CN104371633A - 一种双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents
一种双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂及其制备方法和使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂及其制备方法和使用方法，所述双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂，包含如下用量的A、B两种组份，其中组份A包括聚脂多元醇110～120份、环氧丙烷聚醚二醇230～240份、液化MDI420～430份、MDI-50为210～220份和磷酸0.02～0.04份；组份B包括蓖麻油720～760份、环氧丙烷聚醚三醇220～230份、1.4丁二醇24～25份、偶联剂1.5～1.8份、润湿剂1.5～1.8份和防水解剂6～7份。使用时将组份A和组份B分别涂敷在两片食品薄膜表面，将它们互相对贴，即可封合。本发明产品为环保型食品薄膜粘胶剂，可以对不同类别的食品包装薄膜进行封合，具有广泛适用性和较高的剥离强度，无溶剂，高固含量，环保节能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子粘胶剂领域，尤其涉及一种双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂及其制备方法。
背景技术
聚氨酯粘胶剂是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团或异氰酸酯基的粘胶剂。聚氨酯粘胶剂与含有活泼氢的基材，如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料，以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力。由于性能优越，在国民经济中得到广泛应用，是合成粘胶剂中的重要品种之一。主要分为单组分和双组分两种。目前的双组分聚氨酯粘胶剂是两种组份分别制取，使用时将两者按一定比例混合，其使用方法与单组份聚氨酯粘胶剂的区别不大，粘胶剂与材料的粘接强度还是取决于粘胶剂与光洁材料间的键合力，效粘接果无本质改变。并且目前的聚氨酯粘胶剂耐热性、耐高温水煮杀菌的能力差。对薄膜的润湿性差，涂布性能差。且食品薄膜粘胶剂不够环保，由于食品薄膜粘胶剂有可能接触到食品，因此粘胶剂的环保安全对人们的身体健康非常重要。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供了一种环保型食品薄膜粘胶剂。
本发明的第一目的在于提供一种双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂。具体而言，所述聚氨酯食品薄膜粘胶剂，包含如下用量的A、B两种组份，其中组份A包括聚脂多元醇110～120份、环氧丙烷聚醚二醇230～240份、液化MDI420～430份、MDI-50为210～220份和磷酸0.02～0.04份；
组份B包括蓖麻油720～760份、环氧丙烷聚醚三醇220～230份、1.4丁二醇24～25份、偶联剂1.5～1.8份、润湿剂1.5～1.8份和防水解剂6～7份。
具体而言，组份A中所述丙烷聚醚二醇为丙烷聚醚二醇G210；组份B中所述环氧丙烷聚醚三醇为环氧丙烷聚醚三醇G307；偶联剂为KH550；润湿剂为BYK-333；防水解剂为STABAX01-1。
组份A中所述聚脂多元醇是由质量比为1：1.2～1.5的聚已二酸和一缩二醇二丙酯加热反应，得到反应物；对反应物脱水；之后反应物与1.4丁二醇在高温下缩聚而得，优选所述聚脂多元醇的分子质量为5000～7000或1000-3000。
更具体而言，组份A中所述聚脂多元醇的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例称取已二酸和一缩二醇二丙酯，将它们充分混合，在150～160℃温度下，反应2～3小时，得反应物；
(2)对反应物真空脱水，控制脱水量在18～20％；
(3)将反应物在催化剂、抗氧剂和磷酸的作用下与1.4丁二醇在230～250℃温度下缩聚；
(4)取样测试，测定产物的酸值和色度，若合格，降温，加终止剂，停止反应，即得。
步骤(4)中，具体反应终点的控制为本领域技术人员所掌握。本发明优选酸值在56～100，色度在20～50范围内，为合格。
本发明产品组份A中所述聚脂多元醇的制备方法中，所述催化剂、抗氧剂和终止剂可以使用此类反应常规的催化剂、抗氧剂和终止剂，本发明优选催化剂为CATS102；抗氧剂为抗氧剂1010；终止剂为甲醇。
所述催化剂CATS102为有机二环与有机酸的混合物。
本发明的第二目的是提供所述双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘 胶剂的制备方法。为达到此目的，本发明提供了以下技术方案。
所述的双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的制备方法，包括组份A的制备和组份B的制备，
其中组份A的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例称取液化MDI和MDI-50，将它们充分混合，在50～60℃温度下，加热搅拌30～40分钟；
(2)向反应体系中加入聚脂多元醇，以及环氧丙烷聚醚二醇，在80～90℃温度下，反应5～6小时；
(3)取样测试，测定产物的粘度和NCO含量，若合格，降温，加终止剂，停止反应，即得组份A；
组份B的制备方法，包括如下步骤：
(1)按比例称取蓖麻油、1.4丁二醇和环氧丙烷聚醚三醇充分混合，在氮气保护下，在50～60℃温度下，反应30～40分钟；
(2)向反应体系中加入偶联剂、润湿剂和防水解剂，在50～60℃温度下，反应1～1.2小时；
(3)取样测试，测定产物的NCO含量，若合格，降温，加终止剂，停止反应，即得组份B。
其中，组份A的制备方法中，取样测试，测定产物的粘度CPS/25℃≥5,000，NCO含量为5～6％，为合格；
组份B的制备方法中，取样测试，测定产物的粘度为CPS/25℃≥5,000，为合格。
本发明产品所述组份A的制备和组份B的制备的方法中，所述偶联剂、润湿剂和终止剂可选用此类反应常规的偶联剂、润湿剂和终止剂，本发明优选偶联剂为KH550；润湿剂为BYK-333；所述防水解剂为STABAX01-1；终止剂为甲醇。
选择前述原料和助剂，在前述温度、反应时间、脱水量条件下，所得的产品粘度值高，固含量高，性能稳定，环保、安全。
本发明的第三目的是提供所述双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的使用方法。
使用本发明产品时，将组份A和组份B分别涂敷在两片食品薄膜表面，将它们互相对贴，即可封合。
互相对贴后，组份A和组份B相互胶粘的粘度CPS/25℃为6000～8000。
本发明产品组份A的型号命名为DB6692A；
组份B的型号命名为DB6692B。
本发明产品双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂为环保型食品薄膜粘胶剂，使用时将组份A和组份B分别涂敷在两片食品薄膜表面上，将它们互相对贴，即可封合。本发明产品可以对不同类别的食品包装薄膜进行封合，具有广泛适用性和较高的剥离强度，无溶剂，高固含量，环保节能。
本发明产品双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的主要技术指标，可达到：
粘度：(CPS/25℃)＝8000
固体份：(％)100
抗拉强度：(kg/cm)400
伸长率：(％)500
色度(APHA)：≤65
固化时间：3h
本项目属于《国家高新企业认定的条件》中的四.新材料技术(五)精细化学品，7.功能精细化学品中高性能环保型粘胶剂
附图说明
图1为本发明双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂中聚脂多元醇的生产工艺；
图2为本发明双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂中组份A的生 产工艺；
图3为本发明双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂中组份B的生产工艺。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下实施例中所用抗氧剂1010购自北京极易化工有限公司；催化剂CATS102购自新典化学材料(上海)有限公司；所述环氧丙烷聚醚二醇G210、环氧丙烷聚醚三醇G307和防水解剂STABAX01-1均为市售产品，除特别说明外，本发明所述粘胶剂所用原料均为已知的市售产品。
实施例1 一种双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂及其制备方法和使用方法
1、一种双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂
所述双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂，包含如下用量的A、B两种组份，其中组份A包含聚脂多元醇119g、环氧丙烷聚醚二醇(G210)238g、液化MDI428g、MDI-50为214g和磷酸0.03g；
组份B包括蓖麻油742g、环氧丙烷聚醚三醇(G307)222g、1.4丁二醇24.8g、偶联剂KH5501.65g、润湿剂BYK333为1.65g和防水解剂STABAX01-1为6.6g。
所述聚脂多元醇由以下方法制备而得，所述制备方法，包括以下步骤：
(1)称取聚已二酸530g和一丙二缩醇酯674g，将它们充分混合，在150℃温度下，反应2.5小时，得反应物；
(2)将反应物真空脱水，控制脱水量在18％；
(3)向反应体系中加入催化剂CATS102为10g，抗氧剂1010为1g，1.4丁二醇100g，磷酸0.03g，升温至240℃，缩聚5小时；
(4)取样测试，测定该聚脂多元醇酸值为100，色度为20，产品合 格。降温，加终止剂甲醇，停止反应，即得，出料包装。
称取该聚脂多元醇产物119g用于制备组份A。
2、双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的制备方法
所述双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的制备方法，包括组份A的制备和组份B的制备，所述组份A的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取428g液化MDI214gMDI-50，将它们充分混合，在50℃温度下，加热搅拌2小时；
(2)向反应体系中加入步骤(1)制备的聚脂多元醇119g，以及环氧丙烷聚醚二醇G210为238g，在80℃温度下，反应5小时；
(3)取样测试，测定粘度CPS/25℃为5010左右，NCO含量为6％，达到指标，产品合格，降至常温，加终止剂甲醇，停止反应，即得组份A，出料包装。
所述组份B的制备方法，包括如下步骤：
(1)称取蓖麻油742g、环氧丙烷聚醚三醇(G307)222g和1.4丁二醇24.8g，将它们充分混合，在氮气保护下，在50℃温度下，反应30分钟；
(2)向反应体系中加入1.65g硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基KH550、1.65g润湿剂BYK333和6.6g防水解剂STABAX01-1，在50℃温度下，反应1小时；
(3)取样测试，测定粘度CPS/25℃为5005左右，达到指标，产品合格，降至常温，加终止剂甲醇，停止反应，即得组份B，出料包装。
3、双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的使用方法
将组份A和组份B分别涂敷在两片食品薄膜表面，将它们互相对贴，即可封合。
测试本发明产品双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的主要技术指标，可达到：
粘度：(CPS/25℃)＝8000
固体份：(％)100
抗拉强度：(kg/cm)400
伸长率：(％)500
色度(APHA)：≤60
固化时间：3h
实施例2
一种双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂，包含如下用量的A、B两种组份，其中组份A包含聚脂多元醇110g、环氧丙烷聚醚二醇(G210)220g、液化MDI420g、MDI-50为210g和磷酸0.02g；
组份B包括蓖麻油720g、环氧丙烷聚醚三醇(G307)220g、1.4丁二醇24g、偶联剂KH550为1.5g、润湿剂BYK333为1.5g和防水解剂STABAX01-1为6g。
所述聚脂多元醇的制备方法与实施例1相同，区别仅在于：
步骤(1)中，称取聚已二酸500g和一丙二缩醇酯600g，将它们充分混合，在155℃温度下，反应2小时，得反应物；
步骤(2)中，将反应物真空脱水，控制脱水量在19％；
步骤(3)中，向反应体系中加入催化剂CATS102为9g，抗氧剂1010为2g，1.4丁二醇90g，磷酸0.02g，升温至230℃，缩聚4.5小时；
步骤(4)中，取样测试，测定该聚脂多元醇酸值为82，色度为40，产品合格。降温，加终止剂，停止反应，即得聚脂多元醇，出料包装。
上述双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的制备方法与实施例1相同，区别仅在于：
所述组份A的制备方法，
步骤(1)中，称取420g液化MDI、210gMDI-50，将它们充分混合，在55℃温度下，加热搅拌2.5小时；
步骤(2)中，向反应体系中加入步骤(1)制备的聚脂多元醇110g，以及环氧丙烷聚醚多元醇G210为220g，在85℃温度下，反应4.5小时；
步骤(3)中，取样测试，测定CPS/25℃粘度为5000左右，NCO含量为5％，达到指标，产品合格，降至常温，加终止剂甲醇，停止反应，即得组份A，出料包装。
所述组份B的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)中，称取蓖麻油720g、环氧丙烷聚醚三醇(G307)220g和1.4丁二醇24g，将它们充分混合，在氮气保护下，在55℃温度下，反应35分钟；
步骤(2)中，向反应体系中加入1.5g硅烷偶联剂KH550、1.5g润湿剂BYK333和6g防水解剂STABAX01-1，在55℃温度下，反应1.1小时；
步骤(3)中，取样测试，测定粘度CPS/25℃为5000左右，达到指标，产品合格，降至常温，加终止剂甲醇，停止反应，即得组份B，出料包装。
实施例3
一种双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂，包含如下用量的A、B两种组份，其中组份A包含聚脂多元醇120g、环氧丙烷聚醚二醇(G210)240g、液化MDI430g、MDI-50为220g和磷酸0.04g；
组份B包括蓖麻油760g、环氧丙烷聚醚三醇(G307)230g、1.4丁二醇25g、偶联剂KH550为1.8g、润湿剂BYK333为1.8g和防水解剂STABAX01-1为7g。
所述聚脂多元醇的制备方法与实施例1相同，区别仅在于：
步骤(1)中，称取聚已二酸550g和一丙二缩醇酯825g，将它们充分混合，在160℃温度下，反应3小时，得反应物；
步骤(2)中，将反应物真空脱水，控制脱水量在20％；
步骤(3)中，向反应体系中加入催化剂CATS102为8g，抗氧剂 1010为3g，1.4丁二醇80g，磷酸0.04g，升温至250℃，缩聚5.5小时；
步骤(4)中，取样测试，测定该聚脂多元醇酸值为56，色度为50，产品合格。降温，加终止剂，停止反应，即得聚脂多元醇，出料包装。
上述双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的制备方法与实施例1相同，区别仅在于：
所述组份A的制备方法，
步骤(1)中，称取430g液化MDI、220gMDI-50，将它们充分混合，在60℃温度下，加热搅拌3小时；
步骤(2)中，向反应体系中加入步骤(1)制备的聚脂多元醇120g，以及环氧丙烷聚醚多元醇G210为240g，在90℃温度下，反应5.5小时；
步骤(3)中，取样测试，测定CPS/25℃粘度为5000左右，NCO含量为5.5％，达到指标，产品合格，降至常温，加终止剂甲醇，停止反应，即得组份A，出料包装。
所述组份B的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)中，称取蓖麻油760g、环氧丙烷聚醚三醇(G307)230g和1.4丁二醇25g，将它们充分混合，在氮气保护下，在60℃温度下，反应40分钟；
步骤(2)中，向反应体系中加入1.8g硅烷偶联剂KH550、1.8g润湿剂BYK333和7g防水解剂STABAX01-1，在60℃温度下，反应1.2小时；
步骤(3)中，取样测试，测定粘度CPS/25℃为5000左右，达到指标，产品合格，降至常温，加终止剂甲醇，停止反应，即得组份B，出料包装。
本发明产品双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂与国内同类产品相比有以下特点：
(1)良好的耐热性能对塑/塑复合制品可耐100℃*30分钟水煮杀 菌；
(2)对薄膜润湿性良好，涂布加工性能极佳；
(3)具有很高的复合强度和良好的透明度；
(4)卫生安全满足上述卫生安全法规的要求；
(5)工艺适应性良好，适合于常温操作，低温节能；
(6)具有广泛适应性，对PE、CPP、BCPP、PET、PA、TPU各类薄膜基本相互对贴。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂，其特征在于：包含如下用量的A、B两种组份，其中组份A包括聚脂多元醇110～120份、环氧丙烷聚醚二醇230～240份、液化MDI420～430份、MDI-50为210～220份和磷酸0.02～0.04份；
组份B包括蓖麻油720～760份、环氧丙烷聚醚三醇220～230份、1.4丁二醇24～25份、偶联剂1.5～1.8份、润湿剂1.5～1.8份和防水解剂6～7份。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯食品薄膜粘胶剂，其特征在于：组份A中所述环氧丙烷聚醚二醇为环氧丙烷聚醚二醇G210；组份B中所述环氧丙烷聚醚三醇为环氧丙烷聚醚三醇G307；偶联剂为KHH550；润湿剂为BYK-333；防水解剂为STABAX01-1。
3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯食品薄膜粘胶剂，其特征在于：组份A中所述聚脂多元醇是由质量比为1：1.2～1.5的聚已二酸和一缩二醇二丙酯加热反应，得到反应物；对反应物脱水；之后反应物与1.4丁二醇在高温下缩聚而得，优选所述聚脂多元醇的分子质量为5000～7000。
4.根据权利要求3所述的聚氨酯食品薄膜粘胶剂，其特征在于：组份A中所述聚脂多元醇的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例称取已二酸和一缩二醇二丙酯，将它们充分混合，在150～160℃温度下，反应2～3小时，得反应物；
(2)将反应物真空脱水，控制脱水量在18～20％；
(3)将反应物在催化剂、抗氧剂和磷酸的作用下与1.4丁二醇在230～250℃温度下缩聚；
(4)取样测试，测定产物的酸值和色度，若合格，降温，加终止剂，停止反应，即得。
5.根据权利要求4所述的聚氨酯食品薄膜粘胶剂，其特征在于：步骤(4)中，测定产物的酸值在56～100范围内，色度在20～50范围内，为合格。
6.根据权利要求4或5所述的聚氨酯食品薄膜粘胶剂，其特征在于：组份A中所述聚脂多元醇的制备方法中，所述催化剂为CATS102；所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述终止剂为甲醇。
7.根据权利要求1～6任一项所述的双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的制备方法，包括组份A的制备和组份B的制备，其特征在于：组份A的制备方法，包括以下步骤：
(1)按比例称取液化MDI和MDI-50，将它们充分混合，在50～60℃温度下，加热搅拌30～40分钟；
(2)向反应体系中加入聚脂多元醇，以及环氧丙烷聚醚二醇，在80～90℃温度下，反应5～6小时；
(3)取样测试，测定产物的粘度和NCO含量，若合格，降温，加终止剂，停止反应，即得组份A；
组份B的制备方法，包括如下步骤：
(1)按比例称取蓖麻油、1.4丁二醇和环氧丙烷聚醚三醇充分混合，在氮气保护下，在50～60℃温度下，反应30～40分钟；
(2)向反应体系中加入偶联剂、润湿剂和防水解剂，在50～60℃温度下，反应1～1.2小时；
(3)取样测试，测定产物的NCO含量，若合格，降温，加终止剂，停止反应，即得组份B。
8.根据权利要求7所述的聚氨酯食品薄膜粘胶剂的制备方法，其特征在于：组份A的制备方法中，取样测试，测定产物的粘度CPS/25℃为≥5,000，NCO含量为5～6％，为合格；组份B的制备方法中，取样测试，测定产物的粘度CPS/25℃≥5,000，为合格。
9.根据权利要求7或8所述的聚氨酯食品薄膜粘胶剂的制备方法，其特征在于：所述偶联剂为KH550；所述润湿剂为BYK-333；所述防水解剂为STABAX01-1；所述终止剂为甲醇。
10.根据权利要求1～9任一项所述的双组份无溶剂聚氨酯食品薄膜粘胶剂的使用方法，其特征在于：将组份A和组份B分别涂敷在两片食品薄膜表面，将它们互相对贴，即可封合。
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