CN105368372A - 适用于薄pe复合的无溶剂双组份聚氨酯用粘合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯用粘合剂及其制备方法，包括由异氰酸酯与聚酯多元醇反应并由异氰酸酯封端的A组分和由聚酯多元醇组成的B组分，所述A组份与B组份的官能团摩尔比为1.4-1.7:1。将100份的多异氰酸酯与30-50份的聚酯二元醇或者10-30份的蓖麻油混合均匀，50-60℃保温2-3小时，升温至80-90℃保温反应3-4小时，生成由异氰酸根封端的粘合剂A组分；直接将聚酯二元醇作为B组分或将蓖麻油真空脱水后作为B组分或将60-80份的聚酯二元醇与20-40份的蓖麻油混合均匀后真空脱水作为B组分。解决了在软包装内层用薄PE复合时出现热封层摩擦系数增大，不易开口的问题，环境友好，无溶剂排放，适用于多种结构的复合，尤其适用于薄PE作为内层材料的复合，不仅能够达到较高的剥离强度，对于热封层的摩擦系数影响较小。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于复合软包装(食品，药品，饮料及化妆品)的聚氨酯粘合剂，尤其涉及一种适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯用粘合剂及其制备方法。
背景技术
近几年来，无溶剂复合机国内装机数量出现了爆发性增长，其较低的加工成本无疑是此现象的最大推动力。
目前，加工软包装材料的和使用软包装材料的都很关注包材热封层的摩擦系数。摩擦系数是量度包装材料滑动特性的指标，薄膜材料表面爽滑并具有适当的摩擦系数对于薄膜包装工艺来说非常重要，生产不同用途的包装材料产品对摩擦系数有不同的要求。在实际包装过程中的摩擦力常常既是拖动力又是阻力，因此必须有效地控制摩擦系数的大小，使它在适当的范围内。如果摩擦系数过大，如复合膜摩擦系数超过0.3，那么卷装膜在一些卧式机台上会出现拉不动的情况，制袋产品的摩擦系数如果超过0.25，规格较小的袋子就容易出现开口不良的现象；摩擦系数也不是越小越好，如自动包装用卷材，内层摩擦系数过小时，有可能引起制袋成型时叠料不稳定而产生错边，外层摩擦系数太小可能又会引起拖动机构打滑造成电眼跟踪和切断定位不准。现在来看，0.1-0.2之间的摩擦系数似乎成为了约定俗成的行业标准。
现有技术中，许多复合厂家选择不同的方式来改变这一现实状况，比如低温熟化，降低机速等，但是这些方式方法并不是解决此类问题的关键，也存在一些认识上的一些误区。含有聚醚的无溶剂胶水会吸收爽滑剂，熟化温度高了会加速爽滑剂向薄膜内部迁移，从而导致热封面摩擦系数的上升，这似乎是“低温熟化”的理论依据。但必须注意的是：含有聚醚的胶水吸收爽滑剂是其本性，并不会随着温度的变化而改变，温度只会加速或者降低其迁移的速度而已。当然，通过改变热封材料本身的吹膜配方如加入适量无机类开口剂能够有效改善摩擦系数的问题，原因在于无机类的开口剂能够使热封面和印刷层表面保持适当的距离，减少了因收卷张力过大，在薄膜层间压力过大作用力下，爽滑剂会被压进热封层和印刷层内部，导致摩擦系数上升。
发明内容
本发明的目的是提供一种剥离强度高、对于热封层的摩擦系数影响较小的适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯用粘合剂及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯粘合剂，包括由异氰酸酯与聚酯多元醇反应并由异氰酸酯封端的A组分和由聚酯多元醇组成的B组分，所述A组份与B组份的官能团摩尔比为1.4-1.7:1。
本发明中上述的适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯粘合剂的制备方法，所述A组分是通过以下方法合成的：
将100份的多异氰酸酯与30-50份的聚酯二元醇或者10-30份的蓖麻油混合均匀，50-60℃保温2-3小时，升温至80-90℃保温反应3-4小时，生成由异氰酸根封端的粘合剂A组分；
所述B组分是通过以下一种或多种方法合成的：
直接将聚酯二元醇作为B组分、将蓖麻油真空脱水后作为B组分、将60-80份的聚酯二元醇与20-40份的蓖麻油混合均匀后真空脱水作为B组分。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯用粘合剂及其制备方法，解决了在软包装内层用薄PE(厚度≤35um)复合时出现热封层摩擦系数增大，不易开口的问题，环境友好，无溶剂排放，适用于多种结构的复合，尤其适用于薄PE(厚度≤35)作为内层材料的复合，不仅能够达到较高的剥离强度，对于热封层的摩擦系数影响较小，仅仅比原膜摩擦系数增加0.05左右。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯粘合剂，其较佳的具体实施方式是：
包括由异氰酸酯与聚酯多元醇反应并由异氰酸酯封端的A组分和由聚酯多元醇组成的B组分，所述A组份与B组份的官能团摩尔比为1.4-1.7:1。
所述的异氰酸酯包括以下一种或几种的混合物：
液态的2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、固态的4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述的聚酯多元醇包括500-600分子量的植物油多元醇和500-1000分子量的聚酯二元醇中的一种或两者的混合物。
本发明的上述的适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯粘合剂的制备方法，其较佳的具体实施方式是：
所述A组分是通过以下方法合成的：
将100份的多异氰酸酯与30-50份的聚酯二元醇或者10-30份的蓖麻油混合均匀，50-60℃保温2-3小时，升温至80-90℃保温反应3-4小时，生成由异氰酸根封端的粘合剂A组分；
所述B组分是通过以下任一种或多种方法合成的：
直接将聚酯二元醇作为B组分、将蓖麻油真空脱水后作为B组分、将60-80份的聚酯二元醇与20-40份的蓖麻油混合均匀后真空脱水作为B组分。
所述的500-1000分子量的聚酯二元醇通过以下任一种或多种方法合成：
将45份的己二酸，8份的3-甲基戊二醇与47份的一缩二乙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.05份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在210-220mgKOH/g之间，分子量为500的聚酯二元醇；
将46份的己二酸，16份的2-甲基丙二醇与38份的一缩二乙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.05份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在210-220mgKOH/g之间，分子量为500的聚酯二元醇；
将26份的己二酸，29份的间苯二甲酸酐，13份的一缩二乙二醇与32份的1,2-丙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.03份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在110-120mgKOH/g之间，分子量为1000的聚酯二元醇。
本发明的适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯粘合剂及其制备方法，解决了在软包装内层用薄PE(厚度≤35um)复合时出现热封层摩擦系数增大，不易开口的问题。
本发明合成的无溶剂双组份聚氨酯粘合剂，环境友好，无溶剂排放，适用于多种结构的复合，尤其适用于薄PE(厚度≤35)作为内层材料的复合，不仅能够达到较高的剥离强度，对于热封层的摩擦系数影响较小，仅仅比原膜摩擦系数增加0.05左右。
具体实施例：
实施实例1：
A组分的合成方法：
将100份的2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与30份的聚酯二元醇与20份的蓖麻油混合均匀，先在50-60℃保温2-3小时，后升温至80-90℃保温反应3-4小时，取样检测合成物中NCO的含量，当NCO质量分数在16-17％时，证明产品合格，放料包装后作为A组分。
聚酯二元醇的制备：
将45份的己二酸，8份的3-甲基戊二醇与47份的一缩二乙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.05份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在210-220mgKOH/g之间，分子量约为500的聚酯二元醇。
B组分的合成方法：
将蓖麻油脱水，分装后作为B组分。
将以上A/B组份按NCO/OH＝1.5:1在无溶剂复合机上复合，上胶量在1.3g/m2左右，对PET12/PE30进行复合，外观良好，40℃熟化24小时后，T型剥离强度能达到4.5N/15mm。
PE原膜摩擦系数为0.1，复合后热封层摩擦系数为0.12。
实施实例2：
A组分的合成方法：
将100份的2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与30份的蓖麻油混合均匀，先在50-60℃保温2-3小时，后升温至80-90℃保温反应3-4小时，取样检测合成物中NCO的含量，当NCO质量分数在16-17％时，证明产品合格，放料包装后作为A组分。
B组分的合成方法：
将46份的己二酸，16份的2-甲基丙二醇与38份的一缩二乙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.05份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在210-220mgKOH/g之间，分子量约为500的聚酯二元醇，放料后作为B组分。
将以上A/B组份按NCO/OH＝1.6:1在无溶剂复合机上复合，上胶量在1.3g/m2左右，对PET12/PE20进行复合，外观良好，40℃熟化24小时后，T型剥离强度能达到4.5N/15mm。
PE原膜摩擦系数为0.1，复合后热封层摩擦系数为0.11。
实施实例3：
A组分的合成方法：
将100份的4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与30份的蓖麻油混合均匀，先在50-60℃保温2-3小时，后升温至80-90℃保温反应3-4小时，取样检测合成物中NCO的含量，当NCO质量分数在16-17％时，证明产品合格，放料包装后作为A组分。
B组分的合成方法：
将60份的聚酯二元醇与40份的蓖麻油混合均匀后真空脱水，放料作为B组分。
聚酯二元醇的制备：
将26份的己二酸，29份的间苯二甲酸酐，13份的一缩二乙二醇与32份的1,2-丙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.03份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在110-120mgKOH/g之间，分子量约为1000的聚酯二元醇。
将以上A/B组份按NCO/OH＝1.5:1在无溶剂复合机上复合，上胶量在1.3g/m2左右，对PET12/PE20进行复合，外观良好，40℃熟化24小时后，T型剥离强度能达到4.5N/15mm。
PE原膜摩擦系数为0.1，复合后热封层摩擦系数为0.13。
实施实例4：
A组分的合成方法：
将100份的碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯与50份的聚酯二元醇混合均匀，先在50-60℃保温2-3小时，后升温至80-90℃保温反应3-4小时，取样检测合成物中NCO的含量，当NCO质量分数在16-17％时，证明产品合格，放料包装后作为A组分。
聚酯二元醇的制备：
将26份的己二酸，29份的间苯二甲酸酐，13份的一缩二乙二醇与32份的1,2-丙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.03份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在110-120mgKOH/g之间，分子量约为1000的聚酯二元醇。
B组分的合成方法：
将蓖麻油脱水，分装后作为B组分。
将以上A/B组份按NCO/OH＝1.6:1在无溶剂复合机上复合，上胶量在1.3g/m2左右，对PET12/PE35进行复合，外观良好，40℃熟化24小时后，T型剥离强度能达到4.5N/15mm。
PE原膜摩擦系数为0.1，复合后热封层摩擦系数为0.1。
实施实例5：
A组分的合成方法：
将100份的多甲基多苯基多异氰酸酯与40份的聚酯二元醇混合均匀，先在50-60℃保温2-3小时，后升温至80-90℃保温反应3-4小时，取样检测合成物中NCO的含量，当NCO质量分数在16-17％时，证明产品合格，放料包装后作为A组分。
聚酯二元醇的制备：
将46份的己二酸，16份的2-甲基丙二醇与38份的一缩二乙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.05份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在210-220mgKOH/g之间，分子量约为500的聚酯二元醇。
B组分的合成方法：
将45份的己二酸，8份的3-甲基戊二醇与47份的一缩二乙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.05份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在210-220mgKOH/g之间，分子量约为500的聚酯二元醇，放料后作为B组分。
将以上A/B组份按NCO/OH＝1.5:1在无溶剂复合机上复合，上胶量在1.3g/m2左右，对PET12/PE35进行复合，外观良好，40℃熟化24小时后，T型剥离强度能达到4.5N/15mm。
PE原膜摩擦系数为0.1，复合后热封层摩擦系数为0.12。
实施实例6：
A组分的合成方法：
将100份的2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与40份的聚酯二元醇与30份的蓖麻油混合均匀，先在50-60℃保温2-3小时，后升温至80-90℃保温反应3-4小时，取样检测合成物中NCO的含量，当NCO质量分数在16-17％时，证明产品合格，放料包装后作为A组分。
聚酯二元醇的制备：
将26份的己二酸，29份的间苯二甲酸酐，13份的一缩二乙二醇与32份的1,2-丙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.03份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在110-120mgKOH/g之间，分子量约为1000的聚酯二元醇。
B组分的合成方法：
将45份的己二酸，8份的3-甲基戊二醇与47份的一缩二乙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.05份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在210-220mgKOH/g之间，分子量约为500的聚酯二元醇，放料后作为B组分。
将以上A/B组份按NCO/OH＝1.5:1在无溶剂复合机上复合，上胶量在1.3g/m2左右，对PET12/PE30进行复合，外观良好，40℃熟化24小时后，T型剥离强度能达到4.5N/15mm。
PE原膜摩擦系数为0.1，复合后热封层摩擦系数为0.12。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯粘合剂，其特征在于，包括由异氰酸酯与聚酯多元醇反应并由异氰酸酯封端的A组分和由聚酯多元醇组成的B组分，所述A组份与B组份的官能团摩尔比为1.4-1.7:1。
2.根据权利要求1所述的适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯粘合剂，其特征在于，所述的异氰酸酯包括以下一种或几种的混合物：
液态的2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、固态的4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述的聚酯多元醇包括500-600分子量的植物油多元醇和500-1000分子量的聚酯二元醇中的一种或两者的混合物。
3.一种权利要求1或2所述的适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，所述A组分是通过以下方法合成的：
将100份的多异氰酸酯与30-50份的聚酯二元醇或者10-30份的蓖麻油混合均匀，50-60℃保温2-3小时，升温至80-90℃保温反应3-4小时，生成由异氰酸根封端的粘合剂A组分；
所述B组分是通过以下任一种或多种方法合成的：
直接将聚酯二元醇作为B组分、将蓖麻油真空脱水后作为B组分、将60-80份的聚酯二元醇与20-40份的蓖麻油混合均匀后真空脱水作为B组分。
4.根据权利要求3所述的适用于薄PE复合的无溶剂双组份聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，所述的500-1000分子量的聚酯二元醇通过以下任一种或多种方法合成：
将45份的己二酸，8份的3-甲基戊二醇与47份的一缩二乙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.05份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在210-220mgKOH/g之间，分子量为500的聚酯二元醇；
将46份的己二酸，16份的2-甲基丙二醇与38份的一缩二乙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.05份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在210-220mgKOH/g之间，分子量为500的聚酯二元醇；
将26份的己二酸，29份的间苯二甲酸酐，13份的一缩二乙二醇与32份的1,2-丙二醇加入到聚酯釜中，搅拌均匀，继续加入0.5份的亚磷酸三苯酯作为抗氧剂，0.03份的钛酸四正丁酯作为催化剂，经过酯化缩聚的过程后，得到羟值在110-120mgKOH/g之间，分子量为1000的聚酯二元醇。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160302 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |