CN110684502A - 耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂及其制备方法 - Google Patents

耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂及其制备方法，该粘合剂由A组分和B组分构成，A组分的原料组成包括：聚醚多元醇A1或植物油多元醇、聚醚多元醇A2、聚醚多元醇A3、抗氧剂、阻止剂、异氰酸酯；B组分的原料组成包括：聚醚多元醇B1、聚醚多元醇B2和/或植物油多元醇、小分子多元醇、阻止剂、异氰酸酯，其中，聚醚多元醇B1的数均分子量为300~600，官能度为3；聚醚多元醇B2的数均分子量为800~1200，官能度为2。本发明粘合剂粘度小，流平性好，粘合强度高，能够适用于各类塑/塑、镀铝膜及纸张等材质的复合，具有优异的透明度和光泽性，良好的爽滑性和增塑剂相容性，且用于镀铝结构材料上，复合强度高，镀铝膜未转移（零脱落）。

Description

耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及无溶剂双组分聚氨酯粘合剂技术领域，具体涉及一种耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂及其制备方法。
背景技术
随着科技技术的发展和国家环保的要求，聚氨酯粘合剂将不断向着无毒、安全、环保绿色方向发展。无溶剂双组分聚氨酯粘合剂由于环保性、安全性及成本等优势，得到了迅速发展和应用。
镀铝结构材料具有防水、防潮、防挥发、防静电、隔光、隔氧、可抽真空、抗拉伸强度高等优点。目前应用于镀铝结构材料的双组份无溶剂聚氨酯粘合剂存在粘度较大，流平性较差，产品有斑点、复合强度低、镀铝膜转移等问题。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂及其制备方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂，由A组分和B组分构成，所述A组分的原料组成包括以下组分：
所述B组分的原料组成包括以下组分：
Figure BDA0002270762280000012
其中，所述聚醚多元醇B1的数均分子量为300～1000，官能度为3；
所述聚醚多元醇B2的数均分子量为800～1200，官能度为2。
优选地，所述聚醚多元醇B1为MN-500、EP-551C、MN-700、MN-1000中的一种或几种的组合。采用该聚醚多元醇B1能扩宽反应中心，提高反应速度，使得聚氨酯粘合剂24～72小时内固化完全。
优选地，所述聚醚多元醇B2为DL-1000、N-210中的一种或二者的组合。采用该聚醚多元醇B2能提高反应速度和粘合剂的强度。
优选地，所述B组分中，所述植物油多元醇为蓖麻油、大豆油中的一种或二者的组合。
优选地，所述小分子多元醇为一缩二乙二醇、1.4-丁二醇、二丙二醇中的一种或几种的组合。该小分子多元醇能提高反应速度和粘合剂的粘合强度。
优选地，所述B组分的制备方法包括使聚醚多元醇B1、聚醚多元醇B2和/或植物油多元醇、或/和小分子多元醇、或/和阻止剂在50～100℃条件下真空抽气0.5～1.5h，或/和停止抽真空并在50～70℃条件下加入异氰酸酯反应1.5～3h，或/和抽真空3～10min，停止抽真空，出料制得25℃的粘度为400-3000mpa.s的所述B组分。
所述B组分中，所述异氰酸酯为碳化二亚胺改性的二异氰酸酯MDI-100L。
优选地，所述A组分中，所述聚醚多元醇A1的数均分子量为1500～2500，如DL-2000D、DDL-2000D、N-220、C-2056、F-3156、GY-3000、GY-3000E；
所述聚醚多元醇A2的数均分子量为300～500，如DL-400、C-2004、R-2305、GY-700、GY-1000、GY-550；
所述聚醚多元醇A3的数均分子量为800～1200，如DL-1000、DDL-1000D、C-2010、GY-1500；
所述植物油多元醇为蓖麻油、大豆油多元醇等；
所述异氰酸酯为MDI、MDI-50、碳化二亚胺改性的二异氰酸酯MDI-100L中的一种或几种的组合。
优选地，所述A组分的制备方法为使聚醚多元醇A1或植物油多元醇、聚醚多元醇A2、抗氧剂、阻止剂、或/和聚醚多元醇A3在50～100℃条件下抽真空1h，然后停止抽真空，在50～70℃条件下加入异氰酸酯并反应1.5～2.5h，然后抽真空10～30min，降温并停止抽真空，出料制得25℃的粘度为500-3000mpa.s的所述A组分。
本发明采取的另一技术方案：一种上述所述的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)A组分的制备
使聚醚多元醇A1或植物油多元醇、聚醚多元醇A2、抗氧剂、阻止剂、或/和聚醚多元醇A3在50～100℃条件下抽真空1h，然后停止抽真空，在50～70℃条件下加入异氰酸酯并反应1.5～2.5h，然后抽真空10～30min，降温并停止抽真空，出料制得所述A组分；
(2)B组分的制备
使聚醚多元醇B1、聚醚多元醇B2和/或植物油多元醇、或/和小分子多元醇、或/和阻止剂在50～100℃条件下真空抽气0.5～1.5h，或/和停止抽真空并在50～70℃条件下加入异氰酸酯反应1.5～3h，或/和抽真空3～10min，停止抽真空，出料制得所述B组分；
(3)聚氨酯粘合剂的制备
将A组分和B组分按重量比为100：45～95混合制得所述聚氨酯粘合剂。
本发明中，所述A组分和B组分混合后，40℃的粘度低于850mpa.s，30min内粘度尽量保证在低于3000mPa.s(40℃)，30min后，粘度增加过大，通常会超过5000mPa.s(40℃)，此粘度下，不适于施工。
本发明的无溶剂双组分聚氨酯粘合剂的使用方法：将A组分和B组分快速混合充分，涂胶量1.5-2.5g/m2，复合温度为50-55℃，机器线速度为150-350m/min，混合后30min内使用完，固化周期为20-40℃下，24-72小时。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的无溶剂双组分聚氨酯粘合剂为由采用多元醇和异氰酸酯配合其他组分制备的且以NCO封端的预聚体A组分与采用由特定聚醚多元醇构成的聚醚多元醇混合物的B组分混合配制而成，粘度小，流平性好，可通过喷枪喷涂，施工简便容易。粘合剂粘合强度高，能够适用于各类塑/塑、镀铝膜及纸张等材质的复合(包括食品包装的应用)，具有优异的透明度和光泽性，良好的爽滑性和增塑剂相容性，且用于镀铝结构材料上，复合强度高，镀铝膜未转移(零脱落)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的具体实施作进一步详细说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
实施例1
本实施例提供的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂通过以下方法制备得到：
(1)A组分的制备
分别称量数均分子量为2000的聚醚多元醇A1(DDL-2000D)为40份、数均分子量为400的聚醚多元醇A2(DL-400)为8份、抗氧剂1010为0.01份，副反应阻止剂(苯甲酰氯)为0.05份，反应釜组装完毕，升温到70℃后开启搅拌，转速设置为60转，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，停止抽真空，停止搅拌，加入MDI-50为52份，保持温度70℃，转速设置为100转，搅拌2h后，打开真空泵，真空度为-0.098Mpa以下，抽真空20min，停止抽真空，出料密封保存。
(2)B组分的制备
分别称量数均分子量为500的聚醚多元醇B1(MN-500)为5份、蓖麻油为90份、一缩二乙二醇为5份。反应釜组装完毕，升温到50℃后开启搅拌，转速设置为60转，保持温度为50℃，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，停止抽真空，出料密封保存。
(3)聚氨酯粘合剂的制备
将本实施例制备的A组分和B组分，按照重量比100:50，快速混合充分制得聚氨酯粘合剂。
实施例2
本实施例提供的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂通过以下方法制备得到：
(1)A组分的制备
分别称量数均分子量为2000的聚醚多元醇A1(DL-2000D)为38.3份、数均分子量为400的聚醚多元醇A2(DL-400)为7.6份、抗氧剂1010为0.01份，副反应阻止剂(磷酸)为0.05份，反应釜组装完毕，升温到70℃后开启搅拌，转速设置为60转，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，停止抽真空，停止搅拌，加入MDI-50为41份，保持温度60℃，转速设置为100转，搅拌2h后，加入碳化二亚胺改性的二异氰酸酯MDI-100L为13份，打开真空泵，真空度为-0.098Mpa以下，抽真空20min，停止抽真空，出料密封保存。
(2)B组分的制备
分别称量数均分子量为500的聚醚多元醇B1(MN-500)为6份、蓖麻油为90份、一缩二乙二醇为4份。反应釜组装完毕，升温到50℃后开启搅拌，转速设置为60转，保持温度为50℃，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，停止抽真空，出料密封保存。
(3)聚氨酯粘合剂的制备
将本实施例制备的A组分和B组分，按照重量比100:80，快速混合充分制得聚氨酯粘合剂。
实施例3
本实施例提供的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂通过以下方法制备得到：
(1)A组分的制备
分别称量蓖麻油为90份、数均分子量为400的聚醚多元醇A2(DL-400)为10份、抗氧剂1010为0.01份，副反应阻止剂(磷酸)为0.01份，反应釜组装完毕，升温到100℃后开启搅拌，转速设置为60转，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，降温至50℃，停止抽真空，停止搅拌，加入MDI-50为134份，保持温度60℃，转速设置为100转，搅拌2h后，打开真空泵，真空度为-0.098Mpa以下，抽真空20min，停止抽真空，出料密封保存。
(2)B组分的制备
分别称量数均分子量为500的聚醚多元醇B1(MN-500)为60份、数均分子量为1000的聚醚多元醇B2(DL-1000D)为40份。反应釜组装完毕，升温到100℃后开启搅拌，转速设置为60转，保持温度为100℃，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，降温至50℃，停止抽真空，加入碳化二亚胺改性的二异氰酸酯MDI-100L为7.6份，保持温度60℃，转速设置为100转，搅拌2h后，打开真空泵，真空度为-0.098Mpa以下，抽真空5min，停止抽真空，出料密封保存。
出料密封保存。
(3)聚氨酯粘合剂的制备
将本实施例制备的A组分和B组分，按照重量比100:85，快速混合充分制得聚氨酯粘合剂。
实施例4
本实施例提供的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂通过以下方法制备得到：
(1)A组分的制备
分别称量蓖麻油为70份、数均分子量为400的聚醚多元醇A2(DL-400)为10份、数均分子量为1000的聚醚多元醇A3(DDL-1000D)为20份，抗氧剂1010为0.01份，副反应阻止剂(苯甲酰氯)为0.01份，反应釜组装完毕，升温到100℃后开启搅拌，转速设置为60转，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，降温至50℃，停止抽真空，停止搅拌，加入MDI-50为134份，保持温度60℃，转速设置为100转，搅拌2h后，打开真空泵，真空度为-0.098Mpa以下，抽真空20min，停止抽真空，出料密封保存。
(2)B组分的制备
分别称量数均分子量为500的聚醚多元醇B1(MN-500)为50份、数均分子量为1000的聚醚多元醇B2(DL-1000D)为20份、大豆油多元醇为30份，副反应阻止剂(磷酸)为0.005份。反应釜组装完毕，升温到100℃后开启搅拌，转速设置为60转，保持温度为100℃，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，降温至60℃，加入碳化二亚胺改性的二异氰酸酯MDI-100L为7.5份，保持温度60℃，转速设置为100转，搅拌2h后，打开真空泵，真空度为-0.098Mpa以下，抽真空5min，停止抽真空，出料密封保存。
(3)聚氨酯粘合剂的制备
将本实施例制备的A组分和B组分，按照重量比100:100，快速混合充分制得聚氨酯粘合剂。
对比例1
本实施例提供的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂通过以下方法制备得到：
(1)A组分的制备
分别称量数均分子量为1000的聚醚多元醇A1(DDL-1000D)85份，数均分子量为500的聚醚多元醇A2(C-2004)为15份,抗氧剂1010为0.01份，副反应阻止剂(苯甲酰氯)为0.01份，反应釜组装完毕，升温到100℃后开启搅拌，转速设置为60转，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，降温至50℃，停止抽真空，停止搅拌，加入MDI-50为151份，保持温度60℃，转速设置为100转，搅拌2h后，打开真空泵，真空度为-0.098Mpa以下，抽真空20min，停止抽真空，出料密封保存。
(2)B组分的制备
分别称量数均分子量为500的聚醚多元醇B1(MN-500)为90份、数均分子量为1000的聚醚多元醇B2(N-210)为10份、副反应阻止剂(磷酸)为0.01份。反应釜组装完毕，升温到100℃后开启搅拌，转速设置为60转，保持温度为100℃，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，降温至60℃，加入碳化二亚胺改性的二异氰酸酯MDI-100L为9.7份，保持温度60℃，转速设置为100转，搅拌2h后，打开真空泵，真空度为-0.098Mpa以下，抽真空5min，停止抽真空，出料密封保存。
(3)聚氨酯粘合剂的制备
将本实施例制备的A组分和B组分，按照重量比100:86，快速混合充分制得聚氨酯粘合剂。
对比例2
本实施例提供的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂通过以下方法制备得到：
(1)A组分的制备
分别称量数均分子量为2000的聚醚多元醇A1(PE-2688)为100份，抗氧剂1010为0.01份，副反应阻止剂(苯甲酰氯)为0.01份，反应釜组装完毕，升温到100℃后开启搅拌，转速设置为60转，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，降温至50℃，停止抽真空，停止搅拌，加入MDI-50为83.5份，保持温度60℃，转速设置为100转，搅拌2h后，打开真空泵，真空度为-0.098Mpa以下，抽真空20min，停止抽真空，出料密封保存。
(2)B组分的制备
分别称量数均分子量为1000的聚醚多元醇B2(MN-1000)为100份、副反应阻止剂(磷酸)为0.005份。反应釜组装完毕，升温到100℃后开启搅拌，转速设置为60转，保持温度为100℃，开启真空泵保持真空度为-0.098Mpa以下，抽气1小时后，降温至60℃，停止抽真空，出料密封保存。
(3)聚氨酯粘合剂的制备
将本实施例制备的A组分和B组分，按照重量比100:100，快速混合充分制得聚氨酯粘合剂。
将实施例1～4和对比例1～2的聚氨酯粘合剂通过以下方法进行性能测试，测试结果见表1所示。
检测方法：
1、NCO％：按标准HG/T2409-92测定，取样品(准确到0.001g)置于锥形瓶中，用移液管准确移取10ml的二正丁胺-甲苯溶液加入锥形瓶中(测定纯MDI样品时，移取20ml的二正丁胺-甲苯溶液加入锥形瓶中)，然后再加入20ml的甲苯轻轻摇动使之溶解，最后加入80ml无水异丙醇。静置15分钟，以溴甲酚绿为指示剂，用1mol/L盐酸标准溶液进行滴定当溶液由蓝色变为黄色且30s不变色即为滴定终点，(按同样的方式做空白试验)。
2、粘度测试：采用BROOKFIELD黏度计(自带温度控制)进行粘度测定。
3、混合粘度：将A、B组分在40℃下混合均匀，采用BROOKFIELD黏度计(自带温度控制，设置40℃)进行粘度测定。
4、镀铝膜复合：按照A、B组分的比例，适用无溶剂复合机器并配有自动混合设备，涂布量1.5-2.5g/m2对PET/CPP镀铝结构进行复合，操作温度为注料为38℃、加热管为38℃、计量棍为40℃、涂布棍为40℃、复合温度55℃、机器线速度150-350m/min。
5、剥离强度：将已涂的镀铝膜放置40℃,环境湿度为70％，24小时后测试剥离强度.
表1为实施例1～4和对比例1～2的聚氨酯粘合剂的性能测试结果
Figure BDA0002270762280000071
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂，由A组分和B组分构成，其特征在于，
所述A组分的原料组成包括以下组分：
聚醚多元醇A1或植物油多元醇 25~45%；
聚醚多元醇A2 3~10%；
聚醚多元醇A3 0~10%；
抗氧剂 0.001~0.08%；
阻止剂 0.001~0.08%；
异氰酸酯 50~65%；
所述B组分的原料组成包括以下组分：
聚醚多元醇B1 4~65%；
聚醚多元醇B2和/或植物油多元醇 35~95%；
小分子多元醇 0~5.5%；
阻止剂 0~0.005%；
异氰酸酯 0~3%；
其中，所述聚醚多元醇B1的数均分子量为300~1000，官能度为3；
所述聚醚多元醇B2的数均分子量为800~1200，官能度为2。
2.根据权利要求1所述的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述聚醚多元醇B1为MN-500、EP-551C、MN-700、MN-1000中的一种或二者的组合。
3.根据权利要求1所述的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述聚醚多元醇B2为DL-1000、N-210中的一种或二者的组合。
4.根据权利要求1所述的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述B组分中，所述植物油多元醇为蓖麻油或大豆油多元醇。
5.根据权利要求1所述的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述小分子多元醇为一缩二乙二醇。
6.根据权利要求1所述的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述B组分的制备方法包括使聚醚多元醇B1、聚醚多元醇B2和/或植物油多元醇、或/和小分子多元醇、或/和阻止剂在50~100℃条件下真空抽气0.5~1.5h，或/和停止抽真空并在50~70℃条件下加入异氰酸酯反应1.5~3h，或/和抽真空3~10min，停止抽真空，出料制得25℃的粘度为400-3000mpa.s的所述B组分。
7.根据权利要求1所述的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述A组分中，所述聚醚多元醇A1的数均分子量为1500~2500，所述聚醚多元醇A2的数均分子量为300~500，所述聚醚多元醇A3的数均分子量为800~1200，所述植物油多元醇为蓖麻油或大豆油多元醇。
8.根据权利要求1所述的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂，其特征在于：所述A组分的制备方法为使聚醚多元醇A1或植物油多元醇、聚醚多元醇A2、抗氧剂、阻止剂、或/和聚醚多元醇A3在50~100℃条件下抽真空1h，然后停止抽真空，在50~70℃条件下加入异氰酸酯并反应1.5~2.5h，然后抽真空10~30min，降温并停止抽真空，出料制得25℃的粘度为500-3000 mpa.s的所述A组分。
9.一种权利要求1~8中任一项权利要求所述的耐镀铝转移用无溶剂双组分聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）A组分的制备
使聚醚多元醇A1或植物油多元醇、聚醚多元醇A2、抗氧剂、阻止剂、或/和聚醚多元醇A3在50~100℃条件下抽真空1h，然后停止抽真空，在50~70℃条件下加入异氰酸酯并反应1.5~2.5h，然后抽真空10~30min，降温并停止抽真空，出料制得所述A组分；
（2）B组分的制备
使聚醚多元醇B1、聚醚多元醇B2和/或植物油多元醇、或/和小分子多元醇、或/和阻止剂在50~100℃条件下真空抽气0.5~1.5h，或/和停止抽真空并在50~70℃条件下加入异氰酸酯反应1.5~3h，或/和抽真空3~10min，停止抽真空，出料制得所述B组分；
（3）聚氨酯粘合剂的制备
将A组分和B组分按重量比为100：45~100混合制得所述聚氨酯粘合剂。
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