链剂进行扩链反应，反应完成后得到的产物即为单组分抗介质粘合剂。该制备方法中通过对聚酯链段结构设计以及脲基甲酸酯链段单元的引入，使制得的单组分抗介质粘合剂具有极高的初粘牢度和对各种腐蚀性内容物的耐抗性，特别是用在耐酸、耐碱、耐农药包装材料上比传统聚氨酯粘合剂具有更加优异的耐介质性能。

Description

单组分抗介质粘合剂的制备方法

技术领域

本发明涉及粘合剂技术领域，更具体地说，涉及一种单组分抗介质粘合剂的制备方法。

背景技术

复合软包装薄膜通常由数层不同材质的薄膜复合而成，自50年代问世以来，由于其优异的综合性能，已经被广泛应用于食品、药品、化妆品、日用品、化学品、武器弹药、精密仪器、仪表、成套设备&电子电器等行业。软包装所用的复合薄膜生产工艺主要有干式复合工艺和挤出复合工艺两类，其中由于干式复合工艺设备投资小，产品质量高，工艺简单，得到较广泛应用，其产品产量占全部复合薄膜的50％以上。根据包装物的要求，食品软包装可分为膨化食品包装、普通食品包装、巴氏杀菌、100度水煮和100度以上高温蒸煮包装、耐135度高温蒸煮袋由于具有能够杀死全部细菌，保质期常，透气、透氧性极小，内容物不发生变质等特点，在软包装领域中具有重要地位。

各种包装袋的内容物多种多样，包括：膨化食品、果珍、牛奶饮料、农药、食用油、醋、酱油等。对于腐蚀性内容物，在包装中往往会对内层结构薄膜产生渗透作用，从而影响包装中使用的复合粘合剂的粘结牢度，使剥离强度随着时间的推移急剧降低，严重会使得包装袋薄膜层层脱离，产生生产事故。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明实施例提供一种单组分抗介质粘合剂的制备方法，制得的粘合剂用于制成包装材料后，不会因包装腐蚀性内容物，对包装材料内层结构薄膜产生渗透作用，影响复合粘合剂的粘结牢度的问题。

本发明目的是通过下述技术方案实现的：

本发明实施例提供一种单组分抗介质粘合剂的制备方法，包括：

制备聚酯多元醇：

按下述质量百分比取制备聚酯多元醇各原料：

二聚酸5～10％、癸二酸5～10％、一缩二乙二醇20～30％、临苯二甲酸15～30％、壬二酸5～10％和新戊二醇20～30％；

a、一次酯化：

将二聚酸、癸二酸和一缩二乙二醇加入到聚酯合成釜中，升温至210～230℃，反应2～3小时，完成一次酯化；

b、二次酯化：

将临苯二甲酸、壬二酸和新戊二醇加入到上述完成一次酯化后的聚酯合成釜中，升温至210～230℃，反应5～6小时，完成二次酯化；

c、缩聚反应：

对完成二次酯化的聚酯合成釜内抽低真空至-0.02Mpa～0.04Mpa，抽低真空1.5小时，停止抽低真空，放馏出物；

对抽低真空后的聚酯合成釜内抽高真空，真空度从-0.05Mpa逐步升高至-0.09Mpa，抽高真空时间为2.5～3.5小时，聚酯合成釜的釜温控制在245℃～255℃；抽高真空后，对聚酯合成釜内进行长抽真空，真空度达到-0.094Mpa，长抽真空时间为2～3小时，长抽真空后得到的反应产物即为聚酯多元醇；

扩链反应：

按下述质量百分比扩链反应的各原料：

上述制得的聚酯多元醇25～35％、异氰酸酯10～15％、醋酸乙酯40～60％和脂肪胺扩链剂1～10％；

将上述制得的聚酯多元醇、异氰酸酯和醋酸乙酯加入到合成釜中，升温至75℃～85℃，反应3～4小时后降温至40℃～50℃加入脂肪胺扩链剂，反应1～2小时，反应得到的产物即为单组分抗介质粘合剂。

从上述本发明实施例的技术方案中可以看出，本发明实施例中制备方法中通过对聚酯链段结构设计以及脲基甲酸酯链段单元的引入，使制得的单组分抗介质粘合剂具有极高的初粘牢度和对各种腐蚀性内容物的耐抗性，特别是用在耐酸、耐碱、耐农药包装材料上比传统聚氨酯粘合剂具有更加优异的耐介质性能。可避免腐蚀性内容物对包装内层结构薄膜产生渗透作用，从而影响复合粘合剂的粘结牢度的问题。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例1提供一种单组分抗介质粘合剂的制备方法，可以制备组分的抗介质粘合剂，该粘合剂用在包装材料中，可使包装材料在耐酸、耐碱、耐农药的方面比传统聚氨酯具有更加优异的耐介质性能，该制备方法包括：

(1)合成聚酯多元醇：

按下述质量百分比取制备聚酯多元醇各原料：

a、一次酯化：

将二聚酸、癸二酸、一缩二乙二醇加入到聚酯合成釜中，升温至210～230℃，反应2～3小时，完成一次酯化；

在一次酯化步骤中，一般保持聚酯合成釜馏出水量为制备聚酯多元醇的各原料总质量的1～3％；

b、二次酯化：

将临苯二甲酸、壬二酸和新戊二醇加入到上述完成一次酯化的聚酯合成釜中，升温至210～230℃，反应5～6小时，完成二次酯化；

在二次酯化过程中，注意观察聚酯合成釜的出水情况，保持出水量稳定在制备聚酯多元醇的各原料总质量的3～5％/小时；待二次酯化反应完毕，取样测量酸值确认二次酯化是否合格，若测量取样的酸值≤30mgKOH/g，则二次酯化合格。

c、缩聚反应：

对上述二次酯化后的聚酯合成釜内抽低真空至-0.02Mpa～-0.04Mpa，抽低真空1.5后，停止抽低真空(可通过切断聚酯合成釜的真空管线阀门实现停止对聚酯合成釜内抽低真空)，放馏出物；

继续对抽低真空后的聚酯合成釜内抽高真空，抽高真空的真空度从-0.05Mpa逐步升高至-0.09Mpa，具体为每30～45分钟真空度升高-0.01Mpa，抽高真空时间为2.5～3.5h，聚酯合成釜的釜温控制在245℃～255℃；抽高真空完毕后，对进行长抽真空(可以通过开动与聚酯合成釜连接的萝茨泵对聚酯合成釜内进行长抽真空)，长抽真空的真空度要达到-0.094Mpa，长抽时间约为2～3小时，长抽真空过程中，聚酯合成釜的馏出物约为制备聚酯多元醇的各原料总质量的5～10％；

缩取反应的长抽真空后，可以向聚酯合成釜内通入氮气至0.02Mpa左右从产物中进行取样，测量制得产物的羟值、粘度及酸值，若测得产物的羟值为40～50mgKOH/g，粘度为10000～16000mPa·s，酸值为0.01～0.15mgKOH/g，则确认制得的产物为合格的聚酯多元醇；

(2)扩链反应，制备单组分抗介质粘合剂：

按下述质量百分比扩链反应制备单组分抗介质粘合剂的各原料：

将上述制得聚酯多元醇、异氰酸酯和醋酸乙酯加入到合成釜中，升温至75℃～85℃，反应3～4小时后降温至40℃～50℃加入脂肪胺扩链剂，反应1～2小时后得到的反应产物，即为单组分抗介质粘合剂；可以在反应后，取样测试反应物的异氰酸根含量在0.5％～1.0％、粘度为2000～4000mPa·s，以确认扩链反应完成，制得合格的单组分抗介质粘合剂。

上述制备方法扩链反应步骤中所用的异氰酸酯可采用脂肪族二异氰酸酯，该脂肪族二异氰酸酯可包括：异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、对苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)中的任一种。

上述制备方法扩链反应步骤中所用的扩链步骤中所用的脂肪胺扩链剂包括：异佛尔酮二胺、乙二胺、己二胺中的任一种。

本发明实施例的制备方法制得的抗介质粘合剂为单组分湿固化型聚氨酯/聚脲粘合剂(聚氨酯结构和聚脲结构均存在于粘合剂的分子中)，单组分使用，由于制备中通过对聚酯链段结构设计以及脲基甲酸酯链段单元的引入，使制得的粘合剂具有优良的粘合性能和耐老化、抗介质性能，胶体呈淡黄色透明液体。对多种塑料包装薄膜BOPP、PET、PA以及镀铝薄膜、铝铂等基材有着优异的粘结性能，同时该粘合剂固化后较传统双组份粘合剂具有更加优异的耐酸、碱等腐蚀性，可用于作为各种复合软包装的粘合剂。

实施例2

本实施例2提供一种单组分抗介质粘合剂的制备方法，该制备方法包括下述步骤：

(1)制备聚酯多元醇，按下表配比取各原料：

聚酯多元醇的具体制备方法：

a、一次酯化：

将上述配方中的二聚酸、癸二酸和一缩二乙二醇加入到聚酯合成釜中，升温至225℃，反应3小时，馏出水2质量份；

b、二次酯化：

将上述配方中的临苯二甲酸、壬二酸和新戊二醇加入到上述完成一次酯化的聚酯合成釜中，升温至230℃，反应5～6小时；二次酯化过程中，注意观察聚酯合成釜的出水情况，保持出水量稳定在3～5质量份/小时，待二次酯化反应完毕，测量酸值25mgKOH/g；

c、缩聚反应：

对上述二次酯化后的聚酯合成釜内抽低真空至-0.02Mpa～-0.04Mpa，抽低真空1.5h后，切断聚酯合成釜的真空管线阀门停止抽低真空，放馏出物；

继续对低抽真空后的聚酯合成釜内进行抽高真空，抽高真空的真空度从-0.05Mpa～-0.09Mpa，高抽时间约为3h，聚酯合成釜的釜温控制在245℃～255℃；抽高真空完毕后，开动与聚酯合成釜连接的萝茨泵对聚酯合成釜内进行长抽真空，长抽真空的真空度要达到-0.094Mpa，长抽真空的时间约为3小时，聚酯合成釜的馏出物约为8质量份，缩聚反应的产物即为聚酯多元醇；

在缩聚反应后，可以向聚酯合成釜通氮气至0.02Mpa左右从产物中取样，测取样的粘度、羟值及酸值来检测缩聚反应制得聚酯多元醇的步骤是否合格，检测制得的聚酯多元醇羟值为45mgKOH/g，粘度为12500mPa·s，酸值为0.10mgKOH/g；

(2)扩链反应，按下表配比取各原料：

扩链反应的具体步骤：

将上述制备聚酯多元醇步骤制得的聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和醋酸乙酯加入到合成釜中，升温至75℃～85℃，反应3～4小时后降温至40℃～50℃加入乙二胺，反应1～2小时后从反应产物中取样测试异氰酸根含量在0.8％，粘度为3000mPa·s，制得的反应产物即为单组分抗介质粘合剂。

实施例3

本实施例3提供一种单组分抗介质粘合剂的制备方法，该制备方法包括下述步骤：

(1)制备聚酯多元醇，按下表配比取各原料：

制备聚酯多元醇的方法同实施例1，可参见上述实施例2，在此不再重复；

(2)扩链反应，按下表配比取各原料：

扩链反应的具体步骤：

将上述制得的聚酯多元醇、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和醋酸乙酯加入到合成釜中，升温至75℃～85℃，反应3～4小时后降温至40℃～50℃加入异佛尔酮二胺，反应1～2小时后，制得的产物即为单组分抗介质粘合剂，测试制得的单组分抗介质粘合剂(可以从产物中取样，对取样的异氰酸根含量和粘度进行测试，从而得出单组分抗介质粘合剂的氰酸根含量和粘度)的异氰酸根含量在1.0％，粘度为2500mPa·s。

实施例4

(1)制备聚酯多元醇，按下述配比取各原料：

(2)扩链反应，按下述配比取各原料：

扩链反应的具体步骤：

将上述制得的聚酯多元醇、对苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)和醋酸乙酯加入到合成釜中，升温至75℃～85℃，反应3～4小时后降温至40℃～50℃加入己二胺，反应1～2小时后，制得的产物即为单组分抗介质粘合剂，测试制得的单组分抗介质粘合剂的异氰酸根含量在0.95％，粘度为2800mPa·s。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种单组分抗介质粘合剂的制备方法，其特征在于，包括：

制备聚酯多元醇：

按下述质量百分比取制备聚酯多元醇各原料：

a、一次酯化：

b、二次酯化：

c、缩聚反应：

对完成二次酯化的聚酯合成釜内抽低真空至-0.02Mpa～-0.04Mpa，抽低真空1.5小时，停止抽低真空，放馏出物；

扩链反应：

按下述质量百分比扩链反应的各原料：

2.如权利要求1所述的单组分抗介质粘合剂的制备方法，其特征在于，所述扩链反应步骤中所用的异氰酸酯采用脂肪族二异氰酸酯。

3.如权利要求2所述的单组分抗介质粘合剂的制备方法，其特征在于，所述脂肪族二异氰酸酯包括：

异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯中的任一种。

4.如权利要求1所述的单组分抗介质粘合剂的制备方法，其特征在于，所述扩链反应步骤中所用的脂肪胺扩链剂包括：

异佛尔酮二胺、乙二胺、己二胺中的任一种。

5.如权利要求1所述的单组分抗介质粘合剂的制备方法，其特征在于，所述制备聚酯多元醇的二次酯化步骤中，保持出水量稳定在制备聚酯多元醇的各原料总质量的3～5％/小时，二次酯化反应完毕后，对二次酯反的产物取样测量其酸值，若酸值≤30mgKOH/g则二次酯化合格。

6.如权利要求1所述的单组分抗介质粘合剂的制备方法，其特征在于，所述制备聚酯多元醇的步骤c缩聚反应中，抽高真空时，真空度从-0.05Mpa逐步升高至-0.09Mpa为真空度每30～45分钟升高-0.01Mpa。

7.如权利要求1所述的单组分抗介质粘合剂的制备方法，其特征在于，所述制备聚酯多元醇的缩聚反应完成后，还包括：

通入氮气至0.02Mpa在制得的缩聚产物中取样，通过测量缩聚产物的羟值、粘度和酸值，确认缩聚反应制得的缩聚产物是否合格的步骤。

8.如权利要求7所述的单组分抗介质粘合剂的制备方法，其特征在于，所述通过测量缩聚产物的羟值、粘度和酸值，确认缩聚反应制得的缩聚产物是否合格的步骤包括：

若测量为40～50mgKOH/g，粘度为10000～16000mPa·s，酸值为0.01～0.15mgKOH/g，则确认制得的聚酯多元醇合格。

9.如权利要求1所述的单组分抗介质粘合剂的制备方法，其特征在于，所述扩链反应步骤后还包括：

测试反应产物的异氰酸根含量和粘度的步骤，若测量反应产物的异氰酸根含量为0.5％～1.0％，粘度为2000～4000mPa·s，则确认扩链反应制得合格的单组分抗介质粘合剂。