CN103289632B - 一种单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,所述胶粘剂的成分及各成分的重量百分比如下:改性松香树脂:10-25%;异氰酸酯:30-37%;聚酯多元醇:20-30%;聚醚多元醇:20-30%;该单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法如下:a、将权利要求1中的各成分加入到反应釜中,搅拌加热至70-100℃;b、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。本发明提供的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,与复合材料和印刷油墨适配性强,印刷油墨复合强度高。

Description

一种单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域,具体涉及以一种单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
背景技术
聚氨酯胶粘剂是目前正在迅猛发展的聚氨酯树脂中的一个重要组成部分,具有优异的性能,应用范围广。在油墨印刷技术领域,聚氨酯树脂作为胶粘剂,使印刷油墨具有较强的复合强度。而聚氨酯胶粘剂中的单组份聚氨酯胶粘剂,不含煤焦油、石油树脂、沥青及有机溶剂,对人体和环境无污染,使用方便,深受用户喜爱,是聚氨酯胶粘剂的发展趋势。然而,现有技术中,单组份聚氨酯胶粘剂因配方不合理,与各种复合材料和印刷油墨的适配性不强,特别用于金色、黑色印刷油墨等大墨位纸塑复合应用技术中,其适配性差,导致油墨与塑料或纸张因粘结强度不够而脱离,从而使聚氨酯胶粘剂的应用范围受限。
发明内容
本发明的目的是克服以上缺点,提供一种与复合材料和印刷油墨适配性强、粘结强度大,使印刷油墨复合强度高的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
本发明的技术方案是:
一种单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,所述胶粘剂的成分及各成分的重量百分比如下:改性松香树脂:10-25%;异氰酸酯:30-37%;聚酯多元醇:20-30%;聚醚多元醇:20-30%。
进一步地,所述改性松香树脂的成分及各成分的重量百分比如下:松香树脂:35-50%;乙烯-醋酸乙烯酯:25-35%;乙烯-丙烯酸乙酯:25-35%。
进一步地,所述改性松香树脂由所述各成分混合并加热至140-180℃制备生成。
进一步地,所述聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成;所述二元羧酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸中的至少一种;所述多元醇为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇、1,4-丙二醇中的至少一种。
进一步地,所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯中的至少一种。
进一步地,所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇中的至少一种。
进一步地,所述胶粘剂的粘度为800-3000mPa·s/85℃。
一种单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法,所述制备方法的步骤如下:
a、将聚氨酯胶粘剂的各成分加入到反应釜中,搅拌加热至70-100℃;
b、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
进一步地,所述制备方法还包括改性松香树脂的制备方法,所述改性松香树脂的制备方法为:将改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至140-180℃,冷却后得到改性松香树脂成品;所述改性松香树脂的成分及各成分的重量百分比为:松香树脂:35-50%;乙烯-醋酸乙烯酯:25-35%;乙烯-丙烯酸乙酯:25-35%。
本发明提供的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,具有如下优点:
1、本发明提供的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,成分及各成分的重量百分比是:改性松香树脂:10-25%;异氰酸酯:30-37%;聚酯多元醇:20-30%;聚醚多元醇:20-30%。配方中不含增链接、助剂,使胶粘剂为无溶剂型,固含量达到100%;同时,通过优化聚氨酯胶粘剂的配方,使胶粘剂的内聚力大,粘结强度大,与各种复合材料及印刷油墨适配性强,配合亲和力好,从而提高了印刷油墨的复合强度,印刷后油墨不易脱落。本发明提供的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,应用在印刷油墨中,然后对印刷油墨进行剥离实验,纸张纤维被破坏。
2、本发明提供的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,通过优化聚氨酯胶粘剂的配方,使其与各种复合材料及印刷油墨适配性强,使聚氨酯胶粘剂的应用范围广,可用于各种纸张、薄膜/薄膜复合结构、薄膜/铝箔复合结构的专色、大墨位油墨印刷技术领域中。
3、本发明提供的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,交联后形成高分子聚合物薄膜,对各种基材具有良好的粘合力,且熟化后的胶粘剂胶膜透明,无气味、无溶剂残留、有弹性、耐老化。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的成分及各成分的含量如下(总重量:200Kg):
组分 改性松香树脂 异氰酸酯 聚酯多元醇 聚醚多元醇
重量(Kg) 20 64 56 60
重量百分比(%) 10 32 28 30
其中,聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成,二元羧酸对苯二甲酸,多元醇为乙二醇;异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯;聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。
上述单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法是:
a、将上述各成分加入到反应釜中,搅拌加热6-7h至70℃,并保温1-2小时;
b、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,固含量为100%,密度为1.15g/cm3,粘度为900mPa·s/85℃。且本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,储存稳定性大于12个月。
实施例2
单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的成分及各成分的含量如下(总重量:200Kg):
组分 改性松香树脂 异氰酸酯 聚酯多元醇 聚醚多元醇
重量(Kg) 36 66 52 46
重量百分比(%) 18 33 26 23
其中,聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成,二元羧酸为间苯二甲酸,多元醇为丙二醇;异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯;聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇。
其中,改性松香树脂的成分及各成分的含量如下(总重量:100Kg):
组分 松香树脂 乙烯-醋酸乙烯酯 乙烯-丙烯酸乙酯
重量(Kg) 35 35 30
重量百分比(%) 35 35 30
通过将松香树脂改性,使胶粘剂的粘性、抗氧化性等性能更优。
上述单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法是:
a、将上述改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至140℃,冷却后得到改性松香树脂成品;
b、将上述聚氨酯胶粘剂的各成分加入到反应釜中,搅拌加热6-7h至80℃,并保温1-2小时;
c、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,固含量为100%,密度为1.16g/cm3,粘度为1500mPa·s/85℃。且本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,储存稳定性大于12个月。
实施例3
单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的成分及各成分的含量如下(总重量:200Kg):
组分 改性松香树脂 异氰酸酯 聚酯多元醇 聚醚多元醇
重量(Kg) 46 64 40 50
重量百分比(%) 23 32 20 25
其中,聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成,二元羧酸为己二酸,多元醇为一缩二乙二醇;异氰酸酯为1,6-己二异氰酸酯;聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇。
其中,改性松香树脂的成分及各成分的含量如下(总重量:100Kg):
组分 松香树脂 乙烯-醋酸乙烯酯 乙烯-丙烯酸乙酯
重量(Kg) 42 29 29
重量百分比(%) 42 29 29
通过将松香树脂改性,使胶粘剂的粘性、抗氧化性等性能更优。
上述单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法是:
a、将上述改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至150℃,冷却后得到改性松香树脂成品;
b、将上述聚氨酯胶粘剂的各成分加入到反应釜中,搅拌加热6-7h至90℃,并保温1-2小时;
c、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,固含量为100%,密度为1.14g/cm3,粘度为1800mPa·s/85℃。且本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,储存稳定性大于12个月。
实施例4
单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的成分及各成分的含量如下(总重量:200Kg):
组分 改性松香树脂 异氰酸酯 聚酯多元醇 聚醚多元醇
重量(Kg) 50 60 46 44
重量百分比(%) 25 30 23 22
其中,聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成,二元羧酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸,多元醇为新戊二醇;异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯;聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇。
其中,改性松香树脂的成分及各成分的含量如下(总重量:100Kg):
组分 松香树脂 乙烯-醋酸乙烯酯 乙烯-丙烯酸乙酯
重量(Kg) 50 25 25
重量百分比(%) 50 25 25
通过将松香树脂改性,使胶粘剂的粘性、抗氧化性等性能更优。
上述单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法是:
a、将上述改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至180℃,冷却后得到改性松香树脂成品;
b、将上述聚氨酯胶粘剂的各成分加入到反应釜中,搅拌加热6-7h至100℃,并保温1-2小时;
c、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,固含量为100%,密度为1.15g/cm3,粘度为1600mPa·s/85℃。且本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,储存稳定性大于12个月。
实施例5
单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的成分及各成分的含量如下(总重量:200Kg):
组分 改性松香树脂 异氰酸酯 聚酯多元醇 聚醚多元醇
重量(Kg) 28 72 42 56
重量百分比(%) 14 37 21 28
其中,聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成,二元羧酸为对苯二甲酸、己二酸,多元醇为1,4-丙二醇;异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯;聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇。
其中,改性松香树脂的成分及各成分的含量如下(总重量:100Kg):
组分 松香树脂 乙烯-醋酸乙烯酯 乙烯-丙烯酸乙酯
重量(Kg) 47 25 28
重量百分比(%) 47 25 28
通过将松香树脂改性,使胶粘剂的粘性、抗氧化性等性能更优。
上述单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法是:
a、将上述改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至160℃,冷却后得到改性松香树脂成品;
b、将上述聚氨酯胶粘剂的各成分加入到反应釜中,搅拌加热6-7h至85℃,并保温1-2小时;
c、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,固含量为100%,密度为1.15g/cm3,粘度为2200mPa·s/85℃。且本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,储存稳定性大于12个月。
实施例6
单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的成分及各成分的含量如下(总重量:200Kg):
组分 改性松香树脂 异氰酸酯 聚酯多元醇 聚醚多元醇
重量(Kg) 24 72 50 54
重量百分比(%) 12 36 25 27
其中,聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成,二元羧酸对间苯二甲酸、己二酸,多元醇为乙二醇、丙二醇;异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯;聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。
其中,改性松香树脂的成分及各成分的含量如下(总重量:100Kg):
组分 松香树脂 乙烯-醋酸乙烯酯 乙烯-丙烯酸乙酯
重量(Kg) 40 26 34
重量百分比(%) 40 26 34
上述单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法是:
a、将上述改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至170℃,冷却后得到改性松香树脂成品;
b、将上述聚氨酯胶粘剂的各成分加入到反应釜中,搅拌加热6-7h至95℃,并保温1-2小时;
c、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,固含量为100%,密度为1.15g/cm3,粘度为2800mPa·s/85℃。且本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,储存稳定性大于12个月。
实施例7
单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的成分及各成分的含量如下(总重量:200Kg):
组分 改性松香树脂 异氰酸酯 聚酯多元醇 聚醚多元醇
重量(Kg) 40 68 48 44
重量百分比(%) 20 34 24 22
其中,聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成,二元羧酸为对苯二甲酸,多元醇为新戊二醇、1,4-丙二醇;异氰酸酯为1,6-己二异氰酸酯;聚醚多元醇为聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇。
其中,改性松香树脂的成分及各成分的含量如下(总重量:100Kg):
组分 松香树脂 乙烯-醋酸乙烯酯 乙烯-丙烯酸乙酯
重量(Kg) 38 27 35
重量百分比(%) 38 27 35
上述单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法是:
a、将上述改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至165℃,冷却后得到改性松香树脂成品;
b、将上述聚氨酯胶粘剂的各成分加入到反应釜中,搅拌加热6-7h至93℃,并保温1-2小时;
c、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,固含量为100%,密度为1.15g/cm3,粘度为3000mPa·s/85℃。且本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,储存稳定性大于12个月。
实施例8
单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的成分及各成分的含量如下(总重量:200Kg):
组分 改性松香树脂 异氰酸酯 聚酯多元醇 聚醚多元醇
重量(Kg) 32 72 44 52
重量百分比(%) 16 36 22 26
其中,聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成,二元羧酸为对对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸,多元醇为乙二醇、丙二醇、新戊二醇;异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯;聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇。
其中,改性松香树脂的成分及各成分的含量如下(总重量:100Kg):
组分 松香树脂 乙烯-醋酸乙烯酯 乙烯-丙烯酸乙酯
重量(Kg) 45 28 27
重量百分比(%) 45 28 27
上述单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法是:
a、将上述改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至155℃,冷却后得到改性松香树脂成品;
b、将上述聚氨酯胶粘剂的各成分加入到反应釜中,搅拌加热6-7h至86℃,并保温1-2小时;
c、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,固含量为100%,密度为1.15g/cm3,粘度为2400mPa·s/85℃。且本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,储存稳定性大于12个月。
实施例9
单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的成分及各成分的含量如下(总重量:200Kg):
组分 改性松香树脂 异氰酸酯 聚酯多元醇 聚醚多元醇
重量(Kg) 42 62 54 42
重量百分比(%) 21 31 27 21
其中,聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成,二元羧酸为对苯二甲酸,多元醇为一缩二乙二醇、新戊二醇;异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯;聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。
其中,改性松香树脂的成分及各成分的含量如下(总重量:100Kg):
组分 松香树脂 乙烯-醋酸乙烯酯 乙烯-丙烯酸乙酯
重量(Kg) 36 33 31
重量百分比(%) 36 33 31
上述单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法是:
a、将上述改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至174℃,冷却后得到改性松香树脂成品;
b、将上述聚氨酯胶粘剂的各成分加入到反应釜中,搅拌加热6-7h至78℃,并保温1-2小时;
c、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,固含量为100%,密度为1.15g/cm3,粘度为2600mPa·s/85℃。且本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,储存稳定性大于12个月。
实施例10
单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的成分及各成分的含量如下(总重量:200Kg):
组分 改性松香树脂 异氰酸酯 聚酯多元醇 聚醚多元醇
重量(Kg) 30 70 60 40
重量百分比(%) 15 35 30 20
其中,聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成,二元羧酸为对己二酸,多元醇为1,4-丙二醇;异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯;聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。
其中,改性松香树脂的成分及各成分的含量如下(总重量:100Kg):
组分 松香树脂 乙烯-醋酸乙烯酯 乙烯-丙烯酸乙酯
重量(Kg) 37 30 33
重量百分比(%) 37 30 33
上述单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法是:
a、将上述改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至168℃,冷却后得到改性松香树脂成品;
b、将上述聚氨酯胶粘剂的各成分加入到反应釜中,搅拌加热6-7h至85℃,并保温1-2小时;
c、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品。
本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,固含量为100%,密度为1.14g/cm3粘度为1800mPa·s/85℃。且本实施例制备得到的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,储存稳定性大于12个月。
本发明提供的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法,通过优化聚氨酯胶粘剂的配方以及制备工艺,制备工艺中先将改性松香树脂的各成分进行物理混合,然后再将聚氨酯胶粘剂的各成分进行化学反应,形成的高分子聚合物内聚力大,聚氨酯胶粘剂与复合材料和印刷油墨适配性强,从而提高了印刷油墨的复合强度,印刷后油墨不易脱落。本发明提供的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,应用在专色、大墨位油墨印刷技术领域中,然后对印刷油墨进行剥离实验,纸张纤维被破坏。
本发明提供的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,属于湿气固化类胶粘剂,固化温度为23-45℃,固化湿度条件为50-90%。
本发明提供的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,生产、使用方法简单,且生产、使用成本降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的保护范围内所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,其特征在于,所述胶粘剂的成分及各成分的重量百分比如下:
改性松香树脂:10-25%;
异氰酸酯:30-37%;
聚酯多元醇:20-30%;
聚醚多元醇:20-30%。
所述改性松香树脂的成分及各成分的重量百分比如下:
松香树脂:35-50%;
乙烯-醋酸乙烯酯:25-35%;
乙烯-丙烯酸乙酯:25-35%。
2.根据权利要求1所述的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,其特征在于,所述改性松香树脂由所述各成分混合并加热至140-180℃制备生成。
3.根据权利要求1所述的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,其特征在于,所述聚酯多元醇由二元羧酸与多元醇缩合而成;所述二元羧酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸中的至少一种;所述多元醇为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、新戊二醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,其特征在于,所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂,其特征在于,所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇中的至少一种。
6.一种单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法的步骤如下:
a、将权利要求1中10-25%(重量百分比)的改性松香树脂、30-37%(重量百分比)的异氰酸酯、20-30%(重量百分比)的聚酯多元醇以及20-30%(重量百分比)的聚醚多元醇加入到反应釜中,搅拌加热至70-100℃;
b、冷却,得到单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂成品;
其中,所述改性松香树脂的成分及各成分的重量百分比如下:
松香树脂:35-50%;
乙烯-醋酸乙烯酯:25-35%;
乙烯-丙烯酸乙酯:25-35%。
7.根据权利要求6所述的单组份无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括改性松香树脂的制备方法,所述改性松香树脂的制备方法为:将改性松香树脂的各成分按比例混合,搅拌加热至140-180℃,冷却后得到改性松香树脂成品。
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