CN106854449B - 一种纸塑复合用无溶剂单组分胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纸塑复合用无溶剂单组分胶，包括下述以重量百分比表示的组分：异氰酸酯35%‑50%，聚醚多元醇2%‑10%，稳定剂0.001%‑0.01%，聚酯多元醇40‑60%；制作该纸塑复合用无溶剂单组分胶的方法为先将异氰酸酯、聚醚多元醇和稳定剂加入到反应釜中在一定温度下反应一段时间后，再将聚酯多元醇加入，在一定温度下再反应一段时间，最后真空脱泡后得到单组分无溶剂胶黏剂。其有较高的粘接强度的同时不容易产生胶水渗透到纸中的问题。

Description

一种纸塑复合用无溶剂单组分胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂领域，更具体的说，它涉及一种纸塑复合用无溶剂单组分胶及其制备方法。
背景技术
纸塑复合膜的复合方法现阶段多采用干式复合或者挤出复合法进行复合，如申请号为93111229.X的中国发明专利公开的一种纸塑复合材料种籽袋的制造方法，其外层是透明塑料膜，二层为复合原纸，三层为铝箔，里层为聚乙烯经分别介入粘合剂通过干式复合机或挤出复合机，经加热加压复合完成。复合用的胶水多采用水性丙烯酸酯胶黏剂，水性丙烯酸酯胶黏剂虽然也是环保型的胶黏剂，但在使用过程中需要把水分完全蒸发后，才能完成复合，这个过程比较消耗能源，生产效率也偏低，随着无溶剂设备的推广和普及，很多复合厂家愿意尝试在无溶剂复合机上复合纸塑产品。无溶剂胶的有效成分是100％，没有溶剂需要挥发，达到了节能减排的效果。
目前，授权公告号为CN103289632B的中国发明专利公开了一种一种单组分无溶剂聚氨酯胶粘剂，该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％，该现有技术虽然没有溶剂需要挥发，达到了节能减排的效果且粘接强度大，但是由于其粘度不高容易产生胶水渗透到纸中的问题，容易出现阴纸现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纸塑复合用无溶剂单组分胶，其具有较高的粘接强度的同时不容易产生胶水渗透到纸中的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种纸塑复合用无溶剂单组分胶，包括下述以重量百分比表示的组分：
异氰酸酯 35％-50％，
聚醚多元醇 2％-10％，
稳定剂 0.001％-0.01％，
聚酯多元醇 40-60％。
其中，聚醚多元醇和聚酯多元醇与异氰酸酯反应生成作为无溶剂单组分胶主要成分的聚氨酯，添加适量的稳定剂，起到一定的抑制异氰酸酯之间的反应的作用，一方面可以提高聚醚多元醇和聚酯多元醇与异氰酸酯反应效率，另一方面可以提高产品的储存稳定性；聚醚多元醇具有较好的柔顺性，能够适当降低体系的粘度，聚酯多元醇的极性大，内聚强度高，提供主要的粘结力，在上述聚醚多元醇和聚酯多元醇与异氰酸酯的投料比下，使得无溶剂单组分胶中含有少量NCO基团，NCO基团作为聚氨酯的封端基团与空气中的水反应，实现无溶剂单组分胶的湿固化；实验表明NCO基团的含量在影响粘度和固化速度方面起到重要的作用，其含量越低，固化速度越快、粘度越高，由于较高的粘度使得本发明中的无溶剂单组分胶不容易发生胶水渗透到纸中的问题，并且纸塑之间有较强的剥离强度。
进一步的，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的至少一种。
上述异氰酸酯均为多异氰酸酯，多异氰酸酯分子中含有两个或两个以上的活性部位，因此在发生聚合反应时，可向二端或三向延伸成线型或交联体型聚合物，有利于增加无溶剂单组分胶的剥离强度。
作为优选，所述MDI由纯MDI和液化MDI组成。
在使用MDI时，是由纯MDI和液化MDI组成，纯MDI常温下为固体，两个异氰酸酯基的活性相同，刺激性小，有利于提高无溶剂单组分胶的粘接强度和冲击韧性，并且液化MDI分子中脱掉一部分NCO，在一定程度上有利于增加粘结强度，而纯MDI的量过大则会使粘度降低，选择将两种MDI搭配使用能够使最终粘度满足使用要求。
进一步的，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇中的至少一种，所述聚醚多元醇的分子量为400-2000。
进一步的，所述稳定剂为磷酸或苯甲酰氯中的一种。
进一步的，所述聚酯多元醇包括聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯中的至少一种，所述聚酯多元醇的分子量为500-2000。
本发明的另一目的在于提供一种制备上述的纸塑复合用无溶剂单组分胶的方法，包括以下步骤：
步骤1：将异氰酸酯、聚醚多元醇和稳定剂加入到反应釜中进行反应，反应时间为30-90分钟，反应温度为70-90℃；
步骤2：将聚酯多元醇加入到步骤1中所述的反应釜中进行反应，反应时间为30-90分钟，反应温度为70-90℃；
步骤3：对步骤2中得到的混合物进行抽真空脱泡，反应时间为30-60分钟，反应温度为70-90℃，真空度为0.08-0.1MPa，反应结束后得到纸塑复合用无溶剂单组分胶。
其中，先将异氰酸酯与少量聚醚多元醇反应一段时间，由于聚醚多元醇具有较好的柔顺性，能够适当降低体系的粘度，异氰酸酯先于聚醚多元醇先进行小量的反应的同时有利于异氰酸酯均的分散，再加入聚酯多元醇能够高效并且均匀的进行反应，由于聚酯多元醇提供主要的粘结力，因此有利于提高剥离强度，然后选用适当的反应条件进行抽真空脱泡，能够增加产品的粘度，从而不容易发生胶水渗透到纸中的问题。
作为优选：
所述步骤1为：将异氰酸酯、聚醚多元醇和稳定剂加入到反应釜中进行反应，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃；
所述步骤2：将聚酯多元醇加入到步骤1中所述的反应釜中进行反应，反应时间为30分钟，反应温度为76-80℃；
所述步骤3：对步骤2中得到的混合物进行抽真空脱泡，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃，真空度为0.09MPa，反应结束后得到纸塑复合用无溶剂单组分胶。
本发明的优点是：
1、具有良好的剥离强度；
2、具有较好的储存稳定性；
3、不容易发生胶水渗透到纸中的问题；
4、升到一定温度后，粘度会迅速下降，具有优良的涂布性能。
附图说明
图1为本发明中的制作工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
本发明实施例中所涉及的所有物质均为市售。
实施例一：
一种纸塑复合用无溶剂单组分胶，包括以下组分：
纯MDI 40kg；
液化MDI 10kg；
聚氧化丙烯二醇 5kg；
聚己二酸乙二醇酯 45kg；
磷酸 0.005kg。
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量为400-2000，聚己二酸乙二醇酯的分子量为500-2000。
该纸塑复合用无溶剂单组分胶的制备方法为：
步骤1：将纯MDI、液化MDI、聚氧化丙烯二醇和磷酸加入到反应釜中进行反应，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃；
步骤2：步骤1中的反应结束后将聚己二酸乙二醇酯加入到步骤1中反应釜中进行反应，反应时间为30分钟，反应温度为76-80℃；
步骤3：步骤2中的反应结束后进行抽真空脱泡，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃，真空度为0.09MPa，反应结束后得到纸塑复合用无溶剂单组分胶。
实施例二：
一种纸塑复合用无溶剂单组分胶，包括以下组分：
异佛尔酮二异氰酸酯 25kg；
甲苯二异氰酸酯 15kg；
聚氧化丙烯二醇 3kg；
聚己二酸新戊二醇酯 57kg；
磷酸 0.005kg。
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量为400-2000，聚己二酸新戊二醇酯的分子量为500-2000。
该纸塑复合用无溶剂单组分胶的制备方法为：
步骤1：将异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇和磷酸加入到反应釜中进行反应，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃；
步骤2：步骤1中的反应结束后将聚己二酸新戊二醇酯加入到步骤1中反应釜中进行反应，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃；
步骤3：步骤2中的反应结束后进行抽真空脱泡，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃，真空度为0.09MPa，反应结束后得到纸塑复合用无溶剂单组分胶。
实施例三：
一种纸塑复合用无溶剂单组分胶，包括以下组分：
异佛尔酮二异氰酸酯 25kg；
1,6己二异氰酸酯 15kg；
聚氧化丙烯二醇 5kg；
聚己二酸己二醇酯 55kg；
苯甲酰氯 0.01kg。
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量为400-2000，聚己二酸己二醇酯的分子量为500-2000。
该纸塑复合用无溶剂单组分胶的制备方法为：
步骤1：将异佛尔酮二异氰酸酯、1,6己二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇和苯甲酰氯加入到反应釜中进行反应，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃；
步骤2：步骤1中的反应结束后将聚己二酸己二醇酯加入到步骤1中反应釜中进行反应，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃；
步骤3：步骤2中的反应结束后进行抽真空脱泡，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃，真空度为0.09MPa，反应结束后得到纸塑复合用无溶剂单组分胶。
实施例四：
一种纸塑复合用无溶剂单组分胶，包括以下组分：
液化MDI 32kg；
1,6己二异氰酸酯 10kg；
聚氧化丙烯二醇 3kg；
聚己二酸己二醇酯 55kg；
苯甲酰氯 0.01kg。
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量为400-2000，聚己二酸己二醇酯的分子量为500-2000。
该纸塑复合用无溶剂单组分胶的制备方法为：
步骤1：将液化MDI、1,6己二异氰酸酯、聚氧化丙烯二醇和苯甲酰氯加入到反应釜中进行反应，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃；
步骤2：步骤1中的反应结束后将聚己二酸己二醇酯加入到步骤1中反应釜中进行反应，反应时间为30分钟，反应温度为76-80℃；
步骤3：步骤2中的反应结束后进行抽真空脱泡，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃，真空度为0.09MPa，反应结束后得到纸塑复合用无溶剂单组分胶。
实施例1-4中的组分及其各组分的质量如表1所示：
表1
Figure DEST_PATH_GDA0001226269520000051
Figure DEST_PATH_GDA0001226269520000061
依照《胶粘剂粘度的测定》GB/T2794-1995中方法对本发明中的纸塑复合用无溶剂单组分胶的粘度进行测定，测试结果如表2所示：
表2
Figure DEST_PATH_GDA0001226269520000062
对比例1-10为授权公告号为CN103289632B的中国发明专利的所记载的实施例1-10，其各组分的质量以及粘度测定结果如表3所示：
表3
Figure DEST_PATH_GDA0001226269520000063
通过对比表2和表3可知，用本发明生产的纸塑复合用无溶剂单组分胶与现有技术相比，具有较高的粘度使得本发明中的无溶剂单组分胶不容易发生胶水渗透到纸中的问题，并且纸塑之间有较强的剥离强度。

Claims (6)

1.一种纸塑复合用无溶剂单组分胶，其特征在于：包括下述以重量百分比表示的组分：
异氰酸酯 35%-50%，所述异氰酸酯包括MDI或MDI与甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰 酸酯中的至少一种混合，所述MDI由纯MDI和 液化MDI组成；
聚醚多元醇 2%-10%，
稳定剂 0.001%-0.01%，
聚酯多元醇 40-60%，所述聚酯多元醇的分子量为500-2000；
所述的纸塑复合用无溶剂单组分胶的方法，包括以下步骤：
步骤1：将异氰酸酯、聚醚多元醇和稳定剂加入到反应釜中进行反应，反应时间为30-90分钟，反应温度为70-90℃；
步骤2：将聚酯多元醇加入到步骤1中所述的反应釜中进行反应，反应时间为30-90分钟，反应温度为70-90℃；
步骤3：对步骤2中得到的混合物进行抽真空脱泡，反应时间为30-60分钟，反应温度为70-90℃，真空度为0.08-0.1MPa，反应结束后得到纸塑复合用无溶剂单组分胶。
2.根据权利要求1所述的纸塑复合用无溶剂单组分胶，其特征在于：所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇中的至少一种，所述聚醚多元醇的分子量为400-2000。
3.根据权利要求1所述的纸塑复合用无溶剂单组分胶，其特征在于：所述稳定剂为磷酸或苯甲酰氯中的一种。
4.根据权利要求1所述的纸塑复合用无溶剂单组分胶，其特征在于：所述聚酯多元醇包括聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯中的至少一种。
5.一种制备权利要求1-4任意一项所述的纸塑复合用无溶剂单组分胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将异氰酸酯、聚醚多元醇和稳定剂加入到反应釜中进行反应，反应时间为30-90分钟，反应温度为70-90℃；
步骤2：将聚酯多元醇加入到步骤1中所述的反应釜中进行反应，反应时间为30-90分钟，反应温度为70-90℃；
步骤3：对步骤2中得到的混合物进行抽真空脱泡，反应时间为30-60分钟，反应温度为70-90℃，真空度为0.08-0.1MPa，反应结束后得到纸塑复合用无溶剂单组分胶。
6.根据权利要求5制备纸塑复合用无溶剂单组分胶的方法，其特征在于：
所述步骤1为：将异氰酸酯、聚醚多元醇和稳定剂加入到反应釜中进行反应，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃；
所述步骤2：将聚酯多元醇加入到步骤1中所述的反应釜中进行反应，反应时间为30分钟，反应温度为76-80℃；
所述步骤3：对步骤2中得到的混合物进行抽真空脱泡，反应时间为60分钟，反应温度为76-80℃，真空度为0.09MPa，反应结束后得到纸塑复合用无溶剂单组分胶。
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