一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法技术

本发明专利技术涉及环保型无溶剂聚氨酯胶黏剂领域，具体涉及一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法，所述方法包括首先合成环氧改性植物油基多元醇，然后在其中分别添加聚醚多元醇、异氰酸酯和聚醚多元醇和聚酯多元醇、除水剂、附着力促进剂和催化剂等原料得到A、B两种组分，最后混合A和B得到无溶剂聚氨酯复膜胶。在其中添加的环氧改性植物油基多元醇对材料的粘度有明显降低，而催化剂对于材料的熟化效果提升显著，且整体制备工艺简单。且整体制备工艺简单。且整体制备工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法


[0001]本专利技术涉及环保型无溶剂聚氨酯胶黏剂领域，具体涉及一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法。本专利技术通过添加表面活性剂等原料，明显降低体系黏度和熟化时间等问题，工艺简单，适合工业推广。

技术介绍

[0002]聚氨酯是胶黏剂中最重要的品类之一，性能优异，应用广泛。聚氨酯胶黏剂具备优异的低温柔韧性、抗剪切强度和抗冲击特性，适用于各种结构性粘合领域。
[0003]近年随着国家经济的高速发展，特别是电商经济和网络购物的兴起，包装业发展势头迅猛，对油墨的需求急剧增加。同时由于人们的环保意识不断增强，对食品包装印刷的安全性需求也不断提高。目前，国内市场软包装复合油墨还是以溶剂型为主，聚氨酯油墨因其特殊的性能优势获得了广泛的应用，市场占有率不断提升。在软包装行业配套的无溶剂型聚氨酯复膜胶因其环保、高速复合等优点获得了广泛应用，不断替代溶剂型聚氨酯复膜胶用于软包装复合。
[0004]无溶剂型聚氨酯复膜胶，主要由异氰酸酯组分和羟基组分构成，通过一定比例混合后涂布于基材进行复合、熟化，最后获得良好的复合粘接效果。由于两个组分不使用有机溶剂来降低粘度，为了在BOPP、PET等基材上具有较好的流平润湿，尤其是羟基组分会选择较多的小分子多元醇，或者搭配聚醚多元醇和植物油多元醇如蓖麻油、大豆油多元醇，获得优良的涂覆效果。如此配方调整虽然提高了对基材的润湿流平和生产复合速度，但也为带来一些负面影响，如小分子多元醇的“相似相容”会溶胀聚氨酯油墨，出现溶墨缺陷，植物油多元醇反应性较低，与异氰酸酯完全反应需要更长的熟化时间才能达到剥离强度，同时由于固化后结构中存在大量线性的聚醚链段，软包装耐蒸煮性能较差。因此，既要获得良好的基材润湿性能、保障较高的复合效率，又要缩短熟化时间，获得较高的复合强度和耐蒸煮性能，是目前双组份聚氨酯复膜胶亟待解决的技术难题。
[0005]聚氨酯复膜胶中存在溶墨缺陷，颜色和气味影响操作环境，熟化时间较长、剥离强度与耐蒸煮性能较差。主要原因是由于配方中大量小分子多元醇，因其“相似相容”可能导致溶胀聚氨酯油墨，造成溶墨缺陷；植物油多元醇有颜色和气味，影响操作环境；聚醚多元醇和植物油多元醇与异氰酸酯预聚物反应较慢，熟化时间较长，聚醚链段强度和耐水性较差，最终剥离强度和耐蒸煮效果都有待提升。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在提供一种环氧改性的植物油多元醇作为主要成分的制备复膜胶的方法，不仅有较低的施工黏度，对基材极佳的润湿流平，还能兼顾生产效率和聚氨酯油墨的匹配性，同时具有较高的剥离强度和耐蒸煮性能。本专利技术在相关的工艺及原料改进下，对于无溶剂聚氨酯复膜胶的综合性能的提高具有明显的增益效果。
[0007]本专利技术的重点是利用植物油酸和环氧化合物合成制备了一种长碳链的小分子多
元醇，替代现有传统双组份聚氨酯复膜胶中的蓖麻油和聚醚多元醇，从而提升了润湿流平和耐蒸煮性能；在所述B组分加入一定量的除水剂，解决储存过程中吸潮对性能的影响，现有传统配方工艺中只是利用真空脱水去除物料中的配方。
[0008]本专利技术涉及的一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法的具体实施方案如下：
[0009]S1、选择合适的反应器，加入双官能度环氧化合物和适量催化剂，加热至100
‑
130℃，缓慢滴加植物油酸，保持100
‑
130℃，1
‑
2h内滴加完毕，再搅拌反应2
‑
4h，至反应物料酸值小于1mgKOH/g，降温后得到环氧改性植物油基多元醇；
[0010]S2、选择合适的反应器，加入环氧改性植物油基多元醇和聚醚多元醇，在100
‑
120℃，真空条件下脱水，使得含水量小于0.05％，缓慢加入异氰酸酯，在60
‑
80℃反应1
‑
2h，至NCO含量在15
‑
19％，冷却后得到A组分；
[0011]S3、选择合适的反应器，加入环氧改性植物油基多元醇、聚醚多元醇和聚酯多元醇，在100
‑
120℃，真空条件下脱水，使得含水量小于0.05％，再加入除水剂、附着力促进剂和催化剂，搅拌均匀，得到B组分；
[0012]S4、将制得的所述A组分与所述B组分按100：(70～90)的质量比与0.8％
‑
1.5％的BASF乳液混合进行一次搅拌；
[0013]S5、对一次搅拌后的混合溶液进行真空球磨混合和分散最终得到述聚氨酯复膜胶。
[0014]有益效果：
[0015]1、本专利技术所提供的技术方案制备了一种环氧改性植物油基多元醇，由于其特殊的长碳链结构，不仅可以降低体系黏度，还能提高胶液对基材的润湿流平，同时长碳链还能屏蔽聚氨酯结构中的氨酯键和酯键，使耐蒸煮性能得到提高；
[0016]2、本专利技术所提供的技术方案还引入了延迟型环保催化剂，使胶液具有更长的工作时间，升温能加速反应缩短熟化时间，由之前普遍的24
–
36h，缩短到12h就可以分切制袋，大大提高了生产效率；
[0017]3、选用了低粘度的芳香族聚酯多元醇进行复配，其羟基反应速率更快，胶膜强度更高，同时不会出现溶墨缺陷；
[0018]4、按本专利技术提供的技术方案制备的聚氨酯复膜胶黏度低、润湿性好、可以快速复合和熟化，剥离强度在蒸煮后衰减很小，利于大规模工业生产。
附图说明
[0019]图1为一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法的制备流程图。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0021]实施例1：
[0022]S1、选择合适的反应器，加入双官能度环氧化合物和适量催化剂，加热至100℃得
到前制溶液A，向前制溶液A缓慢滴加植物油酸，保持100℃，1h内滴加完毕，再搅拌反应2h，至反应物料酸值小于1mgKOH/g，降温后得到环氧改性植物油基多元醇；
[0023]其中所述环氧改性植物油基多元醇是二乙二醇二缩水甘油醚、1,6
‑
己二醇二缩水甘油醚；
[0024]S2、选择合适的反应器，加入环氧改性植物油基多元醇和聚醚多元醇，在100
‑
120℃，真空条件下脱水，使得含水量小于0.05％得到前制溶液B，缓慢向前制溶液B加入异氰酸酯，在60℃反应1h，至NCO含量在15％，冷却后得到A组分；
[0025]其25℃时粘度为700mPa.s；
[0026]所述环氧改性植物油基多元醇占所述多羟基化合物总质量的5％；
[0027]S3、选择合适的反应器，加入环氧改性植物油基多元醇、聚醚多元醇和聚酯多元醇，在100℃，真空条件下脱水，使得含水量小于0.05％得到前制溶液C，再在前制溶液C中加入除水剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法，其特征在于，包括：在反应器中制备环氧改性植物油基多元醇；通过在环氧改性植物油基多元醇添加原料制备组分A；通过在环氧改性植物油基多元醇添加原料制备组分B；通过将组分A、B均匀混合加真空球磨得到聚氨酯复膜胶。2.根据权利要求1所述的一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法，其特征在于，所述制备环氧改性植物油基多元醇，包括：称取双官能度环氧化合物和适量催化剂并加热；滴加植物油酸并搅拌、降温得到环氧改性植物油基多元醇；所述在环氧改性植物油基多元醇添加原料制备组分A的步骤，包括：首先加热环氧改性植物油基多元醇和聚醚多元醇混合物并真空脱水；加入异氰酸酯并反应、冷却得到组分A；所述在环氧改性植物油基多元醇添加原料制备组分B的步骤，包括：加入环氧改性植物油基多元醇、聚醚多元醇和聚酯多元醇并加热、真空脱水；再加入除水剂、附着力促进剂和催化剂，搅拌均匀，得到B组分；所述将组分A、B均匀混合加真空球磨得到聚氨酯复膜胶的步骤，包括：将A组分、B组分与BASF乳液混合进行一次搅拌；将一次搅拌后的混合溶液进行真空球磨混合和分散最终得到述聚氨酯复膜胶。3.根据权利要求2所述的一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法，其特征在于：所述称取双官能度环氧化合物和适量催化剂并加热，包括：选择合适的反应器，加入双官能度环氧化合物和适量催化剂，加热至100
‑
130℃得到前制溶液A；根据权利要求2所述的一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法，其特征在于：所述滴加植物油酸并搅拌、降温得到环氧改性植物油基多元醇的步骤，包括：向前制溶液A缓慢滴加植物油酸，保持100
‑
130℃，1
‑
2h内滴加完毕，再搅拌反应2
‑
4h，至反应物料酸值小于1mgKOH/g，降温后得到环氧改性植物油基多元醇；其中所述环氧改性植物油基多元醇是二乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6
‑
己二醇二缩水甘油醚、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、E54环氧树脂中的一种或多种，与妥尔油酸、月桂酸、椰子油酸、硬脂酸、大豆油酸、蓖麻油酸和亚麻油酸中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的一种低缺陷的双组份无溶剂聚氨酯复膜胶制备方法，其特征在于：所述加热环氧改性植物油基多元醇和聚醚多元醇混合物并真空脱水的步骤，包括：选择合适的反应器，加入环氧改性植物油基多元醇和聚醚多元醇，在100
‑
120℃，真空条件下脱水，使得含水量小于0.05％得到前制溶液B；所述加入异氰酸酯并反应、冷却得到组分A的步骤，包括：缓慢向前制溶液B加入异氰酸酯，在60
‑
80℃反应1
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2h，至NCO含量在15
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19％，冷却后得到A组分；其25℃时粘度为500
‑
2500mPa.s，优选粘度为700
‑
2000mPa.s，更优选粘度为1000
‑
1500mPa.s；
所述环氧改性植物油基多元醇占所述多羟基化合物总质量的0
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢利发，
申请(专利权)人：广州碧驰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：