本發(fā)明涉及膠黏劑領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，它涉及一種紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
紙塑復(fù)合膜的復(fù)合方法現(xiàn)階段多采用干式復(fù)合或者擠出復(fù)合法進(jìn)行復(fù)合，如申請(qǐng)?zhí)枮?3111229.X的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)的一種紙塑復(fù)合材料種籽袋的制造方法，其外層是透明塑料膜，二層為復(fù)合原紙，三層為鋁箔，里層為聚乙烯經(jīng)分別介入粘合劑通過(guò)干式復(fù)合機(jī)或擠出復(fù)合機(jī)，經(jīng)加熱加壓復(fù)合完成。復(fù)合用的膠水多采用水性丙烯酸酯膠黏劑，水性丙烯酸酯膠黏劑雖然也是環(huán)保型的膠黏劑，但在使用過(guò)程中需要把水分完全蒸發(fā)后，才能完成復(fù)合，這個(gè)過(guò)程比較消耗能源，生產(chǎn)效率也偏低，隨著無(wú)溶劑設(shè)備的推廣和普及，很多復(fù)合廠家愿意嘗試在無(wú)溶劑復(fù)合機(jī)上復(fù)合紙塑產(chǎn)品。無(wú)溶劑膠的有效成分是100％，沒(méi)有溶劑需要揮發(fā)，達(dá)到了節(jié)能減排的效果。
目前，授權(quán)公告號(hào)為CN103289632B的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種一種單組分無(wú)溶劑聚氨酯膠粘劑，該膠粘劑的成分及各成分的重量百分比如下：改性松香樹(shù)脂10-25％，異氰酸酯30-37％，聚酯多元醇20-30％，聚醚多元醇20-30％，該現(xiàn)有技術(shù)雖然沒(méi)有溶劑需要揮發(fā)，達(dá)到了節(jié)能減排的效果且粘接強(qiáng)度大，但是由于其粘度不高容易產(chǎn)生膠水滲透到紙中的問(wèn)題，容易出現(xiàn)陰紙現(xiàn)象。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠，其具有較高的粘接強(qiáng)度的同時(shí)不容易產(chǎn)生膠水滲透到紙中的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
一種紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠，包括下述以重量百分比表示的組分：
異氰酸酯 35％-50％，
聚醚多元醇 2％-10％，
穩(wěn)定劑 0.001％-0.01％，
聚酯多元醇 40-60％。
其中，聚醚多元醇和聚酯多元醇與異氰酸酯反應(yīng)生成作為無(wú)溶劑單組分膠主要成分的聚氨酯，添加適量的穩(wěn)定劑，起到一定的抑制異氰酸酯之間的反應(yīng)的作用，一方面可以提高聚醚多元醇和聚酯多元醇與異氰酸酯反應(yīng)效率，另一方面可以提高產(chǎn)品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性；聚醚多元醇具有較好的柔順性，能夠適當(dāng)降低體系的粘度，聚酯多元醇的極性大，內(nèi)聚強(qiáng)度高，提供主要的粘結(jié)力，在上述聚醚多元醇和聚酯多元醇與異氰酸酯的投料比下，使得無(wú)溶劑單組分膠中含有少量NCO基團(tuán)，NCO基團(tuán)作為聚氨酯的封端基團(tuán)與空氣中的水反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)溶劑單組分膠的濕固化；實(shí)驗(yàn)表明NCO基團(tuán)的含量在影響粘度和固化速度方面起到重要的作用，其含量越低，固化速度越快、粘度越高，由于較高的粘度使得本發(fā)明中的無(wú)溶劑單組分膠不容易發(fā)生膠水滲透到紙中的問(wèn)題，并且紙塑之間有較強(qiáng)的剝離強(qiáng)度。
進(jìn)一步的，所述異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯(MDI)、1,6-己二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)中的至少一種。
上述異氰酸酯均為多異氰酸酯，多異氰酸酯分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的活性部位，因此在發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)，可向二端或三向延伸成線型或交聯(lián)體型聚合物，有利于增加無(wú)溶劑單組分膠的剝離強(qiáng)度。
作為優(yōu)選，所述MDI由純MDI和液化MDI組成。
在使用MDI時(shí)，是由純MDI和液化MDI組成，純MDI常溫下為固體，兩個(gè)異氰酸酯基的活性相同，刺激性小，有利于提高無(wú)溶劑單組分膠的粘接強(qiáng)度和沖擊韌性，并且液化MDI分子中脫掉一部分NCO，在一定程度上有利于增加粘結(jié)強(qiáng)度，而純MDI的量過(guò)大則會(huì)使粘度降低，選擇將兩種MDI搭配使用能夠使最終粘度滿足使用要求。
進(jìn)一步的，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氫呋喃二醇中的至少一種，所述聚醚多元醇的分子量為400-2000。
進(jìn)一步的，所述穩(wěn)定劑為磷酸或苯甲酰氯中的一種。
進(jìn)一步的，所述聚酯多元醇包括聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯中的至少一種，所述聚酯多元醇的分子量為500-2000。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備上述的紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠的方法，包括以下步驟：
步驟1：將異氰酸酯、聚醚多元醇和穩(wěn)定劑加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30-90分鐘，反應(yīng)溫度為70-90℃；
步驟2：將聚酯多元醇加入到步驟1中所述的反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30-90分鐘，反應(yīng)溫度為70-90℃；
步驟3：對(duì)步驟2中得到的混合物進(jìn)行抽真空脫泡，反應(yīng)時(shí)間為30-60分鐘，反應(yīng)溫度為70-90℃，真空度為0.08-0.1MPa，反應(yīng)結(jié)束后得到紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠。
其中，先將異氰酸酯與少量聚醚多元醇反應(yīng)一段時(shí)間，由于聚醚多元醇具有較好的柔順性，能夠適當(dāng)降低體系的粘度，異氰酸酯先于聚醚多元醇先進(jìn)行小量的反應(yīng)的同時(shí)有利于異氰酸酯均的分散，再加入聚酯多元醇能夠高效并且均勻的進(jìn)行反應(yīng)，由于聚酯多元醇提供主要的粘結(jié)力，因此有利于提高剝離強(qiáng)度，然后選用適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件進(jìn)行抽真空脫泡，能夠增加產(chǎn)品的粘度，從而不容易發(fā)生膠水滲透到紙中的問(wèn)題。
作為優(yōu)選：
所述步驟1為：將異氰酸酯、聚醚多元醇和穩(wěn)定劑加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃；
所述步驟2：將聚酯多元醇加入到步驟1中所述的反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃；
所述步驟3：對(duì)步驟2中得到的混合物進(jìn)行抽真空脫泡，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃，真空度為0.09MPa，反應(yīng)結(jié)束后得到紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
1、具有良好的剝離強(qiáng)度；
2、具有較好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性；
3、不容易發(fā)生膠水滲透到紙中的問(wèn)題；
4、升到一定溫度后，粘度會(huì)迅速下降，具有優(yōu)良的涂布性能。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明中的制作工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明實(shí)施例所述制備方法僅僅是用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，在本發(fā)明的構(gòu)思前提下對(duì)本發(fā)明制備方法的簡(jiǎn)單改進(jìn)都屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
本發(fā)明實(shí)施例中所涉及的所有物質(zhì)均為市售。
實(shí)施例一：
一種紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠，包括以下組分：
純MDI 40kg；
液化MDI 10kg；
聚氧化丙烯二醇 5kg；
聚己二酸乙二醇酯 45kg；
磷酸 0.005kg。
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量為400-2000，聚己二酸乙二醇酯的分子量為500-2000。
該紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠的制備方法為：
步驟1：將純MDI、液化MDI、聚氧化丙烯二醇和磷酸加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃；
步驟2：步驟1中的反應(yīng)結(jié)束后將聚己二酸乙二醇酯加入到步驟1中反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃；
步驟3：步驟2中的反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行抽真空脫泡，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃，真空度為0.09MPa，反應(yīng)結(jié)束后得到紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠。
實(shí)施例二：
一種紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠，包括以下組分：
異佛爾酮二異氰酸酯 25kg；
甲苯二異氰酸酯 15kg；
聚氧化丙烯二醇 3kg；
聚己二酸新戊二醇酯 57kg；
磷酸 0.005kg。
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量為400-2000，聚己二酸新戊二醇酯的分子量為500-2000。
該紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠的制備方法為：
步驟1：將異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、聚氧化丙烯二醇和磷酸加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃；
步驟2：步驟1中的反應(yīng)結(jié)束后將聚己二酸新戊二醇酯加入到步驟1中反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃；
步驟3：步驟2中的反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行抽真空脫泡，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃，真空度為0.09MPa，反應(yīng)結(jié)束后得到紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠。
實(shí)施例三：
一種紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠，包括以下組分：
異佛爾酮二異氰酸酯 25kg；
1,6己二異氰酸酯 15kg；
聚氧化丙烯二醇 5kg；
聚己二酸己二醇酯 55kg；
苯甲酰氯 0.01kg。
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量為400-2000，聚己二酸己二醇酯的分子量為500-2000。
該紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠的制備方法為：
步驟1：將異佛爾酮二異氰酸酯、1,6己二異氰酸酯、聚氧化丙烯二醇和苯甲酰氯加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃；
步驟2：步驟1中的反應(yīng)結(jié)束后將聚己二酸己二醇酯加入到步驟1中反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃；
步驟3：步驟2中的反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行抽真空脫泡，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃，真空度為0.09MPa，反應(yīng)結(jié)束后得到紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠。
實(shí)施例四：
一種紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠，包括以下組分：
液化MDI 32kg；
1,6己二異氰酸酯 10kg；
聚氧化丙烯二醇 3kg；
聚己二酸己二醇酯 55kg；
苯甲酰氯 0.01kg。
其中，聚氧化丙烯二醇的分子量為400-2000，聚己二酸己二醇酯的分子量為500-2000。
該紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠的制備方法為：
步驟1：將液化MDI、1,6己二異氰酸酯、聚氧化丙烯二醇和苯甲酰氯加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃；
步驟2：步驟1中的反應(yīng)結(jié)束后將聚己二酸己二醇酯加入到步驟1中反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃；
步驟3：步驟2中的反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行抽真空脫泡，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，反應(yīng)溫度為76-80℃，真空度為0.09MPa，反應(yīng)結(jié)束后得到紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠。
實(shí)施例1-4中的組分及其各組分的質(zhì)量如表1所示：
表1
依照《膠粘劑粘度的測(cè)定》GB/T2794-1995中方法對(duì)本發(fā)明中的紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠的粘度進(jìn)行測(cè)定，測(cè)試結(jié)果如表2所示：
表2
對(duì)比例1-10為授權(quán)公告號(hào)為CN103289632B的中國(guó)發(fā)明專利的所記載的實(shí)施例1-10，其各組分的質(zhì)量以及粘度測(cè)定結(jié)果如表3所示：
表3
通過(guò)對(duì)比表2和表3可知，用本發(fā)明生產(chǎn)的紙塑復(fù)合用無(wú)溶劑單組分膠與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有較高的粘度使得本發(fā)明中的無(wú)溶劑單組分膠不容易發(fā)生膠水滲透到紙中的問(wèn)題，并且紙塑之間有較強(qiáng)的剝離強(qiáng)度。