CN105542702B - 一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法。本发明紫外光固化聚氨酯胶粘剂主要由聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体和光引发剂制备得到；所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体主要由羟基丙烯酸酯、植物油多元醇和多异氰酸酯基化合物反应合成得到；所述端巯基光引发单体主要由巯基烷酸与多元醇经酯化反应得到；本发明紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法工艺简单，所得紫外光固化聚氨酯胶粘剂固化膜收缩率低、粘度低、固化快、剥离强度高、耐热性好、无溶剂、无VOC的挥发、使用简单方便、适用于铝塑复合或塑塑复合或纸塑复合的粘结。

Description

一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合胶粘剂技术领域，具体而言，涉及一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂及其制备方法。

背景技术

无溶剂复合胶因其工艺的经济性、安全性以及在环境保护方面的优势，逐渐成为塑料复合薄膜的一种重要的复合加工方法。无溶剂复合胶在欧美等环保与节能意识较强的工业发达国家，已得到广泛应用。在我国，随着国家环保与节能意识的增强以及人们对包装材料卫生安全性的日趋重视，绿色环保的无溶剂型复膜胶越来越受到人们的重视。关于无溶剂复膜胶的研究报道越来越多。

紫外光固化无溶剂型复合胶因其自身的优点：(1)效率：和其他固化方式相比，光固化聚合最显著的特点就是快速固化；(2)环境友好：光固化材料几乎为100％固含量，基本不含挥发性有机溶剂，所有的成分都参与交联反应，具有绿色环保的优点；(3)节约能源：光固化只在引发剂激发过程中需要一定能量，UV光固化方式所用的能量只相当于传统固化方式的1/5，节省了大量的能源。并且UV光固化材料对紫外光源都能有效利用，对能量的利用率也大大提高；(4)适应性广：光固化材料已应用于日常生活的各个方面，并且在某些领域的应用已相当成熟；(5)经济：光固化设备投资较低，可节省大量投资和设备的厂房占地。

尽管紫外光固化型复膜胶具有如此多的优点，但其存在着固化过程中体积收缩率比较大、厚层及带色体系难固化等问题。紫外光固化胶粘剂不同于其他的光固化材料，主要应用于两个被粘界面，固化过程中产生的收缩应力和固化膜收缩，会直接导致粘接力下降。因此其在推广应用中受到一定的限制。目前，专家学者围绕现有紫外光固化胶粘剂的固化膜收缩的问题，进行了大量的研究，主要是通过添加聚合物或无机物填料，采用混杂型固化体系，添加膨胀类单体或选用低收缩率的单体或预聚体等方法解决，但却导致胶粘剂粘度增大或固化膜硬度过大等问题，胶粘剂的使用性能仍不理想。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，所述的紫外光固化聚氨酯胶粘剂具有固化膜收缩率低、粘度低、固化快、剥离强度高、耐热性好、无溶剂、无VOC的挥发、使用简单方便、适用于铝塑复合或塑塑复合或纸塑复合的粘结等优点。

本发明的第二目的在于提供一种所述的紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法，该方法工艺简单，能够有效提高所得紫外光固化聚氨酯胶粘剂固化速率、粘结强度和耐热性。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，所述紫外光固化聚氨酯胶粘剂主要由聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体和光引发剂制备得到；所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体主要由羟基丙烯酸酯、植物油多元醇和多异氰酸酯基化合物反应合成得到；所述端巯基光引发单体主要由巯基烷酸与多元醇经酯化反应得到；所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体与端巯基光引发单体按摩尔比-C＝C-:SH＝1.0～3，优选为1.0～1.5的比例进行混合配胶；所述光引发剂的添加量为聚氨酯丙烯酸酯预聚体和端巯基光引发单体总质量的2％-5％。

本发明的紫外光固化聚氨酯胶粘剂，通过在预聚体中加入不饱和植物油多元醇，将植物油中的不饱和双键引入到聚氨酯链段中，用天然绿色的植物油多元醇部分取代具有刺激性气味、易挥发的有毒原料羟基丙烯酸酯的使用。同时，光引发单体由巯基烷酸与官能度大于2的小分子多元醇酯化反应而成。一方面，合成出的巯基酸酯提高了端巯基化合物的分子量，降低了巯基类化合物的挥发性和毒性。另一方面，增加了反应性官能团的官能度，巯基酸酯中巯基的官能度为2～4；与预聚体反应各树脂分子形成三维交联网络结构，大大提高了胶粘剂的固化速率、粘结强度和耐热性。

本发明紫外光固化聚氨酯胶粘剂固化膜收缩率低、粘度低、固化快、剥离强度高、耐热性好、无溶剂、无VOC的挥发、使用简单方便、适用于铝塑复合或塑塑复合或纸塑复合的粘结。

所述羟基丙烯酸酯类包括含有单官能度的羟基丙烯酸酯中的一种或多种；所述植物油多元醇包括不饱和植物油多元醇中的一种或多种；所述多异氰酸酯基化合物包括芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯和脂肪环族多异氰酸酯中的一种或多种。

所述羟基丙烯酸酯包括单官能度的丙烯酸羟乙酯(PHP)和丙烯酸羟丙酯(HPA)及其同系物中的一种或多种；所述植物油多元醇包括羟基官能度不小于1的且结构中含有不饱和碳碳双键的蓖麻油多元醇、大豆油多元醇或棕榈油多元醇中的一种或多种；所述多异氰酸酯基化合物包括二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)中的一种或多种，优选包括毒性较低的液化二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种。

选用特定成分的原料，有助于提高反应活性，提高所得聚氨酯丙烯酸酯预聚体产率，提高所得聚氨酯丙烯酸酯预聚体的反应活性，并进一步提高所得紫外光固化聚氨酯胶粘剂的性能。

所述羟基丙烯酸酯占聚氨酯丙烯酸酯预聚体总重量的4.3％～9.2％；所述植物油多元醇占聚氨酯丙烯酸酯预聚体总重量的59.7％～75.2％；异氰酸酯基(NCO)占聚氨酯丙烯酸酯预聚体总重量的4％～8％，优选为5％～7％。

采用特定含量的原料进行反应，有助于得到具有特殊结构的聚氨酯丙烯酸酯预聚体，有助于提高所得聚氨酯丙烯酸酯预聚体反应活性，并进一步提高所得紫外光固化聚氨酯胶粘剂的性能。

所述端巯基光引发单体包括两官能度以上的端巯基酸酯中的一种或多种。

所述巯基烷酸包括巯基乙酸(TGA)、3-巯基丙酸(MPA)、4-巯基丁酸(MAT)、巯基异丁酸和ω-巯基己酸(6-MHA)中的一种或多种；所述多元醇包括甘油、新戊二醇(NPG)、乙二醇(EG)、丙二醇(PG)、一缩二乙二醇(DEG)、1,4-丁二醇(BD)、三羟甲基丙烷(TMP)和季戊四醇(PER)中的一种或多种。

选用特定成分的原料，有助于提高反应活性，提高所得端巯基光引发单体产率，提高所得端巯基光引发单体的反应活性，并进一步提高所得紫外光固化聚氨酯胶粘剂的性能。

所述端巯基光引发单体中，巯基烷酸占端巯基光引发单体总重量的73～89.1％。

采用特定含量的原料进行反应，有助于得到具有特殊结构的端巯基光引发单体，有助于提高所得端巯基光引发单体反应活性，并进一步提高所得紫外光固化聚氨酯胶粘剂的性能。

所述光引发剂包括安息香乙醚、安息香双甲醚、安息香丁醚、2,4,6(三甲基苯甲酰胺)二苯基氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和1-羟基环乙基苯基丙酮中的一种或多种。

选择特定的光引发剂，有助于提高其热稳定性，与聚氨酯丙烯酸酯预聚体和端巯基光引发单体的反应活性相配合，有助于提高聚氨酯丙烯酸酯预聚体和端巯基光引发单体的反应速率，使所得紫外光固化聚氨酯胶粘剂迅速固化。

上述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将多异氰酸酯基化合物与羟基丙烯酸酯反应得到羟基丙烯酸酯封端的单异氰酸酯基预聚体，然后将所得羟基丙烯酸酯封端的单异氰酸酯基预聚体与植物油多元醇继续反应得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体；

(2)将多元醇与巯基烷酸进行脱水缩合反应，经萃取、减压蒸馏除去携水剂和萃取剂，得到端巯基光引发单体；

(3)将聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体组分和光引发剂进行混合，得到一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂。

本发明紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法工艺简单，通过在预聚体中加入植物油多元醇，将植物油多元醇中的不饱和双键引入到聚氨酯链段中，用天然绿色的植物油多元醇部分取代具有刺激性气味、易挥发的有毒原料羟基丙烯酸酯的使用。同时，端巯基光引发单体由巯基烷酸与官能度大于2的多元醇酯化反应而成。一方面，合成出的巯基酸酯提高了端巯基化合物的分子量，降低了巯基类化合物的挥发性和毒性。另一方面，增加了反应性官能团的官能度，巯基酸酯中巯基的官能度为2～4；与预聚体反应各树脂分子形成三维交联网络结构，大大提高了胶粘剂的固化速率、粘结强度和耐热性。

优选地，上述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将多异氰酸酯基化合物加入到反应器中，升温至50℃～80℃，然后向体系中滴加羟基丙烯酸酯并充分搅拌混合反应，同时通入惰性气体进行保护，反应1～2小时，得到羟基丙烯酸酯封端的单异氰酸酯基预聚体，然后向反应体系中加入植物油多元醇，继续反应5～8小时，得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体；

(2)将多元醇、催化剂和携水剂依次加入到装有分水器、回流冷凝管和温度计的反应器中，升温至110℃～120℃，以保证携水剂不断回流；待携水剂回流稳定时，滴加巯基烷酸，待分水器中的水不再增多时停止反应，出料；在所得反应液中加入碳酸盐以除去未反应的巯基丙酸；待气泡不再产生时，加入适量萃取剂静置分层，取中间澄清溶液经减压蒸馏除去携水剂和萃取剂，得到端巯基光引发单体；

(3)将聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体组分和光引发剂进行混合，得到一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂。

上述步骤(1)中的聚氨酯丙烯酸酯预聚体，其制备方法优选是首先将多异氰酸酯基化合物与羟基丙烯酸酯反应，且羟基丙烯酸酯的加入方式为滴定加入，当体系异氰酸酯基含量接近理论值时，快速加入计量的植物油多元醇，继续反应。控制反应体系的温度为50℃～80℃，待异氰酸酯基的含量不高于0.5％时，停止反应。并且反应过程中，为了避免环境中的湿气消耗部分异氰酸酯基，实验选取-NCO：-OH的摩尔比不小于1，优选为略大于1。

所述催化剂优选为对甲苯磺酸；所述携水剂优选为甲苯；所述碳酸盐优选为无水碳酸钠；所述萃取剂优选为二氯甲烷。

所述惰性气体优选为氮气。

优选将步骤(2)所得反应液移至梨形分液漏斗中，加入碳酸盐以除去未反应的巯基丙酸。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法工艺简单，通过在预聚体中加入植物油多元醇，将植物油多元醇中的不饱和双键引入到聚氨酯链段中，用天然绿色的植物油多元醇部分取代具有刺激性气味、易挥发的有毒原料羟基丙烯酸酯的使用。同时，端巯基光引发单体由巯基烷酸与官能度大于2的多元醇酯化反应而成。一方面，合成出的巯基酸酯提高了端巯基化合物的分子量，降低了巯基类化合物的挥发性和毒性。另一方面，增加了反应性官能团的官能度，巯基酸酯中巯基的官能度为2～4；与预聚体反应各树脂分子形成三维交联网络结构，大大提高了胶粘剂的固化速率、粘结强度和耐热性。本发明所得紫外光固化聚氨酯胶粘剂固化膜收缩率低、粘度低、固化快、剥离强度高、耐热性好、无溶剂、无VOC的挥发、使用简单方便、适用于铝塑复合或塑塑复合或纸塑复合的粘结。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明紫外光固化聚氨酯胶粘剂主要由聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体和光引发剂制备得到；所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体主要由羟基丙烯酸酯、植物油多元醇和多异氰酸酯基化合物反应合成得到；植物油多元醇为羟基官能度不小于1且结构中含有不饱和碳碳双键的蓖麻油多元醇、大豆油多元醇或棕榈油多元醇中的一种或多种；羟基丙烯酸酯优选单官能度的丙烯酸羟乙酯(PHP)和丙烯酸羟丙酯(HPA)及其同系物中的一种或多种；所述多异氰酸酯基化合物包括芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯和脂肪环族多异氰酸酯中的一种或多种；植物油多元醇的加入降低了羟基丙烯酸酯的添加量，增加了反应性不饱和双键的官能度，提高了固化反应速率。

端巯基光引发单体主要由巯基烷酸与多元醇经酯化反应得到；所得端巯基光引发单体提高了反应性巯基的官能度，加速了紫外光固化聚氨酯胶粘剂的固化时间，同时使固化后的紫外光固化聚氨酯胶粘剂分子结构形成交联网络结构，增加了紫外光固化聚氨酯胶粘剂的耐热性能和机械力学性能；同时降低了巯基类化合物的挥发性和臭鸡蛋气味，与传统的巯基类化合物相比，更适用于在工厂中的推广应用。

实施例1

一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法：

1、聚氨酯丙烯酸酯预聚体的原料、配比及工艺：

原料及配比：IPDI(分子量223)100g，丙烯酸羟乙酯26g，精炼蓖麻油多元醇(羟值162mgKOH/g)933g；

工艺：将IPDI加入到反应釜内、升温至50℃～80℃，然后滴加经真空干燥的丙烯酸羟乙酯并加大搅拌速度使其充分与IPDI混合，同时通入工业氮气进行保护，反应1～2小时，待体系异氰酸酯基含量达理论值后，加入蓖麻油多元醇，继续反应5～8小时，待体系异氰酸酯基含量不高于0.5％wt时，停止反应，得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体；

聚氨酯丙烯酸酯预聚体的性状：室温下为微黄色透明粘稠状液体，在50℃下，粘度为1600cP。

2、端巯基光引发单体的原料、配比及工艺：

原料及配比：3-巯基丙酸100g，新戊二醇40g，催化剂对甲苯磺酸2.8g；

工艺：将新戊二醇、对甲苯磺酸和甲苯依次加入到装有分水器、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，升温至110℃～120℃，以保证携水剂甲苯不断回流；待携水剂回流稳定时，滴加3-巯基丙酸，待分水器中的水不再增多时停止反应，出料。将上述反应液移至梨形分液漏斗中，加入无水碳酸钠以除去未反应的巯基丙酸。待分液漏斗中气泡不再产生时，加入适量二氯甲烷静置分层，取中间澄清溶液经减压蒸馏除去携水剂和萃取剂，得到端巯基光引发单体；

端巯基光引发单体的性状：室温下为澄清透明粘稠状液体，在50℃下，粘度为800cP。

应用：将聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体和光引发剂(安息香乙醚)按照150：100：5的重量比充分混合，分别进行BOPP(双向拉伸聚丙烯)薄膜、BOPP薄膜-Al箔复合，同时将紫外光固化聚氨酯胶粘剂涂敷在玻璃载玻片上紫外光固化2～3min后测试剥离强度及固化膜收缩率。

BOPP薄膜之间的剥离强度为4.2N/25mm；固化膜收缩率为8.7％。

BOPP薄膜-Al箔之间的剥离强度为4.6N/25mm；固化膜收缩率为8.7％。

实施例2

一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法：

1、聚氨酯丙烯酸酯预聚体的原料、配比及工艺：

原料及配比：IPDI(分子量223)100g，丙烯酸羟乙酯18.2g，精炼蓖麻油多元醇(羟值162mgKOH/g)1213g；

工艺：将IPDI加入到反应釜内、升温至50℃～80℃，然后滴加经真空干燥的丙烯酸羟丙酯并加大搅拌速度使其充分与IPDI混合，同时通入工业氮气进行保护，反应1～2小时，待体系异氰酸酯基含量达理论值后，加入蓖麻油多元醇，继续反应5～8小时，待体系异氰酸酯基含量不高于0.5％wt时，停止反应，得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体；

聚氨酯丙烯酸酯预聚体的性状：室温下为微黄色透明粘稠状液体，在50℃下，粘度为2000cP。

2、端巯基光引发单体的原料、配比及工艺：

原料及配比：3-巯基乙酸100g，三羟甲基丙烷48.5g，催化剂对甲苯磺酸3g；

工艺：将TMP、对甲苯磺酸和甲苯依次加入到装有分水器、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，升温至110℃～120℃，以保证携水剂甲苯不断回流；待携水剂回流稳定时，滴加巯基乙酸，待分水器中的水不再增多时停止反应，出料。将上述反应液移至梨形分液漏斗中，加入无水碳酸钠以除去未反应的巯基乙酸。待分液漏斗中气泡不再产生时，加入适量二氯甲烷静置分层，取中间澄清溶液经减压蒸馏除去携水剂和萃取剂，得到端巯基光引发单体；

端巯基光引发单体的性状：室温下为澄清透明粘稠状液体，在50℃下，粘度为800cP。

应用：将聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体和光引发剂(安息香双甲醚)按照150：100：12.5的重量比充分混合，分别进行BOPP-PE薄膜、BOPP薄膜-Al箔复合，同时将紫外光固化聚氨酯胶粘剂涂敷在玻璃载玻片上紫外光固化2～3min后测试剥离强度及固化膜收缩率。

BOPP-PE薄膜之间的剥离强度为6.4N/25mm；固化膜收缩率为7.9％。

BOPP薄膜-Al箔之间的剥离强度为5.0N/25mm；固化膜收缩率为7.9％。

实施例3

一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法：

1、聚氨酯丙烯酸酯预聚体的原料、配比及工艺：

原料及配比：IPDI(分子量223)100g，丙烯酸羟丙酯29g，精炼大豆油多元醇(羟值130mgKOH/g)1001g；

工艺：将IPDI加入到反应釜内、升温至50℃～80℃，然后滴加经真空干燥的丙烯酸羟丙酯并加大搅拌速度使其充分与IPDI混合，同时通入工业氮气进行保护，反应1～2小时，待体系异氰酸酯基含量达理论值后，加入蓖麻油多元醇，继续反应5～8小时，待体系异氰酸酯基含量不高于0.5％wt时，停止反应，得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体；

聚氨酯丙烯酸酯预聚体的性状：室温下为微黄色透明粘稠状液体，在50℃下，粘度为1900cP。

2、端巯基光引发单体的原料、配比及工艺：

原料及配比：3-巯基丙酸100g，季戊四醇32g，催化剂对甲苯磺酸2.6g；

工艺：将PER、对甲苯磺酸和甲苯依次加入到装有分水器、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，升温至110℃～120℃，以保证携水剂甲苯不断回流；待携水剂回流稳定时，滴加3-巯基丙酸，待分水器中的水不再增多时停止反应，出料。将上述反应液移至梨形分液漏斗中，加入无水碳酸钠以除去未反应的巯基乙酸。待分液漏斗中气泡不再产生时，加入适量二氯甲烷静置分层，取中间澄清溶液经减压蒸馏除去携水剂和萃取剂，得到端巯基光引发单体；

端巯基光引发单体的性状：室温下为澄清透明粘稠状液体，在50℃下，粘度为1000cP。

应用：将聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体、光引发剂(安息香丁醚)按照150：100：7.5的重量比充分混合，分别进行BOPP-PE薄膜、BOPP薄膜-Al箔复合，同时将紫外光固化聚氨酯胶粘剂涂敷在玻璃载玻片上紫外光固化2～3min后测试剥离强度及固化膜收缩率。

BOPP-PE薄膜之间的剥离强度为6N/25mm；固化膜收缩率为8％。

BOPP-Al箔之间的剥离强度为4.8N/25mm；固化膜收缩率为8％。

实施例4

一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法：

1、聚氨酯丙烯酸酯预聚体的原料、配比及工艺：

原料及配比：MDI(分子量223)100g，丙烯酸羟丙酯18.2g，精炼大豆油多元醇(羟值130mgKOH/g)1303g；

工艺：将MDI加入到反应釜内、升温至50℃～80℃，然后滴加经真空干燥的丙烯酸羟丙酯并加大搅拌速度使其充分与IPDI混合，同时通入工业氮气进行保护，反应1～2小时，待体系异氰酸酯基含量达理论值后，加入蓖麻油多元醇，继续反应5～8小时，待体系异氰酸酯基含量不高于0.5％wt时，停止反应，得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体；

聚氨酯丙烯酸酯预聚体的性状：室温下为微黄色透明粘稠状液体，在50℃下，粘度为2000cP。

2、端巯基光引发单体的原料、配比及工艺：

原料及配比：4-巯基丁酸100g，三羟甲基丙烷37.2g，催化剂对甲苯磺酸2.7g；

工艺：将TMP、对甲苯磺酸和甲苯依次加入到装有分水器、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，升温至110℃～120℃，以保证携水剂甲苯不断回流；待携水剂回流稳定时，滴加4-巯基丁酸，待分水器中的水不再增多时停止反应，出料。将上述反应液移至梨形分液漏斗中，加入无水碳酸钠以除去未反应的巯基乙酸。待分液漏斗中气泡不再产生时，加入适量二氯甲烷静置分层，取中间澄清溶液经减压蒸馏除去携水剂和萃取剂，得到端巯基光引发单体；

端巯基光引发单体的性状：室温下为澄清透明粘稠状液体，在50℃下，粘度为1000cP。

应用：将聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体和光引发剂(2,4,6(三甲基苯甲酰胺)二苯基氧化膦)按照150：100：10的重量比充分混合，分别进行BOPP-PE薄膜、BOPP薄膜-Al箔复合，同时将紫外光固化聚氨酯胶粘剂涂敷在玻璃载玻片上紫外光固化2～3min后测试剥离强度及固化膜收缩率。

BOPP-PE薄膜之间的剥离强度为6.5N/25mm；固化膜收缩率为7.2％。

BOPP-Al箔之间的剥离强度为5N/25mm；固化膜收缩率为7.2％。

从以上实施例可以看出，本发明紫外光固化聚氨酯胶粘剂原料聚氨酯丙烯酸酯预聚体、光引发单体均为透明状液体，具有较低的粘度，易于涂布上胶，并且固化过程中无VOC(挥发性有机化合物)排放，固化速率快，固化膜收缩率小，对于塑塑复合与铝塑复合的剥离强度均在4N/25mm以上，此外，此复膜胶成分中植物油多元醇占的比例在60％～80％wt，兼具低成本与节能环保两大优点。

本发明紫外光固化聚氨酯胶粘剂适用于纸塑复合(包括纸张与流延聚丙烯CPP、双向拉伸聚丙烯BOPP、聚乙烯PE、聚对苯二甲酸乙二酯PET、聚酰胺PA等塑料薄膜之间的软性复合)、塑塑复合(指可应用于CPP、BOPP、PE、PET、PA等塑料薄膜中任意两种基材之间的软性复合)、铝塑复合(包括铝箔与CPP、BOPP、PE、PET、PA等塑料薄膜之间的软性复合)。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (11)

1.一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述紫外光固化聚氨酯胶粘剂主要由聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体和光引发剂制备得到；所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体主要由羟基丙烯酸酯、植物油多元醇和多异氰酸酯基化合物反应合成得到；所述端巯基光引发单体主要由巯基烷酸与多元醇经酯化反应得到；所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体与端巯基光引发单体按摩尔比-C＝C-:SH＝1.0～3.0的比例进行混合配胶；所述光引发剂的添加量为聚氨酯丙烯酸酯预聚体和端巯基光引发单体总质量的2％-5％；

其中，所述羟基丙烯酸酯类包括含有单官能度的羟基丙烯酸酯中的一种或多种；所述植物油多元醇包括不饱和植物油多元醇中的一种或多种；所述多异氰酸酯基化合物包括芳香族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯和脂肪环族多异氰酸酯中的一种或多种；

所述羟基丙烯酸酯占聚氨酯丙烯酸酯预聚体总重量的4.3％～9.2％；所述植物油多元醇占聚氨酯丙烯酸酯预聚体总重量的59.7％～75.2％；异氰酸酯基占聚氨酯丙烯酸酯预聚体总重量的4％～8％。

2.根据权利要求1所述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯预聚体与端巯基光引发单体按摩尔比-C＝C-:SH＝1.0～1.5的比例进行混合配胶。

3.根据权利要求1所述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述羟基丙烯酸酯包括单官能度的丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯及其同系物中的一种或多种；所述植物油多元醇包括羟基官能度不小于1的且结构中含有不饱和碳碳双键的蓖麻油多元醇、大豆油多元醇或棕榈油多元醇中的一种或多种；所述多异氰酸酯基化合物包括二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述多异氰酸酯基化合物包括液化二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述异氰酸酯基占聚氨酯丙烯酸酯预聚体总重量的5％～7％。

6.根据权利要求1所述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述端巯基光引发单体包括两官能度以上的端巯基酸酯中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述巯基烷酸包括巯基乙酸、3-巯基丙酸、4-巯基丁酸、巯基异丁酸和ω-巯基己酸中的一种或多种；所述多元醇包括甘油、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述端巯基光引发单体中，巯基烷酸占端巯基光引发单体总重量的73～89.1％。

9.根据权利要求1所述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述光引发剂包括安息香乙醚、安息香双甲醚、安息香丁醚、2,4,6(三甲基苯甲酰胺)二苯基氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和1-羟基环乙基苯基丙酮中的一种或多种。

10.如权利要求1-9任一所述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将多异氰酸酯基化合物与羟基丙烯酸酯反应得到羟基丙烯酸酯封端的单异氰酸酯基预聚体，然后将所得羟基丙烯酸酯封端的单异氰酸酯基预聚体与植物油多元醇继续反应得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体；

(2)将多元醇与巯基烷酸进行脱水缩合反应，经萃取、减压蒸馏除去携水剂和萃取剂，得到端巯基光引发单体；

(3)将聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体组分和光引发剂进行混合，得到一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂。

11.根据权利要求10所述的一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，(1)将多异氰酸酯基化合物加入到反应器中，升温至50℃～80℃，然后向体系中滴加羟基丙烯酸酯并充分搅拌混合反应，同时通入惰性气体进行保护，反应得到羟基丙烯酸酯封端的单异氰酸酯基预聚体，然后向反应体系中加入植物油多元醇，继续反应得到聚氨酯丙烯酸酯预聚体；

(2)将多元醇、催化剂和携水剂依次加入到装有分水器、回流冷凝管和温度计的反应器中，升温至110℃～120℃，以保证携水剂不断回流；待携水剂回流稳定时，滴加巯基烷酸，待分水器中的水不再增多时停止反应，出料；在所得反应液中加入碳酸盐以除去未反应的巯基丙酸；待气泡不再产生时，加入萃取剂静置分层，取中间澄清溶液经减压蒸馏除去携水剂和萃取剂，得到端巯基光引发单体；

(3)将聚氨酯丙烯酸酯预聚体、端巯基光引发单体组分和光引发剂进行混合，得到一种紫外光固化聚氨酯胶粘剂。