CN109111892B - 一种快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂及其制备方法和应用，属于聚氨酯胶黏剂技术领域。该快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂包括A组分和B组分，所述A组份是由异氰酸酯单体与多元醇反应生成的低粘度异氰酸酯预聚物；所述B组分是由环氧树脂经过醇胺或胺开环后得到的多羟基产物与酚羟基化合物的混合物。该复合胶粘剂可以在1~2s内反应完全，并产生较大的初粘力，且常温放置30min即可分切制袋。

Description

一种快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于聚氨酯胶黏剂技术领域，具体涉及一种快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂及其制备方法和应用。
背景技术
无溶剂型复合胶粘剂在软包装行业有着极为广泛的应用，且要求其具有良好的粘结强度。
当前我国食品软包装复合膜中使用的无溶剂胶粘剂，具有A、B两组份，在使用时，将A、B两组份按照一定的比例混合后打到胶槽中，通过涂布辊滚动涂到其中一经过处理过的薄膜上，再与另一经过处理的薄膜对覆，收卷后放入熟化房中，熟化温度40~55℃，熟化时间12~72小时不等，待充分熟化，再分切制袋。其存在的主要不足如下：第一：在涂布前需要进行混胶，操作较繁琐；第二：涂布后需要进行熟化处理，熟化时，游离的~NCO基会渗透薄膜背面与酰胺类爽滑剂反应，导致软包装袋的开口性不佳；第三：熟化处理还会导致生产成本过高。
因此，对快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂的研究，已成为本领亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂及其制备方法，该复合胶粘剂可以在1~2s内反应完全，并产生较大的初粘力，且常温放置30min即可分切制袋。
本发明采用如下技术方案：
一种快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂，包括A组分和B组分，所述A组份是由异氰酸酯单体与多元醇反应生成的低粘度异氰酸酯预聚物；
所述B组分是由环氧树脂经过醇胺或胺开环后得到的多羟基产物与酚羟基化合物的混合物。
更进一步地，所述异氰酸酯单体与多元醇的质量比为8~8.8：1，所述低粘度异氰酸酯预聚物中NCO基的百分含量为13~16%。
更进一步地，所述异氰酸酯单体为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯和碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种，所述多元醇为聚己内酯二元醇、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇、聚碳酸酯二元醇。
更进一步地，所述碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯的NCO基含量为28%~30%。
更进一步地，所述多元醇为分子量为1500~2500、常温下为液态，两端羟基为伯羟基，官能度为二元的二元醇。
更进一步地，所述环氧树脂为双酚A型液态环氧树脂，所述环氧树脂与酚羟基化合物的质量比为1：2.57~1.1，所述酚羟基化合物为腰果壳油酚醛树脂多元醇NX-9001，其粘度为
2000cPs（25℃），羟值为175mg KOH/g。
本发明还提供所述的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，A组分的制备：将多元醇和异氰酸酯单体按比例投入到密闭的反应容器中升温至75~80℃反应2~3h，测NCO基百分含量达到理论值，冷却，得A组分，置于氮气氛围下密闭保存；
步骤二，B组分的制备：将环氧树脂加热到40~45℃加入胺或醇胺，反应60~80min，升温至60~70℃保温，得多羟基产物；然后加入一定比例的酚羟基化合物，得B组分。
在加成物中有叔氮原子的存在可加速-NCO与-OH的反应，经过测试，反应速度约是无叔氮原子反应速度的15倍。
需要说明的是：由于这样的环氧开环后常温下粘度稍大及硬度也会稍大，故优选与酚羟基（-OH）结构按一定比例混合；
本发明还提供所述的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂在软包装复合膜中的应用，包括如下步骤：按照NCO基和羟基的官能团摩尔比为1.75~1.84:1换算，称取A组分和B组分，将A组分涂覆在一薄膜上，将B组分涂覆在另一薄膜上，将两个薄膜定位复合收卷后，放置30min，得软包装复合膜。
更进一步地，所述A组分的涂覆量为1g/平方米，所述B组分的涂覆量为0.6~0.7g/平方米。
更进一步地，所述薄膜为PET膜、OPP膜、PE膜、NY镀铝膜或纯铝膜。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
第一：本发明的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂在涂胶前无需进行混胶，只需要将A组分和B组分分别涂覆在两个待粘薄膜上，再将两个待粘薄膜进行定位复合即可，避免了因混胶不均匀等造成的质量问题；
第二：本发明的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂在涂覆后，无需进行熟化处理，常温固化即可，可节省热能，降低生产陈本，提高生产效率，从而节省出货周期；且涂覆的A组分和B组分在1~2s内即可反应完全，使两薄膜迅速复合，并产生较大的初粘力，减少因移位造成的次品率；收卷后放置30min即可分切制袋；
第三：本发明的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂在涂覆后，无需进行熟化处理，可以有效避免熟化时游离的-NCO基渗透薄膜背面与酰胺类爽滑剂反应导致的软包装袋的开口性不佳的问题，提高了包装袋的质量。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
实施例1
（1）A组分的制备：
将100g （0.05mol）液态聚己内酯二元醇（分子量为2000），110g MDI （0.44mol）（烟台万华公司的MDI-50）置于1000ml三口烧瓶中，在搅拌状态下升温至75~80℃反应2h，测定NCO 基百分含量，当NCO基含量在理论值±0.2%的范围内时，停止反应，降温后将产物倒入有氮气保护的密封桶内，制得25℃下粘度为2300mpa·s，NCO基百分含量为15.5%~15.7%的A组分胶；
（2）B组分的制备：
将100g双酚A型液态环氧树脂E-44，环氧值0.41~0.47mol/100g，环氧当量210~250g/mol，9.5g二乙醇胺加入到三口烧瓶中，升温至40℃~50℃，搅拌反应60min，反应物从起初混浊到逐渐变为澄清透明，由于是放热反应，物料温度上升至60~70℃，在60℃~70℃保温（30min）后加入257.8g酚羟基化合物NX-9001，制得羟基当量为310~315g/mol，官能度为3.6~3.8的B组分胶。
按摩尔比-NCO/ -OH=1.84/1 换算称取A组分和B组分，甲薄膜涂覆A组分胶量为1g/平方米，乙薄膜涂覆B组分胶量为0.6g/平方米，将CPP 与纯铝复合后，放置30min后，T剥离强度达到5.3N/15mm。
实施例2
（1）A组分的制备：
将100g（0.05mol ）液态的聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇（分子量2000），100g （0.4mol）混合MDI（烟台万华公司的MDI-50）投入到1000ml 三口烧瓶中，在搅拌状态下升温至75~80℃反应2h，测定-NCO基百分含量，当NCO基含量在理论值±0.2%的范围内时，停止反应，降温后将产物倒入有氮气保护的密封桶内，制得25℃下粘度为2500mpa·s，-NCO基百分含量为14.5%~14.7%的A组分胶；
（2）B组分的制备：
将100g双酚A型液态环氧树脂E-51，环氧值0.48~0.54mol/100g，环氧当量184~210g/mol，10.5g二乙醇胺加入到三口烧瓶中，升温至40~50℃，搅拌反应60min，反应物从起初混浊液逐步变为澄清透明，由于是放热反应，物料温度会上升至60~70℃，在60~70℃下保温30min，加入257.8g 酚羟基化合物NX-9001，制得羟基当量在310~315g/mol，官能度在3.8左右的B
组分胶。
按摩尔比为NCO/ -OH=1.75/1 换算称取A组分和B组分，甲薄膜涂覆A组分胶量为1g/平方米，乙薄膜涂覆B组分胶量为0.7g/平方米，在CPP 与纯铝复合后放置30min后，T剥离强度达到5.3N/15mm。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂，包括A组分和B组分，其特征在于，所述A组份是由异氰酸酯单体与多元醇反应生成的低粘度异氰酸酯预聚物，所述低粘度异氰酸酯预聚物中NCO基的百分含量为13~16%，所述多元醇为分子量为1500~2500、常温下为液态，两端羟基为伯羟基，官能度为二元的二元醇；
所述B组分是由环氧树脂经过醇胺或胺开环后得到的多羟基产物与酚羟基化合物的混合物，B组分的制备：将环氧树脂加热到40~45℃加入胺或醇胺，反应60~80min，升温至60~70℃保温，得多羟基产物；然后加入一定比例的酚羟基化合物，得B组分；所述环氧树脂为双酚A型液态环氧树脂，所述环氧树脂与酚羟基化合物的质量比为1：2.57~1.1，所述酚羟基化合物为腰果壳油酚醛树脂多元醇NX-9001。
2.根据权利要求1所述的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂，其特征在于，所述异氰酸酯单体与多元醇的摩尔比为8~8.8：1。
3.根据权利要求1所述的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂，其特征在于，所述异氰酸酯单体为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯和碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种，所述多元醇为聚己内酯二元醇、聚己二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇、聚碳酸酯二元醇。
4.根据权利要求3所述的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂，其特征在于，所述碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯的NCO基含量为28%~30%。
5.权利要求1所述的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，A组分的制备：将多元醇和异氰酸酯单体按比例投入到密闭的反应容器中升温至75~80℃反应2~3h，测NCO基百分含量达到理论值，冷却，得A组分，置于氮气氛围下密闭保存；
步骤二，B组分的制备：将环氧树脂加热到40~45℃加入胺或醇胺，反应60~80min，升温至60~70℃保温，得多羟基产物；然后加入一定比例的酚羟基化合物，得B组分。
6.权利要求1所述的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂在软包装复合膜中的应用，其特征在于，包括如下步骤：按照NCO基和羟基的官能团摩尔比为1.75~1.84:1换算，称取A组分和B组分，将A组分涂覆在一薄膜上，将B组分涂覆在另一薄膜上，将两个薄膜定位复合收卷后，放置30min，得软包装复合膜。
7.根据权利要求6所述的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂在软包装复合膜中的应用，其特征在于，所述A组分的涂覆量为1g/平方米，所述B组分的涂覆量为0.6~0.7g/平方米。
8.根据权利要求6所述的快干型双组份无溶剂聚氨酯复合胶粘剂在软包装复合膜中的应用，其特征在于，所述薄膜为PET膜、OPP膜、PE膜、NY镀铝膜或纯铝膜。
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