CN110305283B - 一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶粘剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其是一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶粘剂，包括A、B两组分，聚酯多元醇、聚醚多元醇和异氰酸酯在溶剂中反应而得到的以异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体溶液，B组分由聚酯多元醇、聚醚多元醇、树脂、扩链剂及溶剂混合而成。其中，A组分的异氰酸酯基团的质量百分比含量为6～12%。本发明提供的一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶黏剂，通过利用长链碳原子多元酸合成的聚酯多元醇来制备聚氨酯预聚体，可以提高对聚乳酸薄膜以及铝箔的润湿效果，其对聚乳酸薄膜和铝箔都具有优异的粘结效果；本发明采用以胺为起始剂的聚醚多元醇，能够提高A组分和B组分的反应速度，进一步加快初粘的形成，以及催化固化反应的进行。

Description

一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶粘剂
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其是一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶粘剂。
背景技术
近年来随着环境保护意识的逐渐增强，加之环境保护法规的日益严苛，以及石油和塑料价格的日益高涨，使得生物降解材料得以快速发展，并且在某些领域中有逐渐替代传统塑料的趋势。聚乳酸因其具有生物可降解性，原料可从生物质原料中提取，生物相容性好，以及光学性能优异。
随着石油和塑料价格日益高涨，以及环保理念的深入人心，传统的包装材料如PE，PP，PET等在部分领域逐渐被取代，新型的包装材料如聚乳酸薄膜，因其具有生物可降解性，原料可从生物质原料中提取，生物相容性好，光学透明性优异等优势，逐渐占有一定的市场份额。然而，单独的聚乳酸薄膜并不能满足产品的包装需求，因此，由多种单一膜复合而成的包装材料已然成为一种趋势。然而聚乳酸薄膜由于其特殊的侧甲基结构导致其较难粘接，同时，铝箔由于其表面致密的氧化层也是一种较难粘接的材料，开发一种聚乳酸薄膜——铝箔复合胶成了一种迫切的需要。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶黏剂，其对聚乳酸薄膜以及铝箔有优异的润湿性，对聚乳酸薄膜和铝箔都具有优异的粘结效果。
为了达到上述目的，本发明提供的一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶黏剂及其制备方法，包括A、B两组分，聚酯多元醇、聚醚多元醇和异氰酸酯在溶剂中反应而得到的以异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体溶液，B组分由聚酯多元醇、聚醚多元醇、树脂、扩链剂及溶剂混合而成。其中，A组分的异氰酸酯基团的质量百分比含量为6～12％。
所述的A、B组分中的溶剂为乙酸乙酯，碳酸二甲酯，丁酮，乙酸丁酯中的一种或者多种。其中，A组分溶剂的含量为15～25％，B组分溶剂的含量为15～25％。
所述的树脂为热塑性树脂：碳5石油树脂、碳9石油树脂、萜烯树脂、酚醛树脂、TPU树脂、聚酯树脂中的一种或多种。
所述的扩链剂为三羟甲基丙烷、甘油、二甘醇、1,2-乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、2-甲基丙二醇、新戊二醇中的一种或多种。
所述的聚醚多元醇是以小分子多元醇或小分子多元胺为起始剂通过聚合环氧丙烷制备而得到的聚醚多元醇，其羟值在50～800mgKOH/g。其中所述的小分子多元醇为1,2丙二醇，甘油，三羟甲基丙烷中的任意一种；所述的小分子多元胺为乙二胺，异佛尔酮二胺，间苯二胺，2,4甲苯二胺中的任意一种，优选乙二胺。
所述的A、B组分中所述的聚酯多元醇由一种或多种2～8个碳原子的小分子多元醇与一种或多种2～40个碳原子的小分子多元酸反应而成。其中，所述的小分子多元醇为乙二醇、2-甲基丙二醇、1,2—丙二醇、二甘醇、三羟甲基丙烷、甘油、1,6—己二醇、1,4—丁二醇、新戊二醇中的一种或多种；所述的小分子多元酸为脂肪族酸和芳香族酸的混合物，其中脂肪族酸为1,4—丁二酸、1,5—戊二酸、1,6—己二酸、葵二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、二聚酸中的一种或多种，芳香族酸为间苯二甲酸、对苯二甲酸中的一种或两种；所述的反应产物聚酯多元醇的羟值为28～56mgKOH/g。
优选的A组分和所述的B组分混合比例为1.2:1～1.8:1。
优选的A，B组分在充分混合后得到的混合胶液，需涂布在铝箔上，使得部分溶剂经过预先挥发过后，再复合聚乳酸薄膜。
本发明提供的一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶黏剂，通过利用长链碳原子多元酸合成的聚酯多元醇来制备聚氨酯预聚体，可以提高对聚乳酸薄膜以及铝箔的润湿效果，其对聚乳酸薄膜和铝箔都具有优异的粘结效果；同时利用TPU树脂以及聚酯树脂来提高胶水的初粘效果，防止在复合的过程中因初粘效果不够，造成薄膜的滑移；另一方面，本发明采用以胺为起始剂的聚醚多元醇，能够提高A组分和B组分的反应速度，进一步加快初粘的形成，以及催化固化反应的进行。
具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型作进一步的描述。
实施例1：
本发明提供的一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶黏剂，具体制备方法为：
聚酯多元醇的制备
将350克己二酸，484克葵二酸，100克间苯二甲酸，210克新戊二醇，300克1,6—己二醇，150克1，4-丁二醇投入聚酯反应釜中，升温同时开始搅拌；当升温到190℃时，开始馏出水分，继续升温至内温达到220℃，待馏出的水接近理论量时，测定酸值小于15mg/KOH时开始减压蒸出反应生成的低聚物和多余醇，当馏出物减少或变慢时，减压进行高真空反应，系统压力保持在80Pa以下，反应时间3小时后，不断取样测定羟值，当羟值达到56mg/KOH时缩聚反应结束。
A组分的制备
取上述制备的聚酯多元醇150克，2000分子量的聚氧化丙烯二醇150克，加入到反应釜中，110℃真空脱水1小时，降温到60℃后，加入乙酸乙酯40克，乙酸丁酯5克，碳酸二甲酯35，丁酮20克，搅拌均匀后，加入异氰酸酯(MDI—50)200克，保持80℃反应3小时，冷却出料。
B组分的制备
取上述制备的聚酯多元醇150克，2000分子量的聚氧化丙烯二醇100克，1000分子量的聚氧化丙烯二醇150克，400分子量的聚氧化丙烯二醇20克，TPU树脂30克，加入到反应釜中，110℃真空脱水1小时，降温到60℃后，加入乙酸乙酯40克，乙酸丁酯5克，碳酸二甲酯35，丁酮20克,5克胺起始剂的聚醚(RA640)，10克二甘醇，抗氧剂2克，硅烷偶联剂5克，加入到反应釜中，搅拌均匀后，冷却出料。
将A、B组份按质量比1.3：1混合，得到的混合胶液，涂布在铝箔上，使得部分溶剂经过预先挥发过后，再复合聚乳酸薄膜。制作聚乳酸薄膜和铝箔的复合膜，常温下固化3天时间，测试剥离强度为8.2N/15mm。
实施例2：
本发明提供的一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶黏剂，具体制备方法为：
将350克己二酸，484克葵二酸，100克二聚酸，100克间苯二甲酸，210克新戊二醇，540克1,6—己二醇投入聚酯反应釜中，升温同时开始搅拌；当升温到190℃时，开始馏出水分，继续升温至内温达到220℃，待馏出的水接近理论量时，测定酸值小于15mg/KOH时开始减压蒸出反应生成的低聚物和多余醇，当馏出物减少或变慢时，减压进行高真空反应，系统压力保持在80Pa以下，反应时间3小时后，不断取样测定羟值，当羟值达到56mg/KOH时缩聚反应结束。
A组分的制备
取上述制备的聚酯多元醇200克，2000分子量的聚氧化丙烯二醇100克，加入到反应釜中，110℃真空脱水1小时，降温到60℃后，加入乙酸乙酯55克，乙酸丁酯5克，碳酸二甲酯30，丁酮10克，搅拌均匀后，加入异氰酸酯(MDI—50)200克，保持80℃反应3小时，冷却出料。
B组分的制备
取上述制备的聚酯多元醇150克，2000分子量的聚氧化丙烯二醇100克，1000分子量的聚氧化丙烯二醇150克，400分子量的聚氧化丙烯二醇20克，TPU树脂30克，加入到反应釜中，110℃真空脱水1小时，降温到60℃后，加入乙酸乙酯55克，乙酸丁酯5克，碳酸二甲酯30，丁酮10克，5克胺起始剂的聚醚(RA640)，10克1,4-丁二醇，抗氧剂2克，硅烷偶联剂5克，加入到反应釜中，搅拌均匀后，冷却出料
将A、B组份按质量比1.5：1混合，得到的混合胶液，涂布在铝箔上，使得部分溶剂经过预先挥发过后，再复合聚乳酸薄膜。制作聚乳酸薄膜和铝箔的复合膜，常温下固化3天时间，测试剥离强度为9.5N/15mm。
实施例3：
本发明提供的一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶黏剂，具体制备方法为：
将350克己二酸，484克葵二酸，200克二聚酸，100克间苯二甲酸，110克新戊二醇，420克1,6—己二醇,150克1,4-丁二醇投入聚酯反应釜中，升温同时开始搅拌；当升温到190℃时，开始馏出水分，继续升温至内温达到220℃，待馏出的水接近理论量时，测定酸值小于15mg/KOH时开始减压蒸出反应生成的低聚物和多余醇，当馏出物减少或变慢时，减压进行高真空反应，系统压力保持在80Pa以下，反应时间3小时后，不断取样测定羟值，当羟值达到56mg/KOH时缩聚反应结束。
A组分的制备
取上述制备的聚酯多元醇200克，2000分子量的聚氧化丙烯二醇100克，加入到反应釜中，110℃真空脱水1小时，降温到60℃后，加入乙酸乙酯60克，碳酸二甲酯30，丁酮10克，搅拌均匀后，加入异氰酸酯(MDI—50)200克，保持80℃反应3小时，冷却出料。
B组分的制备
取上述制备的聚酯多元醇150克，2000分子量的聚氧化丙烯二醇100克，1000分子量的聚氧化丙烯二醇150克，400分子量的聚氧化丙烯二醇20克，聚酯树脂30克，加入到反应釜中，110℃真空脱水1小时，降温到60℃后，加入乙酸乙酯60克，碳酸二甲酯30，丁酮10克，5克胺起始剂的聚醚(RA640)，10克二甘醇，抗氧剂2克，硅烷偶联剂5克，加入到反应釜中，搅拌均匀后，冷却出料。
将A、B组份按质量比1.4：1混合，得到的混合胶液，涂布在铝箔上，使得部分溶剂经过预先挥发过后，再复合聚乳酸薄膜。制作聚乳酸薄膜和铝箔的复合膜，常温下固化3天时间，测试剥离强度为8.5N/15mm。
实施例4：
本发明提供的一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶黏剂，具体制备方法为：
聚酯多元醇的制备
将350克己二酸，484克十二烷二酸，200克二聚酸，100克间苯二甲酸，110克新戊二醇，640克1,6—己二醇投入聚酯反应釜中，升温同时开始搅拌；当升温到190℃时，开始馏出水分，继续升温至内温达到220℃，待馏出的水接近理论量时，测定酸值小于15mg/KOH时开始减压蒸出反应生成的低聚物和多余醇，当馏出物减少或变慢时，减压进行高真空反应，系统压力保持在80Pa以下，反应时间3小时后，不断取样测定羟值，当羟值达到56mg/KOH时缩聚反应结束。
A组分的制备
取上述制备的聚酯多元醇200克，2000分子量的聚氧化丙烯二醇100克，加入到反应釜中，110℃真空脱水1小时，降温到60℃后，加入乙酸乙酯45克，乙酸丁酯5克，碳酸二甲酯30，丁酮20克，搅拌均匀后，加入异氰酸酯(MDI—50)200克，保持80℃反应3小时，冷却出料。
B组分的制备
取上述制备的聚酯多元醇150克，2000分子量的聚氧化丙烯二醇100克，1000分子量的聚氧化丙烯二醇150克，400分子量的聚氧化丙烯二醇20克，聚酯树脂30克，加入到反应釜中，110℃真空脱水1小时，降温到60℃后，加入乙酸乙酯45克，乙酸丁酯5克，碳酸二甲酯30，丁酮20克，5克胺起始剂的聚醚(RA640)，10克1,4-丁二醇，抗氧剂2克，硅烷偶联剂5克，加入到反应釜中，搅拌均匀后，冷却出料。
将A、B组份按质量比1.5：1混合，得到的混合胶液，涂布在铝箔上，使得部分溶剂经过预先挥发过后，再复合聚乳酸薄膜。制作聚乳酸薄膜和铝箔的复合膜，常温下固化3天时间，测试剥离强度为9.3N/15mm。

Claims (2)

1.一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶黏剂，其特征是：包括A、B两组分，A组分为聚酯多元醇、聚醚多元醇和异氰酸酯在溶剂中反应而得到的以异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体溶液，B组分由聚酯多元醇、聚醚多元醇、树脂、扩链剂及溶剂混合而成；A组分的异氰酸酯基团的质量百分比含量为6～12％；所述的A、B组分中的溶剂为乙酸乙酯，碳酸二甲酯，丁酮，乙酸丁酯中的一种或者多种；其中，A组分溶剂的含量为15～25％，B组分溶剂的含量为15～25％；所述的树脂为热塑性树脂：碳5石油树脂、碳9石油树脂、萜烯树脂、酚醛树脂、TPU树脂、聚酯树脂中的一种或多种；所述的扩链剂为三羟甲基丙烷、甘油、二甘醇、1,2-乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、2-甲基丙二醇、新戊二醇中的一种或多种；聚醚多元醇是以小分子多元醇或小分子多元胺为起始剂通过聚合环氧丙烷制备而得到的聚醚多元醇，其羟值在50～800mgKOH/g，其中所述的小分子多元醇为1,2丙二醇，甘油，三羟甲基丙烷中的任意一种；所述的小分子多元胺为乙二胺，异佛尔酮二胺，间苯二胺，2,4甲苯二胺中的任意一种；A、B组分中所述的聚酯多元醇由小分子多元醇与小分子多元酸反应而成；所述的A组分和所述的B组分混合比例为1.2:1～1.8:1；制备聚酯多元醇的小分子多元醇为210份新戊二醇，300份1,6—己二醇和150份1，4-丁二醇；所述的小分子多元酸为脂肪族酸和芳香族酸的混合物包括：350份己二酸，484份葵二酸和100份间苯二甲酸；所述的反应产物聚酯多元醇的羟值为28～56mgKOH/g。
2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸薄膜与铝箔复合用聚氨酯胶黏剂，其特征是：所述的A，B组分在充分混合后得到的混合胶液，需涂布在铝箔上，使得部分溶剂经过预先挥发过后，再复合聚乳酸薄膜。
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