复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂由A组分与B组分组成；A组分为异氰酸酯混合物与聚醚多元醇混合物反应后得到的异氰酸酯封端的预聚体，异氰酸酯混合物由4,4

【技术实现步骤摘要】
复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合软包装的聚氨酯胶粘剂领域，具体涉及一种对OPP/CPP薄膜结构复合具有高剥离强度的双组分无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济的蓬勃发展，人们在日常生活中需要大量使用复合软包装产品。软包装复合工艺是指将不同功能的塑料薄膜或金属薄膜、纸张等通过胶粘剂粘接起来，形成两层及以上复合结构的薄膜。这种复合结构薄膜能够同时具有单层薄膜无法兼备的美观性、阻隔性、热封性及其他特殊性能，从而使其能够适应各种产品的包装需求，在众多领域中发挥着越来越重要的作用。
[0003]双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)与流延聚丙烯薄膜(CPP)的复合膜因其具有透明性高、光泽性高、阻湿性好、耐油性和食品卫生性优良等特点，被大量应用于食品、日化用品等轻包装中。然而，不同于PET、尼龙等极性材料，聚丙烯(PP)薄膜作为非极性材料，其表面自由能较低。而聚氨酯树脂胶粘剂由于含有大量极性基团，活性较高，无法较好润湿并附着在聚丙烯膜表面。因此市场上通常对PP膜进行电晕处理，以此提高其表面自由能，从而提高复合膜的附着能力。然而由于电晕效果参差不齐以及随着时间延长电晕效果变差等原因，使得此类复合膜的复合强度较低，复合1～3天的复合膜剥离强度勉强能够达到到国标要求(聚氨酯胶粘剂复合干轻包装膜常温T型剥离强度应＞0.6N/15mm)，随着时间延长，剥离强度会发生衰减，7天后衰减至0.1～0.3N/15mm，较低的剥离强度对于后续产品的长期存放存在较大的安全隐患。
[0004]中国专利申请CN 110835513A公开了一种无溶剂型双组分聚氨酯黏合剂及其制备方法，该技术通过采用聚氧化丙烯多元醇和双酚A起始的聚醚多元醇，配合有机异氰酸酯制备了一种具有良好的综合性能的胶粘剂，尤其对BOPP/CPP复合结构具有优异的粘结性。但其刚熟化完的剥离强度为0.8～0.9N/mm左右，放置7天、14天直至60天后的剥离强度是否还能达到国家标准并不容乐观。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供了一种复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。本专利技术胶粘剂能对厚度为20～30μm的印刷OPP与CPP膜进行复合，熟化后T型剥离强度为1.6～1.8N/15mm，14天后剥离强度衰减为1.2～1.4N/15mm。除此之外，放置60天后仍能达到国家标准。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂，该胶粘剂由A组分与B组分组成；
[0009]所述A组分为异氰酸酯混合物与聚醚多元醇混合物反应后得到的异氰酸酯封端的预聚体，该预聚体中，所述异氰酸酯混合物由4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4
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二苯基
甲烷二异氰酸酯按照重量比为1～2:1的比例混合而成；所述聚醚多元醇混合物由平均分子量为300～500、800～1500、1800～2500的聚醚多元醇按照重量比为1
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2:3
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4:1
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2的比例混合而成；
[0010]所述B组分由聚酯多元醇与低分子量的聚醚多元醇均相混合而成；
[0011]所述A组分中的异氰酸酯官能团与B组分中的羟基官能团的摩尔比为1.3～1.5:1。
[0012]一种本专利技术所述的复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂的制备方法，包括：
[0013]分别制备A组分与B组分：
[0014]制备A组分：将异氰酸酯混合物与聚醚多元醇混合物按预定重量比例加入至容器中，升温至80～90℃后反应3～4小时，降温后出料得到作为A组分的异氰酸酯封端的预聚体；所述异氰酸酯混合物由4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯按照重量比为1～2:1的比例混合而成；所述聚醚多元醇混合物由平均分子量为300～500、800～1500、1800～2500的聚醚多元醇按照重量比为1～2:3～4:1～2的比例混合而成；
[0015]制备B组分的聚酯多元醇：将小分子多元酸与小分子多元醇按预定重量比例加入聚酯釜中，后加入抗氧剂与催化剂，按照常规酯化缩合法反应得到所需的聚酯多元醇；
[0016]制备B组分：将制备的聚酯多元醇与分子量为500～1000的聚醚多元醇按比例进行物理搅拌后得到透明均一的B组分；
[0017]制备无溶剂聚氨酯胶粘剂：将制备的A组分与B组分按照异氰酸酯与羟基的摩尔比为1.3～1.5:1的比例混合即得到本专利技术的无溶剂聚氨酯胶粘剂。
[0018]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0019](1)本专利技术的A组分中，通过将平均分子量为300
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500、800
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1500、1800
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2500的聚醚多元醇分别按照重量比为1
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2:3
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4:1
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2的比例混合作为异氰酸酯预聚体的聚醚多元醇混合物，可以使得固化后的胶膜兼具较强的内聚力与较好的柔韧性，从而在提高剥离强度的同时，使得胶粘剂具有较好粘弹性。这样通过调节不同平均分子量的聚醚多元醇的比例，能够使得A组分中的异氰酸酯预聚体与B组分中的羟基在固化反应时生成不同的高分子链段，当300～500分子量的聚醚多元醇含量高时，高分子链段中的氨基甲酸酯键增多，硬段增加，使得分子中的氢键与极性键作用力增加，从而增加体系粘度，影响涂布性能，当1800
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2500分子量的聚醚多元醇含量高时，使得软段含量高，氢键作用力下降，从而导致胶粘剂与基材的黏接力下降，降低剥离强度。
[0020](2)本专利技术的A组分中，异氰酸酯混合物采用4,4，
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二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4，
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二苯基甲烷二异氰酸酯按照1
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2:1的比例混合而成，利用4,4，
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二苯基甲烷二异氰酸酯中的NCO基团活性较大，在反应过程中会发生自聚现象，从而使得体系粘度增加；且其在常温下为白色固体，含量较高时，预聚体微泛白，使得胶液透明度变差；而4，4，
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二苯基甲烷二异氰酸酯含量较低的话，会影响反应活性，本专利技术通过控制其与2，4，
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二苯基甲烷二异氰酸酯的比例可以提高A组分透明度的同时提高反应效率。
[0021](3)将A组分与B组分中异氰酸酯基与羟基按摩尔比为1.3～1.5:1组合，这样羟基含量设计高于普通无溶剂双组分胶粘剂，A、B组分反应固化后的高分子链段足够长与柔软，放置一段时间胶粘剂完全固化后，OPP与CPP的剥离强度衰减率较小，高于国家标准。
[0022]本专利技术的胶粘剂为无溶剂型，具有环保性，且其粘度较小，有利于涂布操作。针对OPP/CPP复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂，其特征在于，该胶粘剂由A组分与B组分组成；所述A组分为异氰酸酯混合物与聚醚多元醇混合物反应后得到的异氰酸酯封端的预聚体，该预聚体中，所述异氰酸酯混合物由4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯按照重量比为1～2:1的比例混合而成；所述聚醚多元醇混合物由平均分子量为300～500、800～1500、1800～2500的聚醚多元醇按照重量比为1
‑
2:3
‑
4:1
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2的比例混合而成；所述B组分由聚酯多元醇与低分子量的聚醚多元醇均相混合而成；所述A组分中的异氰酸酯官能团与B组分中的羟基官能团的摩尔比为1.3～1.5:1。2.根据权利要求1所述的复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述A组分的异氰酸酯混合物与聚醚多元醇混合物反应后得到的异氰酸酯封端的预聚体，由异氰酸酯混合物与聚醚多元醇混合物按照重量比为5～6:4～5的比例在80℃下反应得到，该预聚体的NCO为12～15％，粘度在25℃时为6000～8000mpa.s。3.根据权利要求1或2所述的复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述B组分中由聚酯多元醇与低分子量的聚醚多元醇按照重量比为1:1～3的比例物理混合而成。4.根据权利要求3所述的复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述B组分中的聚酯多元醇的平均分子量为800～1200。5.根据权利要求4所述的复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述B组分中的聚酯多元醇是以小分子多元酸、小分子多元醇、300ppm抗氧剂和50ppm催化剂为原料，其中小分子多元醇与小分子多元酸按醇酸比范围为1.3
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1.6投料，并通过常规酯化缩合法得到的。6.根据权利要求5所述的复合低表面能薄膜的无溶剂聚氨酯胶粘剂，其特征在于，所述小分子多元酸为己二酸以及间苯二甲酸中的一种或多种组合；所述小分子多元醇为2
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甲基
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1，3
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【专利技术属性】
技术研发人员：李曾照，杜海，隋学斌，赫长生，曹学，
申请(专利权)人：北京高盟新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：