粘合剂组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种双组分无溶剂聚氨酯粘合剂组合物，该双组分无溶剂聚氨酯粘合剂组合物包含(A)至少一种异氰酸酯组分和(B)至少一种多元醇组分。该异氰酸酯组分(A)包括异氰酸酯预聚物，该异氰酸酯预聚物是(Ai)多异氰酸酯和(Aii)异氰酸酯反应性组分的反应产物；其中该异氰酸酯反应性组分包括(Aiia)至少一种官能度大于2的多元醇、(Aiib)至少一种官能度大于2的芳族聚酯多元醇和(Aiic)至少一种疏水性多元醇。该多元醇组分(B)包括(Bi)至少一种官能度大于2的聚醚多元醇、(Bii)至少一种与天然油进行酯交换的芳族聚酯多元醇和(Biii)至少一种磷酸酯多元醇。还公开了一种用于形成层压物的方法，该方法包括以下步骤：(I)混合上述反应物(组分(A)和(B))以形成无溶剂粘合剂组合物，(II)将该无溶剂粘合剂组合物的层施加至第一基材的表面，(III)使该第一基材上的该无溶剂粘合剂组合物的该层与第二基材的表面接触以形成层压物，以及(IV)固化该无溶剂粘合剂组合物。还公开了一种包含上述无溶剂粘合剂组合物的层压物。物的层压物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘合剂组合物


[0001]本专利技术涉及一种粘合剂组合物；并且更具体地说，本专利技术涉及一种双组分无溶剂聚氨酯基层压粘合剂组合物，其用于与层压膜一起使用，该层压膜用于，例如，包装应用中。本专利技术还涉及一种形成层压物结构的方法，该层压物结构包括所公开的双组分无溶剂聚氨酯基层压粘合剂组合物；使用这种方法生产的层压物本身；以及由这种层压物制成的物品。

技术介绍

[0002]如本领域已知的，双组分(2K)型聚氨酯粘合剂组合物基于多元醇组分和多异氰酸酯组分的反应混合物。两种组分可混合在一起并且起反应以形成固化的聚氨酯粘合剂；并且反应可在两种或更多种类型的基材之间形成强的粘合剂粘合。迄今为止，已经生产出各种2K型聚氨酯粘合剂组合物以用于各种目的。例如，粘合剂组合物用于粘结诸如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、金属、金属化、纸或玻璃纸等基材，以形成复合膜，即层压物。粘合剂在不同的最终用途应用中的使用通常是已知的。例如，粘合剂可以用于制造包装工业中使用(尤其用于食品包装)的膜/膜和膜/箔层压物。用于层压应用的粘合剂或“层压粘合剂”通常可分为三类：基于溶剂的、基于水的和无溶剂的(或不含溶剂的)。粘合剂的性能根据种类和应用粘合剂的应用而变化。
[0003]无溶剂层压粘合剂可在没有有机溶剂或水性载体的情况下施加多至100％固体。因为在施加时不必从粘合剂中干燥有机溶剂或水，所以这些粘合剂可在层压设备的高线速度下运行，并且因此提供了用于制造层压物的高生产率。溶剂和水基层压粘合剂受到在施加粘合剂之后，在层压至另一基材上以形成层压物结构之前可从涂布粘合剂的基材中有效地干燥和去除溶剂或水的运行速率的限制。另外，无溶剂层压粘合剂提供了环境、健康和安全益处。
[0004]在无溶剂层压粘合剂的范畴内，有许多种类。一个特定种类包含在施加之前预混合的2K聚氨酯基层压粘合剂。通常，2K聚氨酯基层压粘合剂包含第一组分和第二组分，第一组分包括含异氰酸酯的预聚物和/或多异氰酸酯，第二组分包括多元醇或两种或更多种多元醇的组合。特别地，第二组分包括每分子用两个或更多个羟基基团官能化的聚醚和/或聚酯。将异氰酸酯第一组分和多元醇第二组分以预定比组合或“预混”以形成层压粘合剂组合物。然后可将粘合剂组合物施加在基材上，该基材可以层压至另一基材以形成层压物结构。层压物结构可包括适用于食品包装应用中的许多层压膜。
[0005]粘合强度、可加工性和耐化学性是用于苛刻的食品包装应用，例如、热填充、袋煮和蒸煮应用的无溶剂粘合剂的重要性质。包括现有2K无溶剂粘合剂的新层压结构通常在数小时内不会表现出任何立即粘合或“生坯强度”，这是因为两种组分逐渐原位建立分子量和粘合强度。在进一步加工之前等待分子量增长是对薄膜转换器的限制，薄膜转换器通常必须等待至少3天或更长时间以进行额外的加工，例如，切开最终的层压膜。另外，即使交联在固化后增长了分子量和干粘合，但与溶剂基粘合剂相比，现有的无溶剂粘合剂通常仍表现出不良的产品耐受性。
[0006]耐油墨沾污性和耐热性是包装应用中使用的无溶剂粘合剂的另外的重要性质。另外地，全球食品安全法规在驱动包装工业方面正变得更有力。因此，快速固化、快速初级芳香胺(“PAA”)衰变和满足全球法规的能力是薄膜转换器的进一步的考虑因素。
[0007]因此，表现出改善的粘合强度、耐化学性和耐热性、耐油墨沾污性和可加工性的2K无溶剂层压粘合剂组合物；以及制造包括其的层压物的方法是令人期望的。

技术实现思路

[0008]本专利技术涉及一种新型2K(即，两部系统)无溶剂层压粘合剂组合物，该新型2K无溶剂层压粘合剂组合物包含(A)至少一种异氰酸酯组分和(B)至少一种多元醇组分。在一些实施方案中，该异氰酸酯组分(A)包括至少一种异氰酸酯预聚物，该至少一种异氰酸酯预聚物是(Ai)至少一种多异氰酸酯和(Aii)至少一种异氰酸酯反应性组分的反应产物。在一些实施方案中，该异氰酸酯反应性组分(Aii)包括以下组分：(Aiia)至少一种官能度大于2的聚醚多元醇、(Aiib)至少一种官能度大于2的芳族聚酯多元醇和(Aiic)至少一种疏水性多元醇。在一些实施方案中，该多元醇组分(B)包括(Bi)至少一种官能度大于2的聚醚多元醇、(Bii)至少一种与天然油进行酯交换的芳族聚酯多元醇和(Biii)至少一种磷酸酯多元醇。在一些实施方案中，该芳族聚酯多元醇组分(Bii)包括疏水性聚酯多元醇。
[0009]在一些实施方案中，可用于生产该异氰酸酯预聚物，即组分(A)的该多异氰酸酯，即组分(Ai)是至少一种芳族多异氰酸酯，诸如，4,4'
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亚甲基二苯基二异氰酸酯或改性4,4'
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亚甲基二苯基二异氰酸酯或它们的混合物。
[0010]在一些实施方案中，可用于生产该异氰酸酯反应性组分，即组分(Aii)的官能度大于2的该多元醇，即组分(Aiia)包括至少一种聚醚多元醇。
[0011]在一些实施方案中，可用于生产该异氰酸酯反应性组分，即组分(Aii)的官能度大于2的该芳族聚酯多元醇，即组分(Aiib)是与三羟甲基丙烷和二醇，诸如，乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、2
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甲基丙二醇或其两种或更多种混合物相反应的至少一种邻苯二甲酸酯基聚酯多元醇，诸如，间苯二酸酯、邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸酯或其两种或三种混合物。
[0012]在一些实施方案中，可用于生产该异氰酸酯反应性组分，即组分(Aii)的该疏水性多元醇，即组分(Aiic)是至少一种聚酯多元醇，其由与二羧酸，诸如，己二酸、邻苯二甲酸、壬二酸、癸二酸、具有少于18个碳的碳原子的二羧酸或它们的混合物相反应的己二醇、新戊二醇、辛二醇或具有少于18个碳的多个碳原子的二醇或其两种或更多种混合物制成。在一些实施方案中，该疏水性多元醇是聚环氧丁烷。
[0013]在一些实施方案中，可用于生产该异氰酸酯反应性组分(Aii)的该组分，即官能度大于2的该多元醇，即组分(Aiia)；官能度大于2的芳族聚酯多元醇，即组分(Aiib)；以及疏水性多元醇，即组分(Aiic)；可以在将混合物添加到组分(Ai)中之前组合在一起，从而形成组分(Aii)；然后，可将形成组分(Aii)的该混合物与组分(Ai)进行混合。在其他实施方案中，这些组分(Aiia)、(Aiib)和(Aiic)可各自单独地分别添加到组分(Ai)中并且基本上同时地与组分(Ai)混合以彼此反应以形成异氰酸酯组分(A)。
[0014]在一些实施方案中，官能度大于2的该聚醚多元醇，即组分(Bi)是例如甘油引发的聚环氧丙烷、聚环氧乙烷、聚环氧丁烷或其混合的共聚物。
[0015]在一些实施方案中，用于制造该酯交换多元醇，即组分(Bii)的该天然油是蓖麻
油，并且在一些实施方案中，组分(Bii)是改性天然油，诸如，二聚醇。
[0016]在一些实施方案中，该磷酸酯多元醇，即组分(Biii)由三官能丙二醇、多磷酸和多异氰酸酯制成，该磷酸酯多元醇的磷酸含量为基于该磷酸酯多元醇的重量小于3重量百分比(wt％)的，并且在25摄氏度(℃)下的粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双组分无溶剂粘合剂组合物，所述双组分无溶剂粘合剂组合物包含：(A)至少一种异氰酸酯组分，所述至少一种异氰酸酯组分包括异氰酸酯预聚物，所述异氰酸酯预聚物是以下的反应产物：(Ai)至少一种多异氰酸酯；和(Aii)至少一种异氰酸酯反应性组分，所述至少一种异氰酸酯反应性组分包括：(Aiia)至少一种官能度大于2的多元醇；(Aiib)至少一种官能度大于2的芳族聚酯多元醇；和(Aiic)至少一种疏水性多元醇；(B)至少一种多元醇组分，所述至少一种多元醇组分包括：(Bi)至少一种官能度大于2的聚醚多元醇；(Bii)至少一种与天然油进行酯交换的芳族聚酯多元醇；和(Biii)至少一种磷酸酯多元醇。2.根据权利要求1所述的双组分无溶剂粘合剂组合物，其中在所述异氰酸酯预聚物中的所述多异氰酸酯，即组分(Ai)是4,4'
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亚甲基二苯基二异氰酸酯或改性4,4'
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亚甲基二苯基二异氰酸酯。3.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂粘合剂组合物，其中所述异氰酸酯反应性组分中的总官能度大于2的所述多元醇包括选自由聚醚多元醇、聚酯多元醇或它们的混合物所组成的组中的至少一者。4.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂粘合剂组合物，其中所述异氰酸酯反应性组分中的所述疏水性多元醇是聚酯多元醇。5.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂粘合剂组合物，其中所述天然油是蓖麻油。6.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂粘合剂组合物，其中与天然油进行酯交换的所述芳族聚酯多元醇是疏水性的。7.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂粘合剂组合物，其中所述多元醇组分中的与天然油进行酯交换的所述芳族聚酯多元醇由在主链中具有4个或更多个碳的芳族/亚烷基二醇或乙二醇制成。8.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂粘合剂组合物，其中所述磷酸酯多元醇由三官能丙二醇、多磷酸和多异氰酸酯制成，所述磷酸酯多元醇的磷酸含量为基于所述磷酸酯多元醇的重量小于3重量％，并且在25℃下的粘度小于40,000毫帕斯卡
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秒。9.根据前述权利要求中任一项所述的双组分无溶剂粘合剂组合物，其中所述异氰酸酯组分(A)与所述多元醇组分(B)的重量比[A:B]为1:1.5至2:1，并且其中所述异氰酸酯(NCO)指数为1.6至1。10.一种用于形成层压物结构的方法，所述方法包括以下步骤：(I)混合反应物以形成无溶剂粘合剂组合物，所述反应物包括：(A)至少一种异氰酸酯组分，所述至少一种异氰酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭银忠，J，
申请(专利权)人：陶氏化学哥伦比亚有限公司罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：