CN112175563A - 一种耐高温蒸煮热封涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种耐高温蒸煮热封涂层及其制备方法，所述热封涂层由以下组分组成：硬树脂15~25份，软树脂0~5份，增粘树脂2~15份，溶剂55~75份，所述硬树脂为玻璃化转变温度70~90℃的共聚酯，分子量在20000~30000；所述软树脂为玻璃化转变温度‑5~10℃的共聚酯，分子量在5000~10000。所述热封涂层通过分别制备硬树脂，软树脂，然后将制备好的硬树脂，软树脂，及增粘树脂，溶剂按比例混合，加热搅拌成均相制得。本发明的有益效果体现在：本发明的热封涂层具有耐高温蒸煮性能，大大提升了包装领域的发展。

Description

一种耐高温蒸煮热封涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于热封胶粘剂技术领域，具体涉及一种耐高温蒸煮热封涂层及其制备方法。

背景技术

很多食品包装都需要做密封处理，通常的一些食品包装需要高温蒸煮处理，例如餐盒包装等等。为了满足包装强度和使用需求，当前的技术主要选择了双组份的聚氨酯胶粘剂。但是这种双组份胶粘剂存在以下不足：

1、双组份胶粘剂的工艺复杂，需要熟化完成，贴合后不能很快使用，造成一定的能耗大以及效率低的问题；

2、配方复杂，为了达到耐蒸煮效果，双组份的胶粘剂通常引入大量的助剂，这样对后期的影响十分大；

3、异氰酸酯固化剂的使用存在一定的风险，体系含有氮元素等有害物质，易氧化物的含量容易大；当前的耐高温蒸煮双组份胶粘剂的不足限制了包装领域的发展，也导致了能源的消耗和效率低，这对整个耐高温蒸煮食品包装行业的影响很大。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种耐高温蒸煮热封涂层及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种耐高温蒸煮热封涂层，由以下组分组成：硬树脂15~25份，软树脂0~5份，增粘树脂2~15份，溶剂55~75份，所述硬树脂为玻璃化转变温度70~90℃的共聚酯，分子量在20000~30000；所述软树脂为玻璃化转变温度-5~10℃的共聚酯，分子量在5000~10000。

优选地，所述增粘树脂为松香树脂、萜烯树脂、松香衍生物中的一种或一种以上的组合。

优选地，所述溶剂为乙酸乙酯。

优选地，一种耐高温蒸煮热封涂层的制备方法，分别制备硬树脂，软树脂，然后将制备好的硬树脂，软树脂，及增粘树脂，溶剂按比例混合，加热搅拌成均相，得到耐高温蒸煮热封涂层。

优选地，所述硬树脂由主要单体芳香族二元酸、脂肪族或脂环族二元酸、脂肪族二元醇等在催化剂的作用下缩聚而成，且醇酸比范围为1.0~1.5。

优选地，所述芳香族二元酸选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族或脂环族二元酸选自丁二酸 、己二酸、壬二酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6己二醇其中的一种或一种以上组合；所述催化剂为醋酸钴、钛酸四丁酯、三氧化二锑、醋酸锰、三氧化二锗中的一种或几种的组合。

优选地，所述软树脂由主要单体芳香族二元酸、脂肪族或脂环族二元酸、脂肪族二元醇在催化剂作用下缩聚而成，且醇酸比范围为1.6~2.0。

优选地，所述芳香族二元酸选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族或脂环族二元酸选自：丁二酸 、己二酸、壬二酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1 ，2-丙二醇、1 ，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6己二醇其中的一种或一种以上组合；所述催化剂为醋酸钴、钛酸四丁酯、三氧化二锑、醋酸锰、三氧化二锗中的一种或几种的组合。

以上所述一种耐高温蒸煮热封涂层的制备方法，包括如下步骤：

S1、制备硬树脂

S11、将原材料按照比例投入反应釜中，并加入催化剂；反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0~0.05MPa；

S12、在195~250℃下进行酯化反应；

S13、酯化副产物达到95%后在250~280℃下进行缩聚反应，当达到熔体粘度100~150cps后冷却出釜切粒，得到硬树脂颗粒；

S2、制备软树脂

S21、将原材料按比例投入反应釜中，并加入催化剂；反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0.05MPa；

S22、195~250℃下进行酯化反应；

S23、酯化副产物达到95%后在250~280℃下进行缩聚反应，当达到熔体粘度20~50cps后冷却出釜，得到软树脂。

S3、将S1、S2制得的硬树脂，软树脂，以及增粘树脂，溶剂按比例混合，加热、搅拌成均相，得到耐高温蒸煮热封涂层。

本发明的实现原理是通过软树脂提供剥离强度，这时需要聚酯的玻璃化转变温度低，分子量适中，而热封涂层需要有一定的反粘要求，因此需要高玻璃化转变温度的硬树脂作为搭配。为了提升整体的润湿效果引入增粘树脂，这样得到的整个涂层在不反粘的情况下还能够保证优异的贴合强度，而耐高温蒸煮则需要涂层具备足够强的软化温度和抗冲击性，通过软、硬树脂的有效搭配得到了一款热封强度高，耐高温蒸煮性能优异的热封涂层。

具体实施方式

以下结合实施例具体阐述本发明的技术方案，本发明揭示了一种耐高温蒸煮热封涂层及其制备方法。

实施例1

将20份硬聚酯水溶液，5份软树脂，10份萜烯树脂，65份乙酸乙酯依次投放在搅拌釜内，温度为80℃，转速为300r/min的条件下搅拌均匀为止，即得耐高温蒸煮热封涂层。

其中，硬树脂采用的初始投料比为醇/酸=1.5；多元醇主要由1，6己二醇30份，乙二醇20份，1，4丁二醇30份组成；多元酸由邻苯二甲酸40份，间苯二甲酸60份组成；以上原料按照计算比例投入反应釜中，同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到125cps后冷却出釜切粒。得到的硬树脂分子量为21000，Tg为75℃。

其中，软树脂采用的初始投料比为醇/酸=1.6；多元醇主要由乙二醇30份，1，4丁二醇60份组成；多元酸由邻苯二甲酸35份，间苯二甲酸75份组成；以上原料按照计算比例投入反应釜中，同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到35cps后冷却出釜切粒。得到软树脂的分子量为6000，Tg为6℃。

实施例2

将15份硬树脂，3份软树脂，10份松香树脂，2份萜烯树脂，70份乙酸乙酯依次投放在搅拌釜内，温度为80℃，转速为300r/min的条件下搅拌均匀为止，既得耐高温蒸煮热封涂层。

其中，硬树脂采用的初始投料比为醇/酸=1.3；多元醇主要由1 ，2-丙二醇40份，1，3-丙二醇20份，1，6己二醇30份，乙二醇10份组成；多元酸由邻苯二甲酸20份、萘二羧酸35份，壬二酸45份组成；以上原料按照计算比例投入反应釜中，同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到150cps后冷却出釜切粒。得到的硬树脂的分子量为28000，Tg为85℃。

其中，软树脂采用的初始投料比为醇/酸=1.7；多元醇主要由1，6己二醇30份，乙二醇10份，1，4丁二醇60份组成；多元酸由邻苯二甲酸20份，间苯二甲酸30份，己二酸50份组成；以上原料按照计算比例投入反应釜中，同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到20cps后冷却出釜切粒。得到软树脂的分子量为7000，Tg为-4℃。

实施例3

将25份硬树脂，10份松香树脂，5份萜烯树脂，70份乙酸乙酯依次投放在搅拌釜内，温度为80℃，转速为300r/min的条件下搅拌均匀为止，既得耐高温蒸煮热封涂层。

其中，硬树脂采用的初始投料比为醇/酸=1.1；多元醇主要由乙二醇40份，1，6己二醇60份组成；多元酸由邻苯二甲酸80份，间苯二甲酸20份组成；以上原料按照计算比例投入反应釜中，同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到145cps后冷却出釜切粒。得到的硬树脂的分子量为27000，Tg为88℃。

实施例4

将23份硬树脂，2份软树脂，5份松香树脂，5份萜烯树脂，65份乙酸乙酯依次投放在搅拌釜内，温度为80℃，转速为300r/min的条件下搅拌均匀为止，既得耐高温蒸煮热封涂层。

其中，硬树脂采用的初始投料比为醇/酸=1.5；多元醇主要由1，6己二醇30份，乙二醇20份，1，4丁二醇30份组成；多元酸由邻苯二甲酸40份，间苯二甲酸60份组成；以上原料按照计算比例投入反应釜中，同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到130cps后冷却出釜切粒。得到的硬树脂的分子量为22000，Tg为78℃。

其中，软树脂采用的初始投料比为醇/酸=1.9；多元醇主要由乙二醇30份，1，4丁二醇60份组成；多元酸由邻苯二甲酸35份，间苯二甲酸75份组成；以上原料按照计算比例投入反应釜中，同时在195~250℃下酯化反应，待酯化副产物达到95%后升温至250~280℃进行缩聚反应，待熔体粘度达到35cps后冷却出釜切粒。得到软树脂的分子量为6000，Tg为4℃。

各实施例性能测试数据如表1所示：

表1各实施例对比数据

。

根据表1中数据能够看出本发明的实施例配方对多个基材都具备高的贴合力，蒸煮后贴合力降低很少，同时本发明实施例配方易氧化物含量低，满足国家规定标准，具备很好涂膜性，储存稳定性佳，能够满足食品包装的要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种耐高温蒸煮热封涂层，其特征在于：由以下组分组成：硬树脂15~25份，软树脂0~5份，增粘树脂2~15份，溶剂55~75份，所述硬树脂为玻璃化转变温度70~90℃的共聚酯，分子量在20000~30000；所述软树脂为玻璃化转变温度-5~10℃的共聚酯，分子量在5000~10000。

2.如权利要求1所述的一种耐高温蒸煮热封涂层，其特征在于：所述增粘树脂为松香树脂、萜烯树脂、松香衍生物中的一种或一种以上的组合。

3.如权利要求1所述的一种耐高温蒸煮热封涂层，其特征在于：所述溶剂为乙酸乙酯。

4.如权利要求1所述的一种耐高温蒸煮热封涂层的制备方法，其特征在于：分别制备硬树脂，软树脂，然后将制备好的硬树脂，软树脂，及增粘树脂，溶剂按比例混合，加热搅拌成均相，得到耐高温蒸煮热封涂层。

5.如权利要求4所述的一种耐高温蒸煮热封涂层的制备方法，其特征在于：所述硬树脂由主要单体芳香族二元酸、脂肪族或脂环族二元酸、脂肪族二元醇在催化剂的作用下缩聚而成且醇酸比范围为1.0~1.5。

6.如权利要求5所述的一种耐高温蒸煮热封涂层的制备方法，其特征在于：所述芳香族二元酸选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族或脂环族二元酸选自丁二酸 、己二酸、壬二酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6己二醇其中的一种或一种以上组合；所述催化剂为醋酸钴、钛酸四丁酯、三氧化二锑、醋酸锰、三氧化二锗中的一种或几种的组合。

7.如权利要求4所述的一种耐高温蒸煮热封涂层的制备方法，其特征在于：所述软树脂由主要单体芳香族二元酸、脂肪族或脂环族二元酸、脂肪族二元醇在催化剂作用下缩聚而成，且醇酸比范围为1.6~2.0。

8.如权利要求7所述的一种耐高温蒸煮热封涂层的制备方法，其特征在于：所述芳香族二元酸选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族或脂环族二元酸选自丁二酸 、己二酸、壬二酸其中的一种或一种以上组合；所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1 ，2-丙二醇、1 ，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6己二醇其中的一种或一种以上组合；所述催化剂为醋酸钴、钛酸四丁酯、三氧化二锑、醋酸锰、三氧化二锗中的一种或几种的组合。

9.如权利要求4-8中任意一种所述的一种耐高温蒸煮热封涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、制备硬树脂：

S11、将原材料按照比例投入反应釜中，并加入催化剂；反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0~0.05MPa；

S12、在195~250℃下进行酯化反应；

S13、酯化副产物达到95%后在250~280℃下进行缩聚反应，当达到熔体粘度100~150cps后冷却出釜切粒，得到硬树脂颗粒；

S2、制备软树脂：

S21、将原材料按比例投入反应釜中，并加入催化剂；反应釜内通入氮气排除空气，初始压力设定为0.05MPa；

S22、195~250℃下进行酯化反应；

S23、酯化副产物达到95%后在250~280℃下进行缩聚反应，当达到熔体粘度20~50cps后冷却出釜切粒，得到软树脂；

S3、将S1、S2制得的硬树脂，软树脂，以及增粘树脂，溶剂按比例混合，加热、搅拌成均相，得到耐高温蒸煮热封涂层。