CN1970672A - 醇溶性聚氨酯双组分粘合剂及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种醇溶性聚氨酯双组分粘合剂及其制备工艺，包括主剂和固化剂，两者的重量配比为6～16∶1，所述固化剂主要由环氧树脂或者偶联剂或者两者的混合物制得，所述主剂主要由聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯、己烷、异丙醇、丙酮、胺、乙醇制成；制备工艺包括：制备预聚体，配制席夫碱，合成反应，蒸馏，固化剂复配与封装。该粘合剂可在任何气候环境中使用，生产成本较低，对终端产品没有污染，利于环保，该生产工艺科学合理，易于工业化生产。

Description

醇溶性聚氨酯双组分粘合剂及其制备工艺

技术领域

本发明属于精细化工领域，涉及一种粘合剂，具体涉及一种醇溶性聚氨酯双组分粘合剂及其制备方法。

背景技术

目前市场上的粘合剂种类较多，但都有缺点，如粘合剂中含有毒害物质，使用不够安全，对工人有毒害，对环境有污染，对潮湿气候比较敏感，在南方的梅雨季节，复合膜的表面张力不能达到要求，透明性不好，并且单组分胶复膜后干不透，容易发生质量事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种醇溶性聚氨酯双组分粘合剂及其制备方法，该粘合剂可在任何气候环境中使用，生产成本较低，对终端产品没有污染，利于环保，该生产工艺科学合理，易于工业化生产。

本发明所提出的第一个技术问题是这样解决的：提供一种醇溶性聚氨酯双组分粘合剂，包括主剂和固化剂，两者的重量配比为6～16∶1，所述固化剂主要由环氧树脂或者偶联剂或者两者的混合物制得，所述主剂主要由以下重量配比的原料组分制成：

聚醚多元醇        70～90份

甲苯二异氰酸酯    10～30份

己烷              8～16份

异丙醇            4～9份

丙酮              5～10份

胺                3～9份

乙醇          15～30份

本发明所提出的第二个技术问题是这样解决的：提供一种醇溶性聚氨酯双组分粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)、制备预聚体：将聚醚、甲苯二异氰酸酯、己烷按比例加入至反应釜，缓慢升温至75℃，在75～85℃维持1.2～1.6小时，之后0.5小时将其升至100℃，在99～101℃之间维持4小时后通水冷却至50℃；

(2)、配制席夫碱：在另一个反应釜里，按比例依次加入己烷、异丙醇、丙酮、胺，边冷却边搅拌，3小时后温度应小于25℃；

(3)、合成反应：将步骤(1)中反应釜内的反应物在4～6分钟内加入到步骤(2)中的反应釜内，并快速搅拌，同时通水冷却；

(4)、蒸馏：将步骤(3)中的反应物加热蒸馏，加热温度70～130℃，熔剂量蒸够后，停止加热，冷却5分钟后加入工业酒精或者回收熔剂，配成70％的高固含低粘度醇溶胶或者50％的低固含高粘度醇溶胶，然后分别用容器封装；

(5)、固化剂复配与封装：将环氧树脂、偶联剂单独或者混合加热，分装于容器中，与步骤(4)中的固含胶产品一起使用，两者的重量配比为：(1)、固化剂∶70％醇溶胶＝1∶6～12；(2)、固化剂∶50％醇溶胶＝1∶8～16。

按照本发明所提供的醇溶性聚氨酯双组分粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中回收熔剂的操作步骤为：将蒸馏出液加入到反应容器中，加入一定量的水洗3～6遍，析出下层液放出装桶；其余部分蒸馏，将柱温62℃以前蒸馏份收集，之后收集62～80℃馏分，残液放出，收集的馏分可做生产工序蒸馏后的胶水的稀释使用。

按照本发明所提供的醇溶性聚氨酯双组分粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中固化剂可以按照以下方式之一制得：

(1)、将环氧树脂倒入加热釜中，加热至40℃后搅拌均匀，分装；

(2)、将环氧树脂倒入加热釜中，在加入偶联剂，搅拌均匀，同时加热至30℃，分装；

(3)、将环氧树脂倒入加热釜中，加入偶联剂和异丙醇，搅拌均匀、同时升温至30℃，分装。

本发明所提供的醇溶性聚氨酯双组分粘合剂与传统的酯溶性粘合剂相比，它有以下优点：

1、醇溶性粘合剂主剂与固化剂均不含毒性高的异氰酸根，这就大大降低了对终端产品可能带来的污染，使包装物可更安全更放心地消费；

2、醇溶性粘合剂对环境的适应性更强，因酯溶胶的固化剂有NCO基团对水汽很敏感，放置时间长容易被反应、固化，所以在潮湿、热环境中开桶后，必须尽快用完，不然胶很容易废掉。而醇溶性胶不含与水反应的基团，可在任何气候环境中使用；

3、醇溶性粘合剂所用的稀释剂乙醇廉价易得，而酯溶性胶所用的稀释剂乙酯比乙醇贵，这有利于降低使用成本；

4、具有良好初粘力和抗爽滑性能，复合后的簿膜透明度高，能很好的反应出包装内容物。

5、经醇溶胶复合后的膜可常温熟化，也能有效地节约成本。

6、用的生产技术具有工艺流程短，投入消耗低，操作简易，产品质量稳定的特点。

附图说明

图1是本发明所提供的醇溶性聚氨酯双组分粘合剂的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明作进一步的说明。

本发明所提供的醇溶性聚氨酯双组分粘合剂分为主剂和固化剂两种组分，主剂主要由聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯(通用名称为TDI，下同)、己烷、异丙醇、丙酮、胺、乙醇制成，固化剂主要包括环氧树脂(EP828，下同)和偶联剂(KH560，下同)，制备工艺如图1所示：

1.制备预聚体：将聚醚、TDI、己烷按比例加入至1立方米的反应釜，缓慢升温至75℃，在75～85℃维持1.5小时，之后0.5小时将其升至100℃，在99～101℃维持4小时，之后通水冷却，60℃时取样测定NCO，当温度冷却至50℃时，方可进行下一步合成反应；

2.配置席夫碱：在2立方米的反应釜里，按比例依次加入己烷、异丙醇、丙酮、胺，边冷却边搅拌，3小时后温度应小于25℃；

3.合成：在快速搅拌下，同时通水冷却，在4～6分钟内将预聚体加入到2立方米合成釜中，温度可升至55～62℃，合成完撤冷却水；

4.蒸馏：搅拌1小时后，加热蒸馏。加热油温度130℃，内温100℃，柱温78℃，溶剂量蒸够以后，停加热，通水冷却，5分钟后加工业酒精或回收溶剂，配成70％或50％固含，搅拌均匀。取样测定：(1)、70％质量指标：胺值17～21mg/gKOH，粘度20℃)4000～8000mPa.S，固含量68％～72％，(2)、50％质量指标：胺值12.5～15.5mg/gKOH，粘度(20℃)300～600mPa.S，固含量48％～52％。合格即小桶分装：70％固含于20升铁桶中装18公斤：50％固含于20升铁桶中装16公斤。产品分高固低粘度(70％)和低固含高粘度(50％)两大类；每一大类又分两个品种，高固含低粘度分为普通复合型TZC7001和高固含高强度复合型TZC7002，低固含高粘度也分为普通复合型TZC5001和高强度低固含TZC5002两种产品，其用途及复合基材都大同小异；

5、回收溶剂：每吨70％固含胶蒸出溶剂约300公斤，其中前2/3可回收使用，回收率达70～75％，后1/3可做清洗溶剂。操作步骤：将生产中蒸馏出液加入到2立方米反应釜中，加入一定量的水洗5遍，分出下层液放出装桶，可做洗釜用，之后蒸馏，将柱温62℃以前蒸馏份收集，之后收集62～80℃馏分，残液放出。收集的馏分可做生产工序蒸馏后的胶水的稀释使用；

6、固化剂复配与分装：

(1)、TZC7001B(TZC5001B)将EP828倒入500升加热釜中，升温至40℃，搅拌均匀、分装：701B于2升铁桶中装1.5公斤，TZC501B于2升铁桶中装1.2公斤；

(2)、TZC7002B(TZC5002B)将EP828倒入500升加热釜中，加入KH560，搅拌均匀、同时升温至30℃、分装：TZC7002B于2升铁桶中装1.5公斤，TZC502B于2升铁桶中装1.2公斤；

(3)、TZC7090(ECO5090)：将EP828倒入500升加热釜中，加入KH560、异丙醇，搅拌均匀、同时升温至30℃、分装：TZC7090B于2升铁桶中将1.8公斤，TZC5090B于2升铁桶中装1.15公斤。

本发明所提供的醇溶性聚氨酯双组分粘合剂中主剂与固化剂之间的配比关系如下：

70％产品主剂与固化剂的使用配比一般为(6-12)∶1；

50％产品主剂与固化剂的使用配比一般为(8-16)∶1；

最佳配比为70％(6∶1)；50％(10∶1)。

醇溶胶使用浓度配比计算式(用产品型号代替)：

TZC7001/TZC7001B    TZC7002A/TZC7002B

TZC5001A/TZC5001B   TZC5002A/TZC5002B

下表是本发明所提供的各种型号的产品的性能指标：

具体实施时注意事项：在使用醇溶胶复膜过程中，如果设备事先使用过脂溶胶或其它类型的胶水复过膜，应把胶槽、网纹辊、刮刀等与膜接触到的地方用醋酸乙脂清洗干净后再用工业酒精冲洗两遍，方可能醇溶胶水进行复膜。同样道理，如果使用过醇溶胶复膜后的设备改换其它类型的胶水复膜时，一定要先用酒精将胶槽、网纹辊、刮刀等与膜接触到的地方清洗干净后，再用醋酸乙脂冲洗一遍，方可用酯溶胶或其它类型的胶进行复膜，另外经醇溶胶复合后的包装袋不适宜高温蒸煮。

本发明所提供的制备工艺流程用化学式表示如下：

主剂：

固化剂：

以下是本发明的实施例：

实施例1

醇溶性聚氨酯双组分粘合剂，主剂主要由以下重量配比的原料组分制成：

聚醚多元醇       80份

甲苯二异氰酸酯   20份

己烷             14份

异丙醇           5份

丙酮             8份

胺               6份

乙醇             24份

固化剂原料主要为环氧树脂和偶联剂中的一种或者两种。

制备工艺为：

(1)、制备预聚体：将将聚醚、甲苯二异氰酸酯、己烷按比例加入至反应釜，缓慢升温至75℃，在75～85℃维持1.5小时，之后0.5小时将其升至100℃，在99～101℃之间维持4小时后通水冷却至50℃；

(2)、配制席夫碱：在另一个反应釜里，按比例依次加入己烷、异丙醇、丙酮、胺，边冷却边搅拌，3小时后温度应小于25℃；

(3)、合成反应：将步骤(1)中反应釜内的反应物在4～6分钟内加入到步骤(2)中的反应釜内，并快速搅拌，同时通水冷却；

(4)、蒸馏：将步骤(3)中的反应物加热蒸馏，加热油温度130℃，内温度100℃，柱温78℃，熔剂量蒸够后，停止加热，冷却5分钟后加入工业酒精或者回收熔剂，配成70％的高固含低粘度醇溶胶或50％的低固含高粘度醇溶胶，然后分别用容器封装；

(5)、固化剂复配与封装：将环氧树脂、偶联剂单独或者混合加热，分装于容器中，与步骤(4)中的固含胶产品一起使用，两者的重量配比为：(1)、固化剂∶70％醇溶胶＝1∶6；(2)、固化剂∶50％醇溶胶＝1∶10，其中固化剂制得方式为：将环氧树脂倒入加热釜中，在加入偶联剂，搅拌均匀，同时加热至30℃，分装。

实施例2

醇溶性聚氨酯双组分粘合剂，主剂主要由以下重量配比的原料组分制成：

聚醚多元醇        70份

甲苯二异氰酸酯    30份

己烷              15份

异丙醇            4份

丙酮      9份

胺        4份

乙醇      30份

固化剂原料主要为环氧树脂和偶联剂中的一种或者两种。

制备工艺为：

(1)、制备预聚体：将将聚醚、甲苯二异氰酸酯、己烷按比例加入至反应釜，缓慢升温至75℃，在75～85℃维持1.5小时，之后0.5小时将其升至100℃，在99～101℃之间维持4小时后通水冷却至50℃；

(2)、配制席夫碱：在另一个反应釜里，按比例依次加入己烷、异丙醇、丙酮、胺，边冷却边搅拌，3小时后温度应小于25℃；

(3)、合成反应：将步骤(1)中反应釜内的反应物在4～6分钟内加入到步骤(2)中的反应釜内，并快速搅拌，同时通水冷却；

(4)、蒸馏：将步骤(3)中的反应物加热蒸馏，加热油温度130℃，内温度100℃，柱温78℃，熔剂量蒸够后，停止加热，冷却5分钟后加入工业酒精或者回收熔剂，配成70％的高固含低粘度醇溶胶或50％的低固含高粘度醇溶胶，然后分别用容器封装；

(5)、固化剂复配与封装：将环氧树脂、偶联剂单独或者混合加热，分装于容器中，与步骤(4)中的固含胶产品一起使用，两者的重量配比为：(1)、固化剂∶70％醇溶胶＝1∶12；(2)、固化剂∶50％醇溶胶＝1∶15，其中固化剂制得方式为：将环氧树脂倒入加热釜中，加入偶联剂和异丙醇，搅拌均匀、同时升温至30℃，分装。

实施例3

醇溶性聚氨酯双组分粘合剂，主剂主要由以下重量配比的原料组分制成：

聚醚多元醇        81份

甲苯二异氰酸酯    23份

己烷              12份

异丙醇            7份

丙酮              5份

胺                9份

乙醇              25份

固化剂可以是环氧树脂或者偶联剂或者两者的混合物。

本发明的第二个技术问题是这样解决的：提供一种醇溶性聚氨酯双组分粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)、制备预聚体：将将聚醚、甲苯二异氰酸酯、己烷按比例加入至反应釜，缓慢升温至75℃，在75～85℃维持1.5小时，之后0.5小时将其升至100℃，在99～101℃之间维持4小时后通水冷却至50℃

(2)、配制席夫碱：在另一个反应釜里，按比例依次加入己烷、异丙醇、丙酮、胺，边冷却边搅拌，3小时后温度应小于25℃；

(3)、合成反应：将步骤(1)中反应釜内的反应物在4～6分钟内加入到步骤(2)中的反应釜内，并快速搅拌，同时通水冷却；

(4)、蒸馏：将步骤(3)中的反应物加热蒸馏，加热温度70～130℃，熔剂量蒸够后，停止加热，冷却5分钟后加入工业酒精或者回收熔剂，配成70％的高固含低粘度醇溶胶或50％的低固含高粘度醇溶胶，然后分别用容器封装，回收溶剂的方法为：将蒸馏出液加入到反应容器中，加入一定量的水洗3～6遍，析出下层液放出装桶；其余部分蒸馏，将柱温62℃以前蒸馏份收集，之后收集62～80℃馏分，残液放出，收集的馏分可做生产工序蒸馏后的胶水的稀释使用；

(5)、固化剂复配与封装：将环氧树脂、偶联剂单独或者混合加热，分装于容器中，与步骤(4)中的固含胶产品一起使用，两者的重量配比为：(1)、固化剂∶70％醇溶胶＝1∶12；(2)、固化剂∶50％醇溶胶＝1∶8，固化剂的制备方式为：将环氧树脂倒入加热釜中，加热至40℃后搅拌均匀，分装。

实施例4

醇溶性聚氨酯双组分粘合剂，主剂主要由以下重量配比的原料组分制成：

聚醚多元醇        90份

甲苯二异氰酸酯    12份

己烷              13份

异丙醇            6份

丙酮              7份

胺                6份

乙醇              18份

固化剂可以是环氧树脂或者偶联剂或者两者的混合物。

制备工艺与上述实施例雷同。

Claims (4)

1、一种醇溶性聚氨酯双组分粘合剂，包括主剂和固化剂，两者的重量配比为6～16∶1，所述固化剂主要由环氧树脂或者偶联剂或者两者的混合物制得，所述主剂主要由以下重量配比的原料组分制成：

聚醚多元醇         70～90份

甲苯二异氰酸酯     10～30份

己烷               8～16份

异丙醇             4～9份

丙酮               5～10份

胺                 3～9份

乙醇               15～30份

2、一种醇溶性聚氨酯双组分粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、制备预聚体：将聚醚、甲苯二异氰酸酯、己烷按比例加入至反应釜，缓慢升温至75℃，在75～85℃维持1.2～1.6小时，之后0.5小时将其升至100℃，在99～101℃之间维持4小时后通水冷却至50℃；

(2)、配制席夫碱：在另一个反应釜里，按比例依次加入己烷、异丙醇、丙酮、胺，边冷却边搅拌，3小时后温度应小于25℃；

(3)、合成反应：将步骤(1)中反应釜内的反应物在4～6分钟内加入到步骤(2)中的反应釜内，并快速搅拌，同时通水冷却；

(4)、蒸馏：将步骤(3)中的反应物加热蒸馏，加热温度70～130℃，熔剂量蒸够后，停止加热，冷却5分钟后加入工业酒精或者回收熔剂，配成70％的高固含低粘度醇溶胶或者50％的低固含高粘度醇溶胶，然后分别用容器封装；

(5)、固化剂复配与封装：将环氧树脂、偶联剂单独或者混合加热，分装于容器中，与步骤(4)中的固含胶产品一起使用，两者的重量配比为：(1)、固化剂∶70％醇溶胶＝1∶6～12；(2)、固化剂∶50％醇溶胶＝1∶8～16。

3、根据权利要求2所述的醇溶性聚氨酯双组分粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中回收熔剂的操作步骤为：将蒸馏出液加入到反应容器中，加入一定量的水洗3～6遍，析出下层液放出装桶；其余部分蒸馏，将柱温62℃以前蒸馏份收集，之后收集62～80℃馏分，残液放出，收集的馏分可做生产工序蒸馏后的胶水的稀释使用。

4、根据权利要求2所述的醇溶性聚氨酯双组分粘合剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中固化剂可以按照以下方式之一制得：

(1)、将环氧树脂倒入加热釜中，加热至40℃后搅拌均匀，分装；

(2)、将环氧树脂倒入加热釜中，在加入偶联剂，搅拌均匀，同时加热至30℃，分装；

(3)、将环氧树脂倒入加热釜中，加入偶联剂和异丙醇，搅拌均匀、同时升温至30℃、分装。

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