聚氨酯粘合剂组合物制造技术

提供聚氨酯粘合剂组合物，其包含聚氨酯分散体和1.2wt％至20wt％的聚异氰酸酯交联剂。所述聚氨酯分散体是10wt％至40wt％的单体芳香族二异氰酸酯、30wt％至65wt％的聚醚多元醇、15wt％至30wt％的具有至少一个芳香族基团和一个脂族基团的聚酯多元醇、0.1％至8％的多胺和0.5％至10％的离子表面活性剂的反应产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚氨酯粘合剂组合物
本专利技术涉及用于制造层压体的粘合剂组合物。具体地讲，本专利技术涉及包含聚氨酯分散体的粘合剂组合物。
技术介绍
粘合剂组合物被用于将例如聚乙烯(PE)、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、金属、纸或玻璃纸的基材粘结在一起以形成复合膜，即层压体。层压体通常被用于包装工业，尤其用于食品包装。出于环境、健康和安全原因，粘合剂优选地为水性或无溶剂。聚氨酯分散体是用于无溶剂粘合剂的常用组分。不同基材通常对涂布到其上的粘合剂具有不同要求。为了将PE基材与金属基材粘结，例如，需要粘合剂在粘结强度(BS)、热封强度(HS)和低摩擦系数(COF)上表现特别好。期望提供在BS、HS、和COF上具有良好性能的聚氨酯粘合剂组合物，并因此特别适于将PE和金属粘结。
技术实现思路
本专利技术提供聚氨酯粘合剂组合物，其包含聚氨酯分散体和以聚氨酯分散体的总干重计按干重1.2％至20％的聚异氰酸酯交联剂。聚氨酯分散体是以聚氨酯分散体的总干重计按干重10％至40％的单体芳香族二异氰酸酯、30％至65％的聚醚多元醇、15％至30％的具有至少一个芳香族基团和一个脂族基团的聚酯多元醇、0.1％至8％的多胺和0.5％至10％的离子表面活性剂的反应产物。具体实施方式聚氨酯粘合剂组合物包含聚氨酯分散体。聚氨酯分散体优选地具有25％至60％，优选地30％至55％，以及更优选地35％至50％的固体含量，即聚氨酯聚合物颗粒的含量。聚氨酯分散体是单体芳香族二异氰酸酯、聚醚多元醇、具有至少一个芳香族基团和一个脂族基团的聚酯多元醇、多胺和离子表面活性剂的反应产物。聚氨酯分散体包含以聚氨酯分散体的总干重计按干重10％至40％，优选地12％至38％，以及更优选地15％至35％的单体芳香族二异氰酸酯；30％至65％，优选地35％至60％，以及更优选地40％至55％的聚醚多元醇；15％至30％，优选地18％至28％，以及更优选地20％至25％的具有至少一个芳香族基团和一个脂族基团的聚酯多元醇；0.1％至8％，优选地0.2％至6％，以及更优选地0.5％至5％的多胺；以及0.5％至10％，优选地1％至8％，以及更优选地1.5％至6％的离子表面活性剂。每一多元醇具有500g/mol至4000g/mol，优选地750g/mol至3500g/mol，以及更优选地800g/mol至3000g/mol的分子量(Mw)。每一多元醇具有1.8至4，优选地1.9至3，以及更优选地2至2.5的官能度(每分子的异氰酸酯反应位点的平均数)。聚氨酯粘合剂组合物进一步包含以聚氨酯分散体的总干重计按干重1.2％至20％，优选地1.5％至15％，以及更优选地2.5％至10％的聚异氰酸酯交联剂。聚氨酯分散体本专利技术的聚氨酯分散体由聚氨酯预聚物制得。本专利技术的聚氨酯预聚物利用单体芳香族二异氰酸酯、聚醚多元醇和具有至少一个芳香族基团和一个脂族基团的聚酯多元醇以该领域的普通技术人员熟知的任意方式，包括缩聚来制备。聚氨酯预聚物优选地是NCO基团封端的预聚物。有机溶剂优选地不用于制备聚氨酯预聚物。单体芳香族二异氰酸酯优选地具有小于300g/mol，以及优选地小于275g/mol的分子量Mw。单体芳香族二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和其组合。一般地可以使用具有任何普遍出售的异构体配比的TDI。最普遍出售的TDI具有80％的2，4-异构体和20％的2，6-异构体的异构体配比。也可使用具有其它异构体配比的TDI。当使用MDI时，优选地是纯4，4′-MDI或MDI异构体的任意组合。更优选地，其是纯4，4′-MDI和4，4′-MDI与其它MDI异构体的任意组合。当使用4，4′-MDI与其它MDI异构体的组合时，4，4′-MDI的优选浓度是所有MDI异构体的25％至75％。聚醚多元醇是环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃和环氧丁烷的加聚、共加成和接枝产物，多元醇的缩合产物以及其任意组合。聚醚多元醇的适宜实例包括聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)、聚丁二醇(PBG)、聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)以及其任意组合。优选地，聚醚多元醇是PEG与上述至少另一种聚醚多元醇的组合。更优选地，聚醚多元醇是PEG与PPG、聚丁二醇和PTMEG中的至少之一的组合。具有至少一个芳香族基团和一个脂族基团的聚酯多元醇是二醇与二羧酸的缩合产物。二醇的适宜实例是乙二醇、丁二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚亚烷基二醇例如聚乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇和其任意组合。为了实现大于2的多元醇官能度，也可使用三醇和/或四醇。三醇的适宜实例包括三羟甲基丙烷和丙三醇。四醇的适宜实例包括赤藓醇和季戊四醇。二羧酸是芳香族酸和脂族酸的混合物。芳香族酸的适宜实例是邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸；而脂族酸的适宜实例是己二酸、壬二酸、癸二酸、戊二酸、四氯邻苯二甲酸、马来酸、富马酸、衣康酸、丙二酸、辛二酸、2-甲基琥珀酸、3，3-二乙基戊二酸和2，2-二甲基琥珀酸。同样也可使用这些酸的酸酐。优选地，脂族酸和芳香族酸是饱和的，并分别地是己二酸和间苯二甲酸。单羧酸(例如苯甲酸和己烷羧酸)应最少或不包括。借助于离子表面活性剂将聚氨酯预聚物分散在水中，然后分散在多胺中以制得聚氨酯分散体。优选地，离子表面活性剂是阴离子的。阴离子表面活性剂的适宜实例选自磺酸盐、磷酸盐、羧酸盐和其任意组合。优选地，阴离子表面活性剂是磺酸盐，例如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、正癸基二苯醚二磺酸钠、十二烷基苯磺酸异丙胺和己基二苯醚二磺酸钠。更优选地，阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠。优选地，在加水前将离子表面活性剂引入聚氨酯预聚物中，但是在添加聚氨酯预聚物前将表面活性剂注入水中不超出本专利技术的范围。然后在添加离子表面活性剂后添加多胺，和水以用于链延伸目的。优选地，多胺是二胺，其中每一胺基是伯胺或仲胺。二胺的适宜实例包括乙二胺、1，2-和1，3-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷、异佛尔酮二胺和其任意组合。聚异氰酸酯交联剂本专利技术的聚异氰酸酯交联剂每分子具有两个或更多个异氰酸酯基团。优选的聚异氰酸酯交联剂每分子具有三个或更多个异氰酸酯基团。更优选的聚异氰酸酯交联剂是单体二异氰酸酯的三聚体。用于制得聚异氰酸酯交联剂的优选的单体二异氰酸酯是单体脂族二异氰酸酯。单体脂族二异氰酸酯的适宜实例包括1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1-异氰酸根合-3-异氰酸根合甲基-3，5，5-三甲基-环己烷(IPDI)、4，4′-二异氰酸根合二环己基甲烷(H12MDI)、二异氰酸根合甲基-环己烷(ADI)和其任意组合。优选的单体脂族二异氰酸酯是HDI和ADI，以及最优选的单体脂族二异氰酸酯是HDI。上述单体芳香族二异氰酸酯可任选地用于制备聚异氰酸酯交联剂。优选地，聚异氰酸酯交联剂是亲水改性的。亲水改性是其中一个或多个异氰酸酯基团与化合物反应以将亲水基团附接到其主链的过程。优选的亲水基团是阴离子基团或包含至少一个环氧乙烷单元的基团。在搅拌下将聚异氰酸酯交联剂加入聚氨酯分散体中以制备本专利技术的聚氨酯粘合剂组合物。其它添加剂聚氨酯分散体可进一步包含反应性结合到聚氨酯预聚物的主链的粘合促进剂。也可将粘合促本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚氨酯粘合剂组合物，其包含聚氨酯分散体和以所述聚氨酯分散体的总干重计按干重1.2％至20％的聚异氰酸酯交联剂；其中所述聚氨酯分散体是以所述聚氨酯分散体的总干重计按干重10％至40％的单体芳香族二异氰酸酯、30％至65％的聚醚多元醇、15％至30％的具有至少一个芳香族基团和一个脂族基团的聚酯多元醇、0.1％至8％的多胺和0.5％至10％的离子表面活性剂的反应产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚氨酯粘合剂组合物，其包含聚氨酯分散体和以所述聚氨酯分散体的总干重计按干重1.2％至20％的聚异氰酸酯交联剂；其中所述聚氨酯分散体是以所述聚氨酯分散体的总干重计按干重10％至40％的单体芳香族二异氰酸酯、30％至65％的聚醚多元醇、15％至30％的具有至少一个芳香族基团和一个脂族基团的聚酯多元醇、0.1％至8％的多胺和0.5％至10％的离子表面活性剂的反应产物。2.根据权利要求1所述的聚氨酯粘合剂组合物，其中每一所述多元醇具有500至4000g/mol的分子量，和1.8至4的官能度。3.根据权利要求1所述的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述单体芳香族二异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和其组合。4.根据权利要求1所述的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述单体芳香族二异氰酸酯具有小于300g/mol的分子量。5.根据权利要求1所述的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述聚醚多元醇选自聚丙二醇、聚乙二醇、聚丁二醇、聚四亚甲基醚二醇以及其任意组合。6.根据权利要求5所述的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述聚醚多元醇是聚乙二醇与聚丙二醇、聚丁二醇和聚四亚甲基醚二醇中的至少之一的组合。7.根据权利要求1所述的聚氨酯粘合剂组合物，其中所述聚酯多元醇是二醇与二羧酸的缩合产物。8.根据权利要求7所述的聚氨酯粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：白晨艳，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US