CN103820069A

CN103820069A - 双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103820069A
Application number: CN201410097542.5A
Authority: CN
Inventors: 王太林; 郑芳; 高睿骁
Original assignee: NEWEAST PRINTING INK CO Ltd
Current assignee: NEWEAST PRINTING INK CO Ltd
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明公开了一种双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括A组份和B组分，所述A组份按质量百分比包括5～10%聚醚多元醇，30～40%聚酯多元醇，55～65%异氰酸酯，0.02～1%扩链剂，0.1～0.3%催化剂，0.03～1%助剂；所述B组份包括按质量百分比为60～80%聚酯多元醇和20～40%聚醚多元醇的均匀混合物。本发明具有性能可调节，粘合强度大，且粘度可根据实际用途随意调节等优点，是一款性能优异的绿色环保的聚氨酯胶黏剂。

Description

双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明属于软包装用胶黏剂领域，具体涉及一种双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂及其制备方法。

技术背景

聚氨酯胶黏剂因分子中含有大量极性基团，偶极矩大，对被粘接的材料有很大的亲和力，对多种材料都能起到粘接的作用；聚氨酯胶黏剂经过充分的交联固化具有很高的内聚力，胶膜坚韧柔软，又具有很好的耐热性和抗介质侵蚀的性能，因此其市场应用相当广泛：我国同类胶黏剂的需求量每年将以9%的速度增大，届时我国胶黏剂将居世界第一，销售额居世界第二，但均以溶剂型为主，随着人类环保意识的逐步提高，相关法律法规的建立，环境友好型无溶剂，逐步取代溶剂型胶黏剂，无溶剂因具有经济，安全，无毒，无污染，气味小，复合工艺简单，复合速度快，节省能源，无溶剂残留等优点成为研究的热点。

国外多无溶剂聚氨酯胶黏剂的研究起步早，早在20世纪70年代，其就已经在欧洲软包装市场市场兴起，此后无溶剂复合技术凭借显著的环保，安全，卫生，经济等优势在欧美软包装市场蓬勃发展起来，据粗略统计，目前欧美地区无溶剂符合膜的产量已经占到该地区复合膜总产量的70%以上，特别是近10年来，新增无溶剂复合设备占到复合设备的80%以上，而我国还是以干式复合胶黏剂为主，无溶剂复合技术在我国去没有得到实质性的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无溶剂，粘度底，性能优异的双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂及其制备方法。

本发明包括A组份和B组分，所述A组份按质量百分比包括5～10%聚醚多元醇，30～40%聚酯多元醇，55～65%异氰酸酯，0.02～1%扩链剂，0.1～0.3%催化剂，0.03～1%助剂；所述B组份包括按质量百分比为60～80%聚酯多元醇和20～40%聚醚多元醇的均匀混合物。

进一步地，所述的异氰酸酯为异氟尔酮异氰酸酯，4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，1,6-己二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯的一种或几种组成。

具体地，所述聚酯多元醇是指数均分子量为1000～3000的聚己二酸乙二醇酯二醇，聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇，聚己二酸一缩二醇酯二醇，聚聚己二酸乙二醇-一缩二乙二醇酯二醇，聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇，聚己二酸蓖麻油酯多元醇，聚碳酸-1，6-已二醇酯二醇无规共聚酯，聚酯多元醇的一种或一种以上任意比例的混合物。

进一步地，所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇,聚氧化丙烯三醇，聚氧化丙烯三醇，聚氧化丙烯-蓖麻油多元醇聚四氢呋喃二醇，四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种或多种任意比例的混合物。

作为优选，所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡或四丁基二胺，三亚乙基二胺，三乙胺，二乙烯三胺中的一种或多种任意比例的混合物。

具体地，所述的扩链剂为1，4丁二醇，1，2丙二醇，1，3甲基丙二醇，新戊二醇，1，6己二醇的一种或多种任意比例的混合物。

本发明包括如下步骤：

1）聚酯多元醇的制备：

将多元醇和多元酸按照摩尔比OH:COOH==(3.5-5):1加入到反应釜中，逐步升温反应，然后再进行5～6个小时的真空反应脱除没有反应的小分子多元醇，直到生成的聚酯数均分子量在1000～3000之间，酸值﹤1，停止反应。

制备A组份（主剂）

将聚酯多元醇和聚醚多元醇按质量比2:1均匀混合，在真空状态下脱水1～2个小时，直到水分在0.05以下，依次加入异氰酸酯，助剂和催化剂，升温到70℃～90℃，反应4～5h，当NCO的质量百分数达到理论值，则反应结束。

本发明的制备方法中，通过先制备一种聚酯多元醇，再将其与聚醚多元醇混合制的固化剂，然后再通过聚酯多元醇与聚醚多元醇混合与异氰酸酯反应制得的主剂，该胶黏剂具有性能可调节，粘合强度大，且粘度可根据实际用途随意调节等优点，是一款性能优异的绿色环保的聚氨酯胶黏剂。

具体实施方式：

实施例1

制备聚酯多元醇：

将己二酸，癸二酸，间苯二甲酸，甲基丙二醇，1.2丙二醇按摩尔比OH:COOH==3.5:1投入到反应釜中，逐步升温，直到反应中所产生的水分全部出完，取样测反应物的酸值，直到达到理论值；然后再进行5～6个小时的真空反应脱除没有反应的小分子多元醇，取样分析当聚酯多元醇的数均分子量在1000～3000范围内，酸值﹤1时停止反应，聚酯反应结束。

制备A组份（主剂）：

将聚酯多元醇，聚醚多元醇按质量比2:1混合均匀，升温到105℃真空脱水1小时，取样分析当水分的质量百分≦0.05，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，1，2丙二醇混合均匀，升温到70～90℃反应4～5个小时，取样分析直到异氰酸酯达到理论值，（及预聚体的NCO质量百分含量为17.5±1%）则反应结束，即得A组份（主剂）。

制备B组份（固化剂）：

所述B组份包括按质量百分比为60～80%聚酯多元醇和20～40%聚醚多元醇的均匀混合物。

以下是实施例1的技术指标：

指标项目 NCO OH 粘度（cp/25℃）

A组份（主剂） 17.5% ／ 2579

B组份（固化剂）／ 175 782

实施例2

制备聚酯多元醇：

将己二酸，癸二酸，间苯二甲酸，甲基丙二醇，1.2丙二醇，新戊二醇按照摩尔比OH:COOH==4:1投入到反应釜中，逐步升温，直到反应中所产生的水全部出完，取样测反应物的酸值，直到达到理论值；然后再进行5小时的真空反应脱除没有反应的小分子多元醇，取样分析当聚酯多元醇的数均分子量在1000～3000范围内，酸值﹤1时停止反应，聚酯反应结束。

制备A组份（主剂）：

将上述所制的聚酯多元醇，聚醚多元醇按质量比2:1混合均匀，升温到100℃真空脱水1～2个小时，取样分析当水分的质量百分≦0.05，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，三甲基戊二醇混合均匀，升温到70～90℃反应4∽5个小时，取样分析直到异氰酸酯达到理论值，（及预聚体的NCO质量百分含量为17.5±1%）则反应结束，即得A组份（主剂）。

制备B组份（固化剂）：

所述B组份包括按质量百分比为60～80%聚酯多元醇和20～40%聚醚多元醇的均匀混合物

以下是实施例2的技术指标：

指标项目 NCO OH 粘度（cp/25℃）

A组份（主剂） 17.4% ／ 2583

B组份（固化剂）／ 179 655

实施例3

制备聚酯多元醇：

将己二酸，癸二酸，苯酐，甲基丙二醇，1.2丙二醇，1.4丁二醇按照摩尔比OH:COOH==5:1投入到反应釜中，逐步升温，直到反应中所产生的水全部出完，取样测反应物的酸值，直到达到理论值；然后再进行5～6个小时的真空反应脱除没有反应的小分子多元醇，取样分析当聚酯多元醇的数均分子量在1000～3000范围内，酸值﹤1时停止反应，聚酯反应结束。

制备A组份（主剂）：

将上述所制的聚酯多元醇，聚醚多元醇按质量比2:1混合均匀，升温到100℃真空脱水2个小时，取样分析当水分的质量百分≦0.05，加入异氟尔酮二异氰酸酯， 1，6己二醇混合均匀，升温到70～90℃反应5个小时，取样分析直到异氰酸酯达到理论值，（及预聚体的NCO质量百分含量为17.5±1%）则反应结束，即得A组份（主剂）。

制备B组份（固化剂）：

以下是实施例3的技术指标：

指标项目 NCO OH 粘度（cp/25℃）

A组份（主剂） 17% ／ 3898

B组份（固化剂）／ 180 1700

实施例4

制备聚酯多元醇：

将己二酸，癸二酸，TMP，甲基丙二醇，1.2丙二醇，1.4丁二醇按照摩尔比OH:COOH==4:1投入到反应釜中，逐步升温，直到反应中所产生的水全部出完，取样测反应物的酸值，直到达到理论值；然后再进行5～6个小时的真空反应脱除没有反应的小分子多元醇，取样分析当聚酯多元醇的数均分子量在1000～3000范围内，酸值﹤1时停止反应，聚酯反应结束。

制备A组份（主剂）：

将上述所制的聚酯多元醇，聚醚多元醇按质量比2:1混合均匀，升温到100℃真空脱水1个小时，取样分析当水分的质量百分≦0.05，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，1，6己二醇混合均匀，升温到75℃反应4个小时，取样分析直到异氰酸酯达到理论值（及预聚体的NCO质量百分含量为17.5±1%）则反应结束，即得A组份（主剂）。

制备B组份（固化剂）：

将上述所制的聚酯多元醇与聚醚多元醇按照比例混合均匀即得B组份（固化剂）。

以下是实施例4的技术指标：

指标项目 NCO OH 粘度（cp/25℃）

A组份（主剂） 17.3% ／ 2556

B组份（固化剂）／ 176 1020

综上所述，本发明实施例制备方法制的的胶黏剂不含有任何溶剂克服了大量溶剂挥发对环境的污染，克服了印刷过程中溶剂残留对消费者的健康带来的不良影响；而且生产效益显著：无需庞大复杂加热鼓风装置和废气排风装，设备结构简单，能源消耗少，维修费用低，生产速度高。单位面积涂胶量少，节约成本，安全性好，无火灾，爆炸等安全隐患，且该胶黏剂具有性能可调节，粘合强度大，且粘度可根据实际用途随意调节等优点，是一款性能优异的绿色环保的聚氨酯胶黏剂。

综上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围不不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该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

1.一种双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于：包括A组份和B组分，所述A组份按质量百分比包括5～10%聚醚多元醇，30～40%聚酯多元醇，55～65%异氰酸酯，0.02～1%扩链剂，0.1～0.3%催化剂，0.03～1%助剂；所述B组份包括按质量百分比为60～80%聚酯多元醇和20～40%聚醚多元醇的均匀混合物。

2.根据权利要求1所述双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的异氰酸酯为异氟尔酮异氰酸酯，4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯，1,6-己二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯的一种或几种组成。

3.根据权利要求1所述双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述聚酯多元醇是指数均分子量为1000～3000的聚己二酸乙二醇酯二醇，聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇，聚己二酸一缩二醇酯二醇，聚聚己二酸乙二醇-一缩二乙二醇酯二醇，聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇，聚己二酸蓖麻油酯多元醇，聚碳酸-1，6-已二醇酯二醇无规共聚酯，聚酯多元醇的一种或一种以上任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇,聚氧化丙烯三醇，聚氧化丙烯三醇，聚氧化丙烯-蓖麻油多元醇聚四氢呋喃二醇，四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种或多种任意比例的混合物。

5.根据权利要求1所述双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡或四丁基二胺，三亚乙基二胺，三乙胺，二乙烯三胺中的一种或多种任意比例的混合物。

6.根据权利要求1所述双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂，其特征在于：所述的扩链剂为1，4丁二醇，1，2丙二醇，1，3甲基丙二醇，新戊二醇，1，6己二醇的一种或多种任意比例的混合物。

7.根据权利1-6中任意一权利要求所述的双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

聚酯多元醇的制备：

将多元醇和多元酸按照将多元醇和多元酸按照摩尔比OH:COOH==(3.5-5):1加入到反应釜中，加入到反应釜中，逐步升温反应，然后再进行5～6个小时的真空反应脱除没有反应的小分子多元醇，直到生成的聚酯数均分子量在1000～3000之间，酸值﹤1，停止反应。

8. 制备A组份（主剂）

将聚酯多元醇和聚醚多元醇按质量比例2:1均匀混合，在真空状态下脱水1～2个小时，直到水分在0.05以下，依次加入异氰酸酯，助剂和催化剂，升温到70℃～90℃，反应4～5h，当NCO的质量百分数达到理论值，则反应结束。