CN104403623A - 一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，其特征在于，包括组份A和组份B，所述组份A是二官能度或多官能度的以异氰酸根封端的预聚体，其异氰酸根含量为2%-25%；所述组份B是二官能度或多官能度的以羟基封端的聚合物，羟值范围为10-250mgKOH/g；在50℃时，所述组份A和所述组份B的粘度不低于1000cps。本发明解决了普通双组份无溶剂反应型聚氨酯胶没有初粘力的问题，而且比普通单组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶具有相对低廉的成本和更广的适用性。

Description

一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及热熔胶及其制备方法，尤其是一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法。

【背景技术】

在软包装等行业，目前国内外市场都主要使用1）双组份溶剂型聚氨酯胶、2）双组份无溶剂聚氨酯胶、3）单组份无溶剂聚氨酯胶、4）水性丙烯酸酯胶等四大类别。

双组份溶剂型聚氨酯胶由于使用操作简单和性能稳定可靠的特点，是目前应用最广泛的。但由于胶水本身含有25-50%左右的有机溶剂，在使用过程中还需要额外再添加有机溶剂来进行稀释配制，每涂布一克干胶就需要约三克的有机溶剂，因此存在环境污染大、对操作工人健康不利、易燃易爆不安全等弊端，而且由于需要添加大量有机溶剂来稀释，涂布后再烘干的工艺，对于使用厂家来说还存在成本高、能耗高，产品易出现溶剂残留超标等问题。

双组份无溶剂聚氨酯胶解决了以上溶剂排放量大的问题，是目前软包装行业正在兴起的一种胶水。这类双组份胶水由于混合后的反应之初还是液态，所以不具有初粘力，需要专用的涂布复合设备，对设备的张力控制精度和人员的操作水平都要求很高。对于复合硬膜-硬膜结构的材料时，易出现外观质量问题。在复合纸张、无纺布等多孔纤维结构材料时，胶水易渗透进纤维结构中，这就需要大幅增加涂胶量。

单组份的无溶剂聚氨酯胶可以做到一定的初粘力，但在软包装行业应用范围较窄，因为这类胶水需要与空气中的水分进行充分接触后才能反应，反应过程中放出二氧化碳气体，而软包装的结构一般都是不易透湿透气，因此这类型的胶水仅仅适应对少量结构进行复合，并且对车间环境湿度和温度的依赖性很高。

水性丙烯酸酯类胶具有较好的初粘力，也不需要有机溶剂参与使用过程，但是采用这类胶水贴合的产品性能有限，不耐高温、不耐水、强度不太高，只适应于一些轻便包装结构（如饼干、方便面的包装膜）的复合。

【发明内容】

    本发明旨在提供一种双组份无溶剂的反应型聚氨酯热熔胶及其制备方法，解决双组份溶剂型胶不环保、成本高的问题，解决传统无溶剂聚氨酯胶没有初粘力、应用范围受限的问题，解决水性丙烯酸酯胶粘接强度不高、性能有限的问题，解决前述胶水固化速度慢的问题。

为了解决以上的技术问题，本发明具体技术方案如下：

    一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，包括组份A和组份B，所述组份A是二官能度或多官能度的以异氰酸根封端的预聚体，其异氰酸根含量为2%-25%；所述组份B是二官能度或多官能度的以羟基封端的聚合物，羟值范围为10-250mgKOH/g；在50^oC时，所述组份A和所述组份B的粘度不低于1000cps。

    进一步，所述的组份A是由二苯基甲烷二异氰酸酯和二官能度或多官能度的聚酯多元醇或聚醚多元醇聚合生成。

    进一步，所述组份B是由二官能度或多官能度的聚酯多元醇或聚醚多元醇构成。

    进一步，所述组份A和组份B中至少有一个组份含有催化剂，所述的催化剂为聚氨酯金属化合物催化剂或聚氨酯含氮化合物催化剂中的一种或多种。

    进一步，所述的二官能度或多官能度的聚酯多元醇是由二酸或多元酸与二醇或多元醇通过聚合反应生成。

    进一步，所述的二官能度或多官能度的聚醚多元醇是由环氧化合物或多元醇化合物通过聚合反应生成。

    上述双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶的应用方法，包括如下步骤：

   （1）将A组份和B组份加热到不低于60^oC，使两种组份保持在液体状态；

   （2）保持A组份和B组份温度不低于60^oC，通过静态混合管混合或机械混合使两种组份混合均匀，得到所述的双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶。

 本发明制备的双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶，具有如下有益效果：

   （1）两个组分都完全不含有机溶剂，在施工涂胶过程中也不需要添加有机溶剂，具有环保、安全、不损害操作人员健康、节省能耗的特点；

   （2）该产品涂在基材上后，随着温度的迅速下降，在0.1 – 60秒内立即具有初粘力；

   （3）产品的固化分为两个阶段，第一阶段为涂胶后因为冷却形成固体的物理固化作用；第二个阶段主要是由两个组分之间发生的化学反应，不依赖于外界环境中的湿气或基材中的水分，也不产生气体等副产物。因此，具有适应基材范围广、受环境因素小等特点；

   （4）产品固化后的胶膜是热固性物质，具有可耐高温220℃×2秒、耐低温-50℃、耐水煮（100 —135℃×30分钟）、粘接强度高、剥离强度高、撕裂强度高等特点；

   （5）产品固化过程中及固化后，均不产生初级芳香胺类物质，其含量小于10ppb级别，具有卫生安全性能好的特点。

   （6）产品的两个组分在混合过后，在20℃— 65℃的固化温度条件下，可在2- 24小时内可达到完全固化的70%- 95%程度，具有反应速度快，节省固化时间的特点。

【具体实施方式】

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

 为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。

实施例一：

选择两种组份,组份A和组份B，其中组份A为二官能度异氰酸酯预聚体，B组份为二官能度端羟基聚酯预聚体，用专用双组份热熔胶混胶设备将两种组份加热到70- 90℃，采用伺服马达和计量齿轮泵控制两个组份的比例，通过静态混合管进行混合，混合均匀后直接经过加装在干式复合机的专用涂胶设备涂布在印刷有白色油墨的聚酯（PET）膜上与铝箔（Al）进行复合，涂布量为1.6 – 2.0克/平方米，速度为80 – 150米/分，关闭烘道加热及排风，收卷后即得到外观优异的产品，外观表面无灰点、斑点、白点和“隧道”等不良现象；在室温（18-25℃）条件下放置2- 36小时后按GB/T10004-2008进行检测，平均剥离强度达到了4.5N/15mm以上。

实施例二：

选择两种组份,组份A和组份B，其中组份A为二官能度异氰酸酯预聚体，B组份为二官能度端羟基聚酯预聚体，用专用双组份热熔胶混胶设备将两种组份加热到70- 90℃，采用伺服马达和计量齿轮泵控制两个组份的比例，通过静态混合管进行混合，混合均匀后直接经过加装在干式复合机上的专用涂胶设备涂布在印刷有白色油墨的聚酯（PET）膜上与聚酯镀铝膜（VM-PET）进行复合，涂布量为1.4 – 1.8克/平方米，速度为80 – 150米/分，关闭烘道加热及排风，收卷后即得到外观优异的产品，外观表面无灰点、斑点、白点和“隧道”等不良现象；在室温（18-25℃）条件下放置2- 36小时后按GB/T10004-2008进行检测，平均剥离强度达到了1.8 N/15mm以上。

实施例三：

选择两种组份,组份A和组份B，其中组份A为二官能度异氰酸酯预聚体，B组份为二官能度端羟基聚醚预聚体，用专用双组份热熔胶混胶设备将两种组份加热到70- 90℃，采用伺服马达和计量齿轮泵控制两个组份的比例，通过静态混合管进行混合，混合均匀后直接经过加装在干式复合机上的专用涂胶设备涂布在聚酯镀铝膜（VM-PET）上与纸张进行复合，涂布量为1.5 – 2.4克/平方米，速度为60 – 150米/分，关闭烘道加热及排风，收卷后即得到外观优异的产品，外观表面无气泡、斑点、纹路和“隧道”等不良现象。停机后立即检测剥离强度，可达到纸张纤维100%撕破的强度。

实施例四：

选择两种组份,组份A和组份B，其中组份A为二官能度异氰酸酯预聚体和有机锡类催化剂，B组份为二官能度端羟基聚酯预聚体，用专用双组份热熔胶混胶设备将两种组份加热到70- 90℃，采用伺服马达和计量齿轮泵控制两个组份的比例，通过静态混合管进行混合，混合均匀后直接经过专用涂胶设备，涂覆在聚丙烯（PP）泡沫或聚乙烯（PE）泡沫上，与硅酸钙板进行辊压复合，涂布量为25- 60克/平方米，速度为5 – 30米/分。产品在室温条件（18 – 35℃）下固化4- 24小时后，可达到剥离时泡沫层完全破坏的强度，且产品可耐受连续-50℃的低温和90℃的高温4小时以上，可应用于建筑保温装饰。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，并不限制本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围。

Claims (7)

1.一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，包括组份A和组份B，所述组份A是二官能度或多官能度的以异氰酸根封端的预聚体，其异氰酸根含量为2%-25%；所述组份B是二官能度或多官能度的以羟基封端的聚合物，羟值范围为10-250mgKOH/g；在50℃时，所述组份A和所述组份B的粘度不低于1000cps。

2.如权利要求1所述的一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述的组份A是由二苯基甲烷二异氰酸酯和二官能度或多官能度的聚酯多元醇或聚醚多元醇聚合生成。

3.如权利要求1所述的一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述组份B是由二官能度或多官能度的聚酯多元醇或聚醚多元醇构成。

4.如权利要求1所述的一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述组份A和组份B中至少有一个组份含有催化剂，所述的催化剂为聚氨酯金属化合物催化剂或聚氨酯含氮化合物催化剂中的一种或多种。

5.如权利要求2和3所述的一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述的二官能度或多官能度的聚酯多元醇是由二酸或多元酸与二醇或多元醇通过聚合反应生成。

6.如权利要求2和3所述的一种双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶，其特征在于，所述的二官能度或多官能度的聚醚多元醇是由环氧化合物或多元醇化合物通过聚合反应生成。

7.如权利要求1-4所述的热熔胶的制备方法，包括如下步骤：

（1）将A组份和B组份加热到不低于60^oC，使两种组份保持在液体状态；

（2）保持A组份和B组份温度不低于60^oC，通过静态混合管混合或机械混合使两种组份混合均匀，得到所述的双组份无溶剂反应型聚氨酯热熔胶。