雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑及其制備方法，包括A組份和B組分，所述A組份按質(zhì)量百分比包括5～10%聚醚多元醇，30～40%聚酯多元醇，55～65%異氰酸酯，0.02～1%擴(kuò)鏈劑，0.1～0.3%催化劑，0.03～1%助劑；所述B組份包括按質(zhì)量百分比為60～80%聚酯多元醇和20～40%聚醚多元醇的均勻混合物。本發(fā)明具有性能可調(diào)節(jié)，粘合強(qiáng)度大，且粘度可根據(jù)實(shí)際用途隨意調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，是一款性能優(yōu)異的綠色環(huán)保的聚氨酯膠黏劑。
【專利說(shuō)明】雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軟包裝用膠黏劑領(lǐng)域，具體涉及一種雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]聚氨酯膠黏劑因分子中含有大量極性基團(tuán)，偶極矩大，對(duì)被粘接的材料有很大的親和力，對(duì)多種材料都能起到粘接的作用；聚氨酯膠黏劑經(jīng)過(guò)充分的交聯(lián)固化具有很高的內(nèi)聚力，膠膜堅(jiān)韌柔軟，又具有很好的耐熱性和抗介質(zhì)侵蝕的性能，因此其市場(chǎng)應(yīng)用相當(dāng)廣泛:我國(guó)同類膠黏劑的需求量每年將以9%的速度增大，屆時(shí)我國(guó)膠黏劑將居世界第一，銷售額居世界第二，但均以溶劑型為主，隨著人類環(huán)保意識(shí)的逐步提高，相關(guān)法律法規(guī)的建立，環(huán)境友好型無(wú)溶劑，逐步取代溶劑型膠黏劑，無(wú)溶劑因具有經(jīng)濟(jì)，安全，無(wú)毒，無(wú)污染，氣味小，復(fù)合工藝簡(jiǎn)單，復(fù)合速度快，節(jié)省能源，無(wú)溶劑殘留等優(yōu)點(diǎn)成為研究的熱點(diǎn)。
[0003]國(guó)外多無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑的研究起步早，早在20世紀(jì)70年代，其就已經(jīng)在歐洲軟包裝市場(chǎng)市場(chǎng)興起，此后無(wú)溶劑復(fù)合技術(shù)憑借顯著的環(huán)保，安全，衛(wèi)生，經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)在歐美軟包裝市場(chǎng)蓬勃發(fā)展起來(lái)，據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，目前歐美地區(qū)無(wú)溶劑符合膜的產(chǎn)量已經(jīng)占到該地區(qū)復(fù)合膜總產(chǎn)量的70%以上，特別是近10年來(lái)，新增無(wú)溶劑復(fù)合設(shè)備占到復(fù)合設(shè)備的80%以上，而我國(guó)還是以干式復(fù)合膠黏劑為主，無(wú)溶劑復(fù)合技術(shù)在我國(guó)去沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)性的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)溶劑，粘度底，性能優(yōu)異的雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑及其制備方法。
[0005]本發(fā)明包括A組份和B組分，所述A組份按質(zhì)量百分比包括5~10%聚醚多元醇，30~40%聚酯多元醇，55~65%異氰酸酯`，0.02~1%擴(kuò)鏈劑，0.1~0.3%催化劑，0.03~1%助劑；所述B組份包括按質(zhì)量百分比為60~80%聚酯多元醇和20~40%聚醚多元醇的均勻混合物。
[0006]進(jìn)一步地，所述的異氰酸酯為異氟爾酮異氰酸酯，4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯，1,6-己二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯，四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯的一種或幾種組成。
[0007]具體地，所述聚酯多元醇是指數(shù)均分子量為1000~3000的聚己二酸乙二醇酯二
醇，聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇，聚己二酸一縮二醇酯二醇，聚聚己二酸乙二醇-一縮二乙二醇酯二醇，聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇，聚己二酸蓖麻油酯多元醇，聚碳酸-1，
6-已二醇酯二醇無(wú)規(guī)共聚酯，聚酯多元醇的一種或一種以上任意比例的混合物。
[0008]進(jìn)一步地，所述的聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇，聚氧化丙烯三醇，聚氧化丙烯三醇，聚氧化丙烯-蓖麻油多元醇聚四氫呋喃二醇，四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一種或多種任意比例的混合物。[0009]作為優(yōu)選，所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫或四丁基二胺，三亞乙基二胺，三乙胺，二乙烯三胺中的一種或多種任意比例的混合物。
[0010]具體地，所述的擴(kuò)鏈劑為1，4 丁二醇，1，2丙二醇，1，3甲基丙二醇，新戊二醇，1，6己二醇的一種或多種任意比例的混合物。
[0011]本發(fā)明包括如下步驟:
I)聚酯多元醇的制備:
將多元醇和多元酸按照摩爾比OH: COOH== (3.5-5):1加入到反應(yīng)釜中，逐步升溫反應(yīng)，然后再進(jìn)行5~6個(gè)小時(shí)的真空反應(yīng)脫除沒(méi)有反應(yīng)的小分子多元醇，直到生成的聚酯數(shù)均分子量在1000~3000之間，酸值< I，停止反應(yīng)。
[0012]制備A組份(主劑)
將聚酯多元醇和聚醚多元醇按質(zhì)量比2:1均勻混合，在真空狀態(tài)下脫水I~2個(gè)小時(shí)，直到水分在0.05以下，依次加入異氰酸酯，助劑和催化劑，升溫到70°C~90°C，反應(yīng)4~5h，當(dāng)NCO的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達(dá)到理論值，則反應(yīng)結(jié)束。
[0013]本發(fā)明的制備方法中，通過(guò)先制備一種聚酯多元醇，再將其與聚醚多元醇混合制的固化劑，然后再通過(guò)聚酯多元醇與聚醚多元醇混合與異氰酸酯反應(yīng)制得的主劑，該膠黏劑具有性能可調(diào)節(jié)，粘合強(qiáng)度大，且粘度可根據(jù)實(shí)際用途隨意調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，是一款性能優(yōu)異的綠色環(huán)保的聚氨酯膠黏劑。
[0014]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1
制備聚酯多元醇:
將己二酸，癸二酸，間苯二甲酸，甲基丙二醇，1.2丙二醇按摩爾比0H:C00H==3.5:1投入到反應(yīng)釜中，逐步升溫，直到反應(yīng)中所產(chǎn)生的水分全部出完，取樣測(cè)反應(yīng)物的酸值，直到達(dá)到理論值；然后再進(jìn)行5~6個(gè)小時(shí)的真空反應(yīng)脫除沒(méi)有反應(yīng)的小分子多元醇，取樣分析當(dāng)聚酯多元醇的數(shù)均分子量在1000~3000范圍內(nèi)，酸值< I時(shí)停止反應(yīng),聚酯反應(yīng)結(jié)束。
[0015]制備A組份(主劑):
將聚酯多元醇，聚醚多元醇按質(zhì)量比2:1混合均勻，升溫到105°C真空脫水I小時(shí)，取樣分析當(dāng)水分的質(zhì)量百分=0.05，加入二苯基甲烷二異氰酸酯，1，2丙二醇混合均勻，升溫到70~90°C反應(yīng)4~5個(gè)小時(shí)，取樣分析直到異氰酸酯達(dá)到理論值，(及預(yù)聚體的NCO質(zhì)量百分含量為17.5±1%)則反應(yīng)結(jié)束，即得A組份(主劑)。
[0016]制備B組份(固化劑):
所述B組份包括按質(zhì)量百分比為60~80%聚酯多元醇和20~40%聚醚多元醇的均勻混合物。
[0017]以下是實(shí)施例 1的技術(shù)指標(biāo):
指標(biāo)項(xiàng)目NCOOH粘度(cp/25 °C)
A 組份(主劑)17.5%/2579
B組份(固化劑)/175782
實(shí)施例2
制備聚酯多元醇:
將己二酸，癸二酸，間苯二甲酸，甲基丙二醇，1.2丙二醇，新戊二醇按照摩爾比0H:C00H==4:1投入到反應(yīng)釜中，逐步升溫，直到反應(yīng)中所產(chǎn)生的水全部出完，取樣測(cè)反應(yīng)物的酸值，直到達(dá)到理論值；然后再進(jìn)行5小時(shí)的真空反應(yīng)脫除沒(méi)有反應(yīng)的小分子多元醇，取樣分析當(dāng)聚酯多元醇的數(shù)均分子量在1000~3000范圍內(nèi)，酸值< I時(shí)停止反應(yīng),聚酯反應(yīng)結(jié)束。
[0018]制備A組份(主劑):
將上述所制的聚酯多元醇，聚醚多元醇按質(zhì)量比2:1混合均勻，升溫到100°C真空脫水I~2個(gè)小時(shí)，取樣分析當(dāng)水分的質(zhì)量百分=0.05，加入二苯基甲烷二異氰酸酯，三甲基戊二醇混合均勻，升溫到70~90°C反應(yīng)4 - 5個(gè)小時(shí)，取樣分析直到異氰酸酯達(dá)到理論值，(及預(yù)聚體的NCO質(zhì)量百分含量為17.5± 1%)則反應(yīng)結(jié)束，即得A組份(主劑)。
[0019]制備B組份(固化劑):
所述B組份包括按質(zhì)量百分比為60~80%聚酯多元醇和20~40%聚醚多元醇的均勻混合物
以下是實(shí)施例2的技術(shù)指標(biāo):
指標(biāo)項(xiàng)目NCOOH粘度(cp/25 °C)
A 組份(主劑)17.4%/2583
B組份(固化劑)/179655
實(shí)施例3
制備聚酯多元醇:
將己二酸，癸二酸，苯酐，甲基丙二`醇，1.2丙二醇，1.4 丁二醇按照摩爾比OH:C00H==5:1投入到反應(yīng)釜中，逐步升溫，直到反應(yīng)中所產(chǎn)生的水全部出完，取樣測(cè)反應(yīng)物的酸值，直到達(dá)到理論值；然后再進(jìn)行5~6個(gè)小時(shí)的真空反應(yīng)脫除沒(méi)有反應(yīng)的小分子多元醇，取樣分析當(dāng)聚酯多元醇的數(shù)均分子量在1000~3000范圍內(nèi)，酸值< I時(shí)停止反應(yīng),聚酯反應(yīng)結(jié)束。
[0020]制備A組份(主劑):
將上述所制的聚酯多元醇，聚醚多元醇按質(zhì)量比2:1混合均勻，升溫到100°C真空脫水2個(gè)小時(shí)，取樣分析當(dāng)水分的質(zhì)量百分=0.05，加入異氟爾酮二異氰酸酯，1，6己二醇混合均勻，升溫到70~90°C反應(yīng)5個(gè)小時(shí)，取樣分析直到異氰酸酯達(dá)到理論值，(及預(yù)聚體的NCO質(zhì)量百分含量為17.5±1%)則反應(yīng)結(jié)束，即得A組份(主劑)。
[0021]制備B組份(固化劑):
所述B組份包括按質(zhì)量百分比為60~80%聚酯多元醇和20~40%聚醚多元醇的均勻混合物
以下是實(shí)施例3的技術(shù)指標(biāo):
指標(biāo)項(xiàng)目NCOOH粘度(cp/25°C)
A組份(主劑)17%/3898
B組份(固化劑)/1801700
實(shí)施例4
制備聚酯多元醇:
將己二酸,癸二酸,TMP，甲基丙二醇，1.2丙二醇，1.4 丁二醇按照摩爾比0H:C00H==4:1投入到反應(yīng)釜中，逐步升溫，直到反應(yīng)中所產(chǎn)生的水全部出完，取樣測(cè)反應(yīng)物的酸值，直到達(dá)到理論值；然后再進(jìn)行5~6個(gè)小時(shí)的真空反應(yīng)脫除沒(méi)有反應(yīng)的小分子多元醇，取樣分析當(dāng)聚酯多元醇的數(shù)均分子量在1000~3000范圍內(nèi)，酸值< I時(shí)停止反應(yīng),聚酯反應(yīng)結(jié)束。
[0022]制備A組份(主劑):
將上述所制的聚酯多元醇，聚醚多元醇按質(zhì)量比2:1混合均勻，升溫到100°C真空脫水I個(gè)小時(shí)，取樣分析當(dāng)水分的質(zhì)量百分=0.05，加入二苯基甲烷二異氰酸酯，1，6己二醇混合均勻，升溫到75°C反應(yīng)4個(gè)小時(shí)，取樣分析直到異氰酸酯達(dá)到理論值(及預(yù)聚體的NCO質(zhì)量百分含量為17.5±1%)則反應(yīng)結(jié)束，即得A組份(主劑)。
[0023]制備B組份(固化劑):
將上述所制的聚酯多元醇與聚醚多元醇按照比例混合均勻即得B組份(固化劑)。
[0024]以下是實(shí)施例4的技術(shù)指標(biāo):
指標(biāo)項(xiàng)目NCOOH粘度(cp/25 °C)
A 組份(主劑)17.3%/2556
B組份(固化劑)/1761020
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例制備方法制的的膠黏劑不含有任何溶劑克服了大量溶劑揮發(fā)對(duì)環(huán)境的污染，克服了印刷過(guò)程中溶劑殘留對(duì)消費(fèi)者的健康帶來(lái)的不良影響；而且生產(chǎn)效益顯著:無(wú)需龐大復(fù)雜加熱鼓風(fēng)裝置和廢氣排風(fēng)裝，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能源消耗少，維修費(fèi)用低,生產(chǎn)速度高。單位面積涂膠量少,節(jié)約成本,安全性好,無(wú)火災(zāi),爆炸等安全隱患,且該膠黏劑具有性能可調(diào)節(jié)，粘合強(qiáng)度大，且粘度可根據(jù)實(shí)際用途隨意調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，是一款性能優(yōu)異的綠色環(huán)保的聚氨酯膠黏劑。`
[0025]綜上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑，其特征在于:包括A組份和B組分，所述A組份按質(zhì)量百分比包括5~10%聚醚多元醇，30~40%聚酯多元醇，55~65%異氰酸酯，0.02~1%擴(kuò)鏈劑，0.1~0.3%催化劑，0.03~1%助劑；所述B組份包括按質(zhì)量百分比為60~80%聚酯多元醇和20~40%聚醚多元醇的均勻混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑，其特征在于:所述的異氰酸酯為異氟爾酮異氰酸酯，4，4_ 二苯基甲烷二異氰酸酯，1，6-己二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯，四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯的一種或幾種組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑，其特征在于:所述聚酯多元醇是指數(shù)均分子量為1000~3000的聚己二酸乙二醇酯二醇，聚己二酸乙二醇-丙二醇酯二醇，聚己二酸一縮二醇酯二醇，聚聚己二酸乙二醇-一縮二乙二醇酯二醇，聚己二酸-1，4- 丁二醇酯二醇，聚己二酸蓖麻油酯多元醇，聚碳酸-1，6-已二醇酯二醇無(wú)規(guī)共聚酯，聚酯多元醇的一種或一種以上任意比例的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑，其特征在于:所述的聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇，聚氧化丙烯三醇，聚氧化丙烯三醇，聚氧化丙烯-蓖麻油多元醇聚四氫呋喃二醇，四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一種或多種任意比例的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑，其特征在于:所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫或四丁基二胺，三亞乙基二胺，三乙胺，二乙烯三胺中的一種或多種任意比例的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑，其特征在于:所述的擴(kuò)鏈劑為1，4 丁二醇，1，2丙二醇，1，3甲基丙二醇，新戊二醇，1，6己二醇的一種或多種任意比例的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利1-6中任意一權(quán)利要求所述的雙組分無(wú)溶劑聚氨酯膠黏劑的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 聚酯多元醇的制備: 將多元醇和多元酸按照將多元醇和多元酸按照摩爾比OH: COOH== (3.5-5):1加入到反應(yīng)釜中，加入到反應(yīng)釜中，逐步升溫反應(yīng)，然后再進(jìn)行5~6個(gè)小時(shí)的真空反應(yīng)脫除沒(méi)有反應(yīng)的小分子多元醇，直到生成的聚酯數(shù)均分子量在1000~3000之間，酸值< 1，停止反應(yīng)。
8.制備A組份(主劑) 將聚酯多元醇和聚醚多元醇按質(zhì)量比例2:1均勻混合，在真空狀態(tài)下脫水1~2個(gè)小時(shí)，直到水分在0.05以下，依次加入異氰酸酯，助劑和催化劑，升溫到70°C~90°C，反應(yīng)4~5h，當(dāng)NCO的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)達(dá)到理論值，則反應(yīng)結(jié)束。
【文檔編號(hào)】C08G18/42GK103820069SQ201410097542
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】王太林, 鄭芳, 高睿驍 申請(qǐng)人:新東方油墨有限公司