CN103131378A

CN103131378A - 一种用于纸塑包装的无溶剂型聚氨酯胶黏剂和方法

Info

Publication number: CN103131378A
Application number: CN2013100735200A
Authority: CN
Inventors: 陈先阔
Original assignee: SHANGHAI CHAOSU NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI CHAOSU NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2013-06-05

Abstract

本发明涉及聚氨酯胶黏剂技术领域，特别是指一种用于纸塑包装预涂膜工艺中的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，由占总重量95~99%的主链为异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体和1~5%的添加剂组成，涂布时的涂布量为2~8g/m²。本发明的聚氨酯型无溶剂胶黏剂，该产品对于纸张与薄膜及铝箔等具有良好的粘接力，其施工时无污染、易涂布，节省成本，预涂布后具有较快的固化速度，对印刷品适性强，使覆膜后的印刷品不变色、不起膜，耐挠曲。广泛用于纸塑包装应用。

Description

一种用于纸塑包装的无溶剂型聚氨酯胶黏剂和方法

[技术领域]

本发明涉及聚氨酯胶黏剂技术领域，特别是指一种用于纸塑包装预涂膜工艺中的无溶剂型聚氨酯胶黏剂和方法。

[背景技术]

印后覆膜，又称过塑、裱胶贴膜，是对印刷后纸张表面进行装饰加工的一种形式。主要指通过覆膜机，用厚度为12～20um(聚氨酯胶黏剂厚度在4um左右)的胶黏剂将塑料薄膜（聚丙烯等）与印品表面粘贴在一起，形成纸塑合一产品的加工技术。

早期的覆膜工艺为通过油性溶剂型胶，采用即涂式覆膜工艺。由于其中的有机溶剂如甲苯等对人体有危害且对环境污染严重，后逐渐改为水性胶即涂式覆膜工艺(即采用水性丙稀酸酯胶黏剂)。因为纸张吸湿性强及覆膜设备落后，薄膜与纸张的张力不易调整，质量问题难以解决。

20世纪90年代初期开始引进和使用预涂膜覆膜工艺，在环保及产品加工质量方面，这种工艺都比以往使用的油性或水性胶即涂膜要先进得多。预涂膜覆膜工艺特点如下：

（1）工艺环保：使用EVA等热熔胶，不危害环境和人体；不影响纸张及油墨的覆膜质量；无污染、损耗小。

（2）质量可靠：不易产生皱褶、气泡卷曲．以及纸张与薄膜分离等现象。

（3）使用方便：覆膜时只有进纸、进膜、分割三个工序，无上胶干燥部分；预涂膜覆膜设备体积小、价格低、操作简便。

不足之处，采用EVA等热熔胶的预涂膜覆膜工艺成本较高，一般印刷品很难接受。

使用聚氨酯无溶剂胶黏剂代替EVA等热熔胶，具有低成本的优势，目前在市场上推广比较快。

随着国内印刷品的不断发展，对聚氨酯胶黏剂的要求也日益增加，例如涂布后能够快速固化，能够适应多种表印油墨及压印等前处理，印刷品耐挠曲，不易起膜，不变色等等。对此，常规的单组份聚氨酯胶黏剂难以满足要求。

[发明内容]

为了解决现有技术中，在预涂膜覆膜工艺中，采用的热熔胶成本过高的缺陷，以及为了提高预涂膜覆膜的耐挠曲性能，本发明提供一种新型的无溶剂型聚氨酯胶黏剂。

为解决上述技术问题，本发明设计一种用于纸塑包装的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，由占总重量95~99%的主链为异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体和1~5%的添加剂组成。

所述的添加剂为催化剂和偶联剂。

催化剂选自辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、二醋酸二丁基锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、双(2,2-吗啉乙基)醚中的一种或多种。

偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

催化剂用量为总重量的0.001%-0.1%。

偶联剂用量为总重量的0.1~2%。

异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体，为聚醚多元醇、聚酯多元醇、小分子多元醇以及异氰酸酯通过扩链反应形成的聚氨酯预聚体，其中：

聚醚多元醇为乙二醇、二乙二醇和二丙二醇引发的分子量为400~3000的羟基封端低聚合物，主链含有醚键（-R-O-R-），环氧乙烷的含量为0~15%；

聚酯多元醇为己二酸、苯酐中的一种或两种与二乙二醇、三乙二醇、三羟甲基丙烷、1,6-己二醇、异戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇、1,4-丁二醇中的一种或多种，通过高分子缩聚反应合成的羟基封端的低聚物，分子量为500~1200；

小分子多元醇为1,4-丁二醇或1,3-丙二醇中的一种或两种；

异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中的一种或两种。

异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体，其粘度为100摄氏度下500~2000mPas。

异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体，其中NCO-（异氰酸酯）的含量为3~18%。

本发明还包括一种上述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂的涂布方法，无溶剂型聚氨酯胶黏剂的涂布量为2~8g/m²。

本发明的聚氨酯型无溶剂胶黏剂，该产品对于纸张与薄膜及铝箔等具有良好的粘接力，其施工时无污染、易涂布，节省成本，预涂布后具有较快的固化速度，对印刷品适性强，使覆膜后的印刷品不变色、不起膜，耐挠曲。广泛用于纸塑包装应用。

使用聚氨酯无溶剂胶黏剂代替EVA等热熔胶，具有低成本的优势，目前在市场上推广比较快。随着国内印刷品的不断发展，对聚氨酯胶黏剂的要求也日益增加，例如涂布后能够快速固化，能够适应多种表印油墨及压印等前处理，印刷品耐挠曲，不易起膜，不变色等等。对此，常规的单组份聚氨酯胶黏剂难以满足要求。

[具体实施方式]

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

首先合成特制的聚酯多元醇A，该聚酯多元醇A的组成如下：

己二酸：47%

间苯二甲酸：3.9%

二乙二醇：32%

2-甲基-1,3-丙二醇：10%

新戊二醇7.1%

得到的聚酯多元醇A，其分子量为850，水分含量300ppm，酸值1.2

然后通过以下配方设计，组成如下：

聚酯多元醇A33.5%

聚醚多元醇（分子量1000）20%

聚醚多元醇（分子量2000）15%

4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)30%

苯胺甲基三乙氧基硅烷:1%

1，4-丁二醇0.48%

双(2,2-吗啉乙基)醚0.02%

制备工艺如下：

a保证聚酯、聚醚多元醇水分含量小于350ppm，最大不能超过1000ppm，采取必要措施脱除水分；

b加入聚酯多元醇A、聚醚多元醇一级1,4-丁二醇，要求连续，快速，混匀20分钟；

c加入异氰酸酯MDI，要求连续，快速，投料结束后逐步降低真空度及搅拌速度；

d控制温度在80-85C左右，反应2个小时左右，控温不要超过95摄氏度；

e质量指标合格后(NCO，4–5%，浅色透明液体)，降温至70%，投入苯胺甲基三乙氧基硅烷和双(2,2-吗啉乙基)醚；

f搅拌20分钟后，出料。

实施例2：

首先合成特制的聚酯多元醇B，该聚酯多元醇B的组成如下：

己二酸：45%

间苯二甲酸：10.2%

二乙二醇：18%

2-甲基-1,3-丙二醇：20.6%

新戊二醇5.9%

1,6-己二醇0.3%

然后通过以下配方设计，组成如下：

聚酯多元醇B23.5%；

聚醚多元醇（分子量1000,环氧乙烷（EO）含量为15%）22%；

聚醚多元醇（分子量3000）20%；

4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)34%；

γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷:0.5%；

辛酸亚锡0.005%

制备工艺如下：

b加入聚酯多元醇A和聚醚多元醇，要求连续，快速，混匀20分钟；

e质量指标合格后(NCO，4–5%，浅色透明液体)，降温至70%，投入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和辛酸亚锡；

f搅拌20分钟后，出料。

Claims

1.一种用于纸塑包装的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，其特征在于由占总重量95~99%的主链为异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体和1~5%的添加剂组成。

2.如权利要求1所述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，其特征在于所述的添加剂为催化剂和偶联剂。

3.如权利要求2所述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，其特征在于所述的催化剂选自辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、二醋酸二丁基锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、双(2,2-吗啉乙基)醚中的一种或多种。

4.如权利要求2所述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，其特征在于所述的偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

5.如权利要求2所述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，其特征在于催化剂用量为总重量的0.001 % - 0.1 %。

6.如权利要求2所述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，其特征在于偶联剂用量为总重量的0.1~2 %。

7.如权利要求1所述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，其特征在于异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体，为聚醚多元醇、聚酯多元醇、小分子多元醇以及异氰酸酯通过扩链反应形成的聚氨酯预聚体，其中：

聚醚多元醇为乙二醇、二乙二醇和二丙二醇引发的分子量为400~3000的羟基封端低聚合物，主链含有醚键，环氧乙烷的含量为0~15 %；

小分子多元醇为1,4-丁二醇或1,3-丙二醇中的一种或两种；

8.如权利要求1所述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，其特征在于异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体，其粘度为100摄氏度下500~2000 mPas。

9.如权利要求1所述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂，其特征在于异氰酸酯封端的聚氨酯预聚体，其中NCO-的含量为3~18 %。

10.权利要求1所述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂的涂布方法，其特征在于所述的无溶剂型聚氨酯胶黏剂的涂布量为2 ~8 g / m²。