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双组分无溶剂聚氨酯粘合剂制造技术

技术编号:8133585 阅读:337 留言:0更新日期:2012-12-27 08:14
一种软包装用双组分无溶剂聚氨酯复膜粘合剂,其包括第一组分以及第二组分。第一组分用作树脂,其包括重量百分数为(20)至(40)的第一植物油基多元醇A,重量百分数为(0.5)至(5)的第二植物油基多元醇B以及重量百分数为(60)至(74)的聚异氰酸酯C。第二组分,其用作硬化剂,包括重量百分数为(87)至(99)的第一植物油基多元醇A以及重量百分数为(0.5)至(5)的多元醇E。第一植物油基多元醇A最好是羟基化蓖麻油,第二植物油基多元醇B最好是羟基化亚麻油。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种应用于软包装行业的双组分复膜聚氨酯粘合剤。
技术介绍
最近,由于包装強度,食品保护,包装标签和外观的需求,业内人士发展了复合软包装。复合软包装是通过所谓的复膜粘合剂(也称为复膜胶)生产的复合薄膜制作而成。这种复膜胶目前的主流是ー种双组分(或两部分)型聚氨酯(“PU”)粘合剂,其包括具有异氰酸酷(“NC0”)基团的第一组分基体树脂(“第一组分”),以及具有ー个或多个活性氢基的第二组分固化剂(也称为硬化剂)(“第二组分”)。双组分型聚氨酯粘合剂具有优异的粘接性,耐久性和耐热性。而且,它可以广泛地应用于制造薄膜/薄膜和薄膜/金属箔的复合薄膜,包括在食品包装行业和其他行业中用的多层复合薄膜。 通常,第一组分包括含异氰酸酯的聚氨酯预聚体,该含异氰酸酯的聚氨酯预聚体是由过量的ニ异氰酸酯与每个分子含有两个或两个以上的活性氢基的聚醚和/或聚酯反应而得。第二组分通常是每个分子含有两个或两个以上羟基或类似的官能基的聚醚和/或聚酷。这两种组分按照预定比例混合并涂布在薄膜或金属箔基材其中之一上,然后再层压到第二基材上。涂布可利用凹版印刷或光滑的涂布滚辊来涂布溶在适当溶剂中的溶液,或者可在无溶剂状态下使用特殊涂布机械来完成。无溶剂型复膜粘合剂,可达100%的固体含量,且不包含任何有机溶剂或水,因为其可在非常高的线速度下进行涂布和操作,因而具有显著的优势。这正是因为无溶剂型复膜粘合剂没有必须从粘合剂中去除的有机溶剂或水。因为溶剂或水必须在烘箱中进行有效的干燥,或以其他方式去除,而且这种溶剤/水的去除过程一般是很耗时的,所以,溶剂或水性复膜粘合剂的涂布速度会受到限制。为了获得端基为NCO-的聚氨酯预聚体,一种常见的做法是将多元醇与过量的聚异氰酸酯单体(一般主要是ニ异氰酸酷)反应。众所周知,通常不论反应时间的长短,仍有一定量的过量使用的聚异氰酸酯未反应。聚异氰酸酯単体的存在是个问题,例如,特别是当易挥发的ニ异氰酸酯作为聚异氰酸酯単体吋。这里的“易挥发”是指物质具有的蒸气压在30°C超过约O. 0007mmHg或者沸点小于约 190 0C (70mPa)。即使在室温下,挥发性ニ异氰酸酷,例如2,4-甲苯ニ异氰酸酯(TDI),的显著蒸气压在喷涂过程中也是ー个严重的问题。由于异氰酸酯蒸气是有毒的,使用含易挥发的ニ异氰酸酯含量高的产品需要精心的措施以保护用户,特别是涉及保持周围环境空气适合吸入的详尽措施,法律上也规定了工作场所空气中的气体,蒸气或颗粒物等的最大允许浓度。由于保护和清洁措施通常涉及大量的财力投入和运营成本,因此,有必要提供一种基于使用异氰酸酯且易挥发的ニ异氰酸酯的含量较低的产品。目前,市场上销售的粘合剂绝大多数是基于石油衍生物组分。由于多种原因,使用石化产品例如聚酯或聚醚多元醇是不利的。因为石化产品最終来源于石油,所以多元醇的生产需要大量的能源,例如石油必须经过钻探,提炼和加工才能制成多元醇。而且,石油基多元醇容易受石油和天然气价格波动和可获得性的影响。由于公众越来越意识到环境问题,使用石化产品有显著的市场劣势。随着消费者对“绿色”产品的需求不断增长,有动机使用更通用、可再生、低成本和更环保的组分取代用于生产聚氨酯粘合剂的聚酯或聚醚多元醇。人们已努力应对这些挑战。生物基油原料例如大豆油、蓖麻油、棕榈油、亚麻油、或从这些油中提取的化学物质如油脂化学多元醇被建议用作聚氨酯反应物的第二组分中多元醇的替代品,用以制作泡沫、弾性体、塑料、粘合剂和其它产品,因为生物基油原料是ー种相对稳定且可再生的原料源。美国专利US6624244和US6465569公开了多官能醇例如こニ醇和吹制大豆油与异氰酸酯反应生成聚氨酯泡沫。美国专利US6649667公开了采用反应注射成型(RM)过程,将聚酯或聚醚多元醇与吹制植物油的混合物与异氰酸酯反应生成闭孔的聚氨酯泡沫。美国专利US6180686公开了ー种通过将异氰酸酯与吹制植物油和聚醚多元醇的混合物反应制 备的聚氨酯泡沫。因为大豆或类似的材料是可再生的,且是相对廉价、通用、环境友好的,所以它们是制作泡沫的理想成分。大豆也可以被加工生产成富含脂肪酸甘油三酯的大豆油和富含蛋白质的大 粉。德国专利DE4401572A1公开了ー种基于异氰酸酯组分和基于油脂化学多元醇的多元醇组分的双组分聚氨酯粘合剂,多元醇组分包括质量百分含量为2%至7%的油脂化学多元醇例如蓖麻油,且为至少一双官能度醇或三官能度醇,该醇或者所述混合物的羟值是1,100至1,850。这种粘合剂适用于非承重木质构件。美国专利申请US20040138402A1公开了ー种木材用双组分聚氨酯粘合剂,其包括组分A和组分B,其中组分A是多元醇混合物,其至少包括a)10wt%至98wt%的至少ー种油脂化学多元醇,b) lwt%至7. 5wt%的至少ー种轻值是400至2,000的ニ醇,以及c) lwt%至7. 5wt%的至少ー种羟值是200至2,000的三官能度,四官能度或五官能度多元醇。a),b)和c)中的质量百分含量(wt%)是基于整个多元醇混合物。组分B包括至少ー种聚异氰酸酷,其中组分A与组分B的NC0/0H的比例范围是I. 5至O. 9。木材用双组分聚氨酯粘合剂还包括占粘胶剂总量O至85wt%的至少ー种助剂。其中多元醇混合物中包括占多元醇混合物总量高达60wt%的均匀溶解的树脂。此粘合剂是用于承重的木建筑构件的粘接。美国专利申请US20060276614A1公开了ー种生物基多用途聚氨酯粘合剂,其中B组分主要衍生于植物油,优选大豆油。优选地,植物油衍生物是ー种羟基化植物油,其存在于B组分中,浓度范围是65wt%至98wt%。可选择地,还含有O. lwt%至15wt%的磷酸化大豆油以提高粘接性,特别是用于金属时。此外,还可以存在O. lwt%至10wt%的水以及微量的表面活性剤,以稳定所述的混合物。B组分包括催化剂,用以减少A组分的量并加速粘合剂的固化。A组分和B组分按一定量混合,使生物基含量占粘合剂的40wt%至90wt%。中国专利CN101280167A公开了ー种可在室温下操作的无溶剂型聚氨酯复膜胶,其包括两个组分,其中硬化剂包括质量百分含量为1%至10%的碳链长度为C12以下的多元醇a),30%至70%的至少有两个官能度的多元醇b),20%至70%的植物油改性多元醇c)和O.01%至1%的固化速度调节剂。基体树脂包括聚氨酯预聚体,其由25%至50%的植物油改性多元醇或其它聚酯多元醇或其它聚醚多元醇与50%至75%的ニ异氰酸酯反应获得。初级芳香胺及其有害影响为了減少在覆膜过程中所用化学品的挥发性的影响,通常是全部或部分使用低挥发性的ニ异氰酸酷,例如ニ苯基亚甲基ニ异氰酸酯(MDI ),而不使用高挥发性的ニ异氰酸酯TDI。但是,这样的!3U预聚体的粘度是在相关简单涂布方法的粘度范围之外。因此,通过加入过量ニ异氰酸酯单体作为活性稀释剂,可以降低聚氨酯预聚体的粘度。然而,活性稀释剂的不完全反应能够产生“迁移”,甚至迁移进入被粘接的材料中。迁移出的异氰酸酯基团与水分(H2O)接触可反应生成有害的芳香胺(R-N=C=CHH2O — R_NH2+C02)。迁移出的物质和副反应在食品包装行业是不希望出现的,因为迁移出的物质通过包装材料会导致所包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.04 US 12/717,6101.一种双组分无溶剂聚氨酯粘合剂,其特征在于,其包括 第一组分,包括 第一植物油基多元醇A,其含量为20wt%至40wt%, 第二植物油基多元醇B,其含量为O. 5wt%至5wt%,以及 聚异氰酸酯C,其含量为60wt%至74wt% ;以及 第二组分,包括 第一植物油基多元醇A,其含量为87wt%至99wt%,以及 多元醇E,其含量为O. 5wt%至5wt%。2.根据权利要求I的双组分无溶剂聚氨酯粘合剂,其特征在于,所述第一植物油剂多元醇A选自蓖麻油基多元醇和大豆油基多元醇。3.根据权利要求I的双组分无溶剂聚氨酯粘合剂,其特征在于,所述第二植物油基多元醇B为亚麻油基多元醇或桐油基多元醇。4.根据权利要求2的双组分无溶剂聚氨酯粘合剂,其特征在于,所述第一组分中所述 >第一植物油基多元醇A的含量是介于25wt%与35wt%之间。5.根据权利要求3的双组分无溶剂聚氨酯粘合剂,其特征在于,所述第二组分中所述第一植物油基多元醇A的含量是介于92wt%与97wt%之间。6.根据权利要求2的双组分无溶剂聚氨酯粘合剂,其特征在于,所述第一组分中所述第二植物油基多元醇B的含量是介于lwt%与3wt%之间。7.根据权利要求I的双组分无溶剂聚氨酯粘合剂,其特征在于,所述聚异氰酸酯C是含有2到5个NCO基团的多官能度异氰酸酯。8.根据权利要求7的双组分无溶剂聚氨酯粘合剂,其特征在于,所述聚异氰酸酯C包括4,4’ -二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)。9.根据权利要求I的双组分无溶剂聚...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴扬宁超峰袁新兵冯新平
申请(专利权)人:微宏公司湖州欧美化学有限公司
类型:
国别省市:

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