低粘度高固含量聚氨酯胶粘剂的研制
黄德君1杨代贵2
(1.重庆工商大学 环境与生物工程学院重庆400067;2.重庆工商大学 科研处重庆400067)
摘 要:主要介绍了一种低粘度、高固含量聚氨酯系列胶粘剂的制备方法和性能。研究中通过改变聚酯多元醇的结晶度以及-NCO/-OH 的比例来降低聚氨酯胶粘剂的粘度。在干式复合生产中此胶类粘剂可以在较高的固含量下使用减少稀释剂醋酸乙酯的使用量。
关键词:低粘度;聚氨酯胶粘剂;高固含量
软包装复合膜用聚氨酯随着软包装的发展而发展。软包装复合膜利用不同复合层不同的水、空气阻隔性耐光性及可印刷性然后把这些复合层不同的特性组合在一起表现出良好的综合性能在食品、医疗、电子电器等行业得到广泛的应用。复合薄膜软包装具有强度高、气密性、遮光性好、防水防潮等特点从而能满足被包装物保鲜、保色、保味的要求。随着我国食品饮料、医药等行业的蓬勃发展软包装复合薄膜的需求得到了迅猛增长。软包装复合薄膜的不同复合层常采用胶粘剂复合在一起。国内比较常用的复合工艺是干式复合其特点是设备投资小产品质量高工艺简单生产效率高。在干式复合生产工艺中胶粘剂是影响复合薄膜质量的关键因素之一。在国内软包装发展的初期复合用的胶粘剂常采用树脂型的单组分胶粘剂该胶粘剂采用苯类溶剂毒性大同时胶粘剂的耐温性差很快被聚氨酯胶粘剂取代。聚氨酯胶粘剂具有优良的综合性能其耐低温性、耐煮沸性、柔韧性、透明性较好对各种材料又具有优良的粘接力是复合薄膜生产所使用的最常用的胶粘剂。在此介绍一种固含量较高(75%)、低温流动性好、初粘力强、贮存稳定的干式复合用聚氨酯胶粘剂。
1 技术路线
实验制作的主剂(简称 A 组分)采用液态无定形类混合二元醇及二元酸聚酯与一定量的 TDI 扩链得到通过改变-NCO/-OH 的比例获取合适的粘度及初粘强度;然后通过调整固化剂(B 组分)用量以改善胶粘剂的内聚强度。
2 实验部分
2.1 原材料
邻苯二甲酸酐工业级进口;己二酸工业级杜邦;乙二醇工业级茂名石化;二甘醇工业级茂名石化;甲苯二异氰酸酯(TDI80/20)工业品德国 Bayer;三羟甲基丙烷(TMP)工业级进口;醋酸乙酯工业级顺德。
2.2 合成实验
(1) 聚酯多元醇的合成。将计量的邻苯二甲酸酐、乙二醇、二甘醇、己二酸及催化剂投入反应釜中密封通入氮气升温至140℃以上时物料熔融开启搅拌此时开始反应出水在此温度下保温1h然后开始升温物料温度逐步升至210℃达到理论出水量后停止通氮气抽真空进行缩聚反应后取样分析酸值合格后出料控制羟值在60左右。
(2) 聚氨酯(A 组分)的合成。将聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯及部分溶剂加入反应釜中加热升温恒温反应数小时后加入终止剂及其他助剂并加入剩余溶剂稀释降温搅拌均匀后可以得到胶粘剂主剂(A 组分)其固含量为75±2%粘度为3.0~5.0Pa.s。
(3) 固化剂(B 组分)的合成。将TDI 及部分溶剂加入反应釜然后滴加三羟甲基丙烷。然后逐步升温到110℃保温2h加入溶剂并冷却降温控制固含量为75±2%。
2.3 剥离强度的测试
将 A 组分与固化剂 B 组分按一定比例混合均匀加入一定的醋酸乙酯进行稀释制得聚氨酯胶粘剂溶液(控制工作浓度在40%)。在干式复合机上进行覆膜(试样膜采用 OPP/CPP)。控制涂胶量在3g/m2(干基)。把复合品置于50℃恒温箱内固化。测试固化5min 及24h 后的粘接强度。试样尺寸:15mm ×200mm;测试方法:在拉力试验机上以100mm/min 的速度进行180°剥离试验。
3 结果与讨论 看该 (1 胶 ) 粘 剥 剂 离 的 强 初 度 始 测 剥 试 离 结 强 果 度 分 不 析 是 。 太 复 好 合 。 膜 通 剥 过 离 添 强 加 度 添 的 加 测 剂 试 可 结 以 果 改 如 进 表 胶 1 粘 所 剂 示 的 。 初 从 粘 剥 力 离 。 强 (2 度 ) 的 产 测 品 试 贮 结 存 果 稳定 来 性。由表2可见产品贮存6个月粘度基本不变。
4 结论
由于粘度较高工作浓度在25%左右要采用较多的稀释剂这一方面增加了使用成本同时也增加了环境污染。(2) 实验制得的胶粘剂有较好的稳定性。在6个月内粘度无明显的变化。(3) 本聚氨酯胶粘剂的使用条件:稀释剂为乙酸乙酯工作浓度40%主剂与固化剂质量比为10∶2.0固化温度为50~60℃固化时间不小于24h。
参考文献:
[1] 温卫东.氨酯胶粘剂的发展 [EB/OL ].http://www.pychina.com/htm-l new/03jishu/wenzhan/wenzhan-view.asp?id=101991
2003-02-20
[2] 张丽娜.食品包装复合薄膜用聚氨酯胶粘剂[J].黎明化工1994(2):9