CN110437790A - 一种无溶剂型胶粘剂、复合软包装材料及复合软包装材料的制备方法 - Google Patents

一种无溶剂型胶粘剂、复合软包装材料及复合软包装材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及软包装材料领域，具体涉及一种无溶剂型胶粘剂、复合软包装材料及复合软包装材料的制备方法，无溶剂型胶粘剂包括主剂、固化剂以及催化剂，所述主剂为含‑OH官能团的聚氨酯，所述固化剂为含‑NCO官能团的异氰酸酯，所述主剂与所述固化剂的质量比为100：(50‑70)，所述催化剂为钛酸四丁酯，所述催化剂的添加量占胶粘剂总质量的0.2wt％‑1wt％。本发明提供的无溶剂型胶粘剂，通过将聚氨酯设置为主剂，异氰酸酯设置为固化剂，并添加钛酸四丁酯作为催化剂，同时设定主剂、固化剂以及催化剂之间的添加配比，从而加快了无溶剂型胶粘剂内主剂以及固化剂的反应速度，提高了无溶剂型胶粘剂的初粘力，从而可以防止复合过程中膜层之间出现气泡的情况。

Description

一种无溶剂型胶粘剂、复合软包装材料及复合软包装材料的 制备方法
技术领域
本发明涉及软包装材料领域，具体涉及一种无溶剂型胶粘剂、复合软包装材料及复合软包装材料的制备方法。
背景技术
复合膜是将不同性质的薄膜通过胶粘剂粘合在一起，最大特点是复合后的材料特性具有组成该复合材料的各单一材料的特性，复合膜的性能不仅有赖于复合材料本身，而且与胶粘剂的性能有密切关系。
溶剂型胶粘剂是较为常用的胶粘剂，但是由于溶剂型胶粘剂在使用过程中存在溶剂挥发的现象从而会引发环境和安全问题，故随着人们环保意识的逐渐加强，无溶剂型胶粘剂因其明显的安全性以及在环境保护上的优势，已开始逐渐对传统的溶剂型胶粘剂进行取代。
双组分聚氨酯胶粘剂是无溶剂型胶粘剂中的一种，双组分聚氨酯胶粘剂通常由甲、乙两个组分组成，使用前按一定的比例配置即可，通常其甲组分(主剂)为含活泼氢组分，乙组分(固化剂)为含-NCO基团的聚氨酯预聚体组分，双组分聚氨酯胶粘剂属反应性胶粘剂，两组分混合发生交联反应而固化粘接。
目前市售的双组分聚氨酯胶粘剂初粘力较差，在复合过程中，被复合的两膜层之间容易出现气泡，尤其是当其被用于复合聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)和铝箔(AL)时，由于PET及AL均为较好的阻隔材料，导致固化时产生的气泡处的气体无法释放，从而使得复合而成的PET/AL材料中存在大量气泡或者白点。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的无溶剂聚氨酯胶粘剂初粘力较差，导致复合的PET/AL材料中存在大量气泡或白点的缺陷，从而提供一种无溶剂型胶粘剂、复合软包装材料及复合软包装材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种无溶剂型胶粘剂，包括主剂、固化剂以及催化剂，所述主剂为含-OH官能团的聚氨酯，所述固化剂为含-NCO官能团的异氰酸酯，所述主剂与所述固化剂的质量比为100：(50-70)，所述催化剂为钛酸四丁酯，所述催化剂的添加量占胶粘剂总质量的0.2wt％-1wt％。
进一步的，所述聚氨酯为二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(PPG)中的至少一种。
进一步的，所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)中的至少一种。
本发明还提供一种复合软包装材料，包括依次布设的表面承印层以及阻隔层，所述表面承印层与所述阻隔层之间设置有胶粘剂层，所述胶粘剂层由上述所有方案中任一种所述的无溶剂型胶粘剂制成。
进一步的，所述表面承印层为PET层，所述阻隔层为铝箔层。
进一步的，所述胶粘剂的上胶量为1.2-3.0g/m2。
本发明还提供了一种制备如上述所有方案中任一种所述的复合软包装材料的方法，包括以下步骤：
在40-45℃下利用无溶剂型胶粘剂将表面承印层、阻隔层进行复合，然后在常温下放置3-6h。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的无溶剂型胶粘剂，通过将聚氨酯设置为主剂，异氰酸酯设置为固化剂，并添加钛酸四丁酯作为催化剂，同时设定主剂、固化剂以及催化剂之间的添加配比，从而加快了无溶剂型胶粘剂内主剂以及固化剂的反应速度，提高了无溶剂型胶粘剂的初粘力，从而可以防止复合过程中膜层之间出现气泡的情况。
2.本发明提供的复合软包装材料，通过选用初粘力较好的无溶剂型胶粘剂进行表面承印层以及阻隔层之间的复合，从而可以防止复合软包装材料上出现气泡、白点的情况发生。
3.本发明提供的复合软包装材料，若上胶量过小会造成复合软包装材料的复合牢度较小，容易剥离，若上胶量过大则会导致固化时间延长，本申请通过将胶粘剂的上胶量设置为1.2-3.0g/m2，可以在保证复合软包装材料的复合牢度的情况下缩短固化时间。
4.本发明提供的制备复合软包装材料的方法，通过提供特定的复合温度以及固化条件，使得在该条件下，胶粘剂能够快速固化，同时可以保证复合软包装材料的复合牢度。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
本发明实施例提供了一种无溶剂型胶粘剂，包括主剂、固化剂以及催化剂，其中主剂为含-OH官能团的聚氨酯，固化剂为含-NCO官能团的异氰酸酯，主剂与固化剂的质量比为100：(50-70)，催化剂为钛酸四丁酯，催化剂的添加量占胶粘剂总质量的0.2wt％-1wt％。
具体地，聚氨酯选自二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(PPG)中的至少一种。异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)中的至少一种。
通过将聚氨酯设置为主剂，异氰酸酯设置为固化剂，并添加钛酸四丁酯作为催化剂，同时设定主剂、固化剂以及催化剂之间的添加配比，从而加快了无溶剂型胶粘剂内主剂以及固化剂的反应速度，提高了无溶剂型胶粘剂的初粘力，从而可以防止复合过程中膜层之间出现气泡的情况。
本发明实施例还提供了一种复合软包装材料，包括依次布设的表面承印层、阻隔层，表面承印层与阻隔层之间设置有胶粘剂层，胶粘剂层由上述无溶剂型胶粘剂制成。
其中，表面承印层为PET层，表面承印层的厚度为7-20μm，表面承印层的靠近阻隔层的一侧上还印刷有油墨，阻隔层为铝箔层，阻隔层的厚度为7-30μm，胶粘剂的上胶量为1.2-3.0g/m2。
通过选用初粘力较好的无溶剂型胶粘剂进行表面承印层、阻隔层以及内膜层之间的复合，从而可以防止复合软包装材料上出现气泡、白点的情况发生。
本发明实施例还提供了一种制备上述复合软包装材料的方法，包括以下步骤：在40-45℃下利用无溶剂型胶粘剂依次将表面承印层、阻隔层进行复合，然后在常温下放置3-6h。
在本实施例中，各膜层之间的复合采用无溶剂复合机进行，复合机的复合速度为≤300m/min，主剂的混胶器温度为30-35℃，固化剂的混胶器温度为40-45℃，输胶管温度为40-45℃，计量辊温度为38-42℃，上胶辊温度为48-52℃，贴合温度为40-45℃，PET膜的放卷张力为30-60N，AL膜的放卷张力为20-40N，贴合辊压力为0.2-0.5Mpa，经复合机输出的PET/AL膜需在常温下放置3-6h。
通过提供特定的复合温度以及固化条件，使得在该条件下，胶粘剂能够快速固化，同时可以保证复合软包装材料的复合牢度。
实施例1
本实施例涉及一种复合软包装材料，所述复合软包装按照以下步骤制备得到：
采用无溶剂复合机对PET层与AL层进行复合，复合机的复合速度为300m/min，无溶剂型胶粘剂中主剂为二苯甲烷二异氰酸酯，固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯，主剂的添加量为100kg，固化剂的添加量为50kg，催化剂为钛酸四丁酯，催化剂的添加量占胶粘剂总质量的0.3kg，主剂的混胶器温度为30℃，固化剂的混胶器温度为30℃，输胶管的温度为40℃，计量辊的温度为42℃，上胶辊的温度为52℃，上胶量为3.0g/m2，贴合温度为40℃，PET层的放卷张力为30N，AL层的放卷张力为20N，贴合辊压力为0.2Mpa，经无溶剂复合机输出的复合膜在常温下放置6h后得到复合软包装材料。
实施例2
本实施例涉及一种复合软包装材料，所述复合软包装按照以下步骤制备得到：
采用无溶剂复合机对PET层与AL层进行复合，复合机的复合速度为280m/min，无溶剂型胶粘剂中主剂为聚丙二醇，固化剂为六亚甲基二异氰酸酯，主剂的添加量为100kg，固化剂的添加量为70kg，催化剂为钛酸四丁酯，催化剂的添加量占胶粘剂总质量的1.7kg，主剂的混胶器温度为35℃，固化剂的混胶器温度为35℃，输胶管的温度为45℃，计量辊的温度为38℃，上胶辊的温度为48℃，上胶量为1.2g/m2，贴合温度为45℃，PET层的放卷张力为60N，AL层的放卷张力为40N，贴合辊压力为0.5Mpa，经无溶剂复合机输出的复合膜在常温下放置3h后得到复合软包装材料。
对比例1
本对比例涉及一种复合软包装材料，本对比例与实施例2的区别在于，本对比例中，胶粘剂由主剂以及固化剂组成，其中，主剂为异佛尔酮二异氰酸酯，固化剂为二苯甲烷二异氰酸酯。
试验例
将实施例1-2以及对比例1提供的复合软包装材料进行感官评价，观察复合软包装材料上的气泡数量，并将试验结果记入表1。
表1.各实施例及对比例的复合软包装材料的感官评价结果
组别 感官评价结果
实施例1 无气泡，无白点
实施例2 无气泡，无白点
对比例1 有较多气泡及白点
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种无溶剂型胶粘剂，其特征在于，包括主剂、固化剂以及催化剂，所述主剂为含-OH官能团的聚氨酯，所述固化剂为含-NCO官能团的异氰酸酯，所述主剂与所述固化剂的质量比为100：(50-70)，所述催化剂为钛酸四丁酯，所述催化剂的添加量占胶粘剂总质量的0.2wt％-1wt％。
2.根据权利要求1所述的无溶剂型胶粘剂，其特征在于，所述聚氨酯为二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(PPG)中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的无溶剂型胶粘剂，其特征在于，所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)中的至少一种。
4.一种复合软包装材料，其特征在于，包括依次布设的表面承印层以及阻隔层，所述表面承印层与所述阻隔层之间设置有胶粘剂层，所述胶粘剂层由权利要求1-3中任一项所述的无溶剂型胶粘剂制成。
5.根据权利要求4所述的复合软包装材料，其特征在于，所述表面承印层为PET层，所述阻隔层为铝箔层。
6.根据权利要求4或5所述的软包装材料，其特征在于，所述胶粘剂的上胶量为1.2-3.0g/m2。
7.一种制备如权利要求4-5中任一项所述的复合软包装材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在40-45℃下利用无溶剂型胶粘剂将表面承印层、阻隔层进行复合，然后在常温下放置3-6h。
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