CN105419676A - 一种附着力促进剂、制备及应用 - Google Patents

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Abstract

一种附着力促进剂、制备及应用，属于胶黏剂技术领域。一种附着力促进剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将A多异氰酸酯与B溶剂相互混合，在30～60℃范围内加入扩链剂，然后升高温度到40～90℃，常压或小于2kpa的低真空条件下搅拌0.5～3h后加入助剂，保持温度在40～80℃，常压或小于2kpa的低真空条件下搅拌0.5～3h后出料获得附着力促进剂；其中各组分的质量组成为：A多异氰酸酯—20～50％；B溶剂—10～50％；扩链剂—10～30％；助剂—10～20％；。附着力促进剂能显著提高相应聚氨酯复合胶黏剂的铝塑结构复合强度，同时大幅提高复合后产品的耐热、耐酸等性能。

Description

一种附着力促进剂、制备及应用
技术领域
本发明属于胶黏剂技术领域，具体涉及一种附着力促进剂、制备及应用。
背景技术
聚氨酯复合膜用胶黏剂是是指在分子链中含有氨基甲酸酯基团的胶黏剂，主要用途在复合膜的粘接。该胶黏剂具有粘接强度好，应用范围广，柔韧性佳，耐化学腐蚀性和耐低温性也较好等特点。
复合膜的复合结构通常分为塑塑、铝塑两种情况，就食品包装用复合膜领域而言涉及到铝塑结构的包装出于实际需求，要对部分产品进行水煮或高温蒸煮。国家标准中对此类结构除了剥离力要求水煮杀菌产品大于2.0N/15mm，普通蒸煮杀菌产品大于3.5N/15mm外还有耐高温介质的要求，这些介质包括乙酸、硫化钠、氯化钠和植物油不同类型的内容物。除了国家标准的要求，在实际使用过程中客户的各种类型内容物也可能在存放过程中对粘接形成威胁，进而影响包装产品的储存寿命。这不但对用于制袋的薄膜提出了耐热性要求，也对包装用胶黏剂提出了相应需求，否则高温处理后胶黏剂易发生粘结强度下降、脱层等现象。由于聚氨酯胶黏剂的良好粘结性及耐热性，目前耐热型胶黏剂以双组分聚氨酯胶黏剂为主。
简单而言，改善该类型胶黏剂产品复合粘接状态的手段包括结构设计与助剂改性两方面。从结构进行改造存在周期长，适用性不广等特点；助剂改性则可提供迅速的解决方案，但是现有常见的附着力促进产品效果均一般，普遍只能起到一定程度提高复合后粘接强度的作用，对于产品的耐酸性能没有较大的提高。
综上所述，开发一种可用于聚氨酯复合用胶黏剂在铝塑复合应用方面的附着力促进剂具有较高的应用价值。
发明内容
本发明的目的提供一种附着力促进剂，通过附着力促进剂的加入提高胶黏剂粘接铝塑结构的复合粘接效果，并且对最终产品的耐热、耐酸性能起到明显的提高促进作用，为该类型产品的耐热、耐酸、耐老化等问题提供现实可行的解决方案。
本发明的用于金属基材的附着力促进剂通过以下技术方案实现：
一种附着力促进剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将A多异氰酸酯与B溶剂相互混合，在30～60℃范围内加入扩链剂，然后升高温度到40～90℃，常压或小于2kpa的低真空条件下搅拌0.5～3h后加入助剂，保持温度在40～80℃，常压或小于2kpa的低真空条件下搅拌0.5～3h后出料获得附着力促进剂。将附着力促进剂加入到聚氨酯胶黏剂中进行铝塑复合粘接获得最终的复合产品。
其中组成附着力促进剂各组分的质量组成为：
A多异氰酸酯——20～50％；
B溶剂——10～50％；
扩链剂——10～30％；
助剂——10～20％；
上述过程中，所述的A多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、MDI-50、液化MDI、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的任一种或多种混合。
上述过程中，所述的B溶剂为三乙醇胺、醋酸甲酯、醋酸乙酯、丙酮、甲基丁酮、环己烷中的一种或多种。
上述过程中，所述的扩链剂为二正丁胺、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、乙烯基三丁酮肟基硅烷(VOS)、对甲苯磺酰异氰酸酯(PTSI)、二乙二醇、三羟甲基丙烷、原甲酸三甲酯、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、异氟尔酮二胺、双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、甲氧基三甲基硅烷中的任何一种或多种混合。
上述过程中，所述的助剂为碳化二亚胺、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、柠檬酸、酒石酸、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的任何一种。
上述附着力促进剂添加到聚氨酯复合胶黏剂中用于铝塑复合。
本发明的主要意义在于：制备的附着力促进剂能显著提高相应聚氨酯复合胶黏剂的铝塑结构复合强度，同时大幅提高复合后产品的耐热、耐酸等性能，满足软包装领域的相关应用要求。本发明所制备的附着力促进剂产品可广泛适用于聚氨酯复合胶黏剂领域。
具体实施方式
向95份聚氨酯胶黏剂中加入5份附着力促进剂，混合均匀后用于PET/AL/RCPP的复合，50℃存放72h后进行相关测试。其中相关测试方法按GB/T10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》的要求进行。
以下实施例将对本发明主张的附着力促进剂做进一步的描述，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1：
将20份MDI-50与45份醋酸甲酯进行常温混合，在55℃依次加入25份二乙二醇、4份二正丁胺和1份三羟甲基丙烷。反应温度控制在70℃搅拌反应1h后升温至85℃保温搅拌反应2h后加入5份碳化二亚胺，80℃反应2h后出料。
实施例2：
将46份IPDI和2份TDI进行常温预混合，再加入20份丙酮，在30℃条件下加入25份巯丙基三甲氧基硅烷。反应温度控制在40℃反应0.5h后加入7份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，65℃反应1h后出料。
实施例3：
将30份HDI与10份醋酸乙酯、10份丙酮进行常温混合，在40℃条件下依次加入5份乙烯基三甲氧基硅烷、5份双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺反应温度控制在50℃反应1h后降温至40℃加入30份二乙二醇，再升温至60℃反应1h后加入10份N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，40℃反应0.5h后出料。
实施例4：
将35份IPDI和3份MDI进行常温预混合，再加入25份醋酸乙酯进行混合。在40℃条件下加入30份3-氨基丙基三乙氧基硅烷，反应温度控制在55℃反应2h后加入7份柠檬酸，75℃反应3h后出料。
将上述实施例所得的附着力促进剂按前述所提的比例添加到聚氨酯复合胶黏剂中混合均匀后用于PET/AL/RCPP的复合，50℃存放72h后进行相关测试的对比结果如下，其中空白样指聚氨酯复合胶黏剂不加其他助剂的复合样品，实施例X(X代表1～4)对应上述4个实施例混入到空白样的聚氨酯复合胶黏剂后的复合样品：
表1
样品 初始剥离力/(N/15mm) 100℃水煮30min破袋(或明显变形)率
空白样 4.6 3％
实施例1 4.9 1％
实施例2 6.2 0％
实施例3 5.8 0％
实施例4 5.4 0％
表2
表3
注1：表中耐酸性介质性指产品耐GB/T10004-2008中6.6.12耐高温介质条目中的对4％乙酸的耐性考察；
注2：表中耐老化性指将装酸性介质受热后的完整样品袋置于50℃烘箱中存放7天后的耐性考察；
注3：表中数据指5个或5个以上样品的数据平均值，破袋率至少同时考察20个样品。
注4：剥离力下降百分比指测试时剥离力与初始剥离力的强度差值百分比，即(1-(测试时剥离力/初始剥离力))×100％，初始剥离力指完成50℃、72h存放后薄膜的AL/RCPP层剥离力。

Claims (8)

1.一种附着力促进剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将A多异氰酸酯与B溶剂相互混合，在30～60℃范围内加入扩链剂，然后升高温度到40～90℃，常压或小于2kpa的低真空条件下搅拌0.5～3h后加入助剂，保持温度在40～80℃，常压或小于2kpa的低真空条件下搅拌0.5～3h后出料获得附着力促进剂。将附着力促进剂加入到聚氨酯胶黏剂中进行铝塑复合粘接获得最终的复合产品；
其中组成附着力促进剂各组分的质量组成为：
A多异氰酸酯——20～50％；
B溶剂——10～50％；
扩链剂——10～30％；
助剂——10～20％。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的A多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、MDI-50、液化MDI、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的任一种或多种混合。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的B溶剂为三乙醇胺、醋酸甲酯、醋酸乙酯、丙酮、甲基丁酮、环己烷中的一种或多种。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的扩链剂为二正丁胺、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、乙烯基三丁酮肟基硅烷(VOS)、对甲苯磺酰异氰酸酯(PTSI)、二乙二醇、三羟甲基丙烷、原甲酸三甲酯、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、异氟尔酮二胺、双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、γ-(乙二胺基)丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、甲氧基三甲基硅烷中的任何一种或多种混合。
5.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述的助剂为碳化二亚胺、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、柠檬酸、酒石酸、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的任何一种。
6.按照权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的附着力促进剂。
7.按照权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的附着力促进剂的应用，其特征在于，用于铝塑复合。
8.按照权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的附着力促进剂的应用，其特征在于，添加到聚氨酯复合胶黏剂中用于铝塑复合。
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