一種耐蒸煮型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制膠工藝，具體涉及一種聚氨酯膠粘劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前聚氨酯膠粘劑以溶劑型為主，國內(nèi)食品包裝復合膜行業(yè)中使用的膠粘劑更是絕大部分是溶劑型，因此存在對環(huán)境的污染和安全問題，并且耗用大量能源。據(jù)估算僅食品包裝行業(yè)每年排放到大氣中的有機溶劑就超過40萬噸。有機溶劑易燃易爆、易揮發(fā)、氣味大、使用時造成空氣污染，具有或多或少的毒性。溶劑型粘合劑在生產(chǎn)過程中排放的溶劑不僅會污染空氣，直接危害操作工人的健康，而且最終仍會有小部分溶劑無法排除，殘留在食品包裝中危害消費者的健康，這比食品本身的安全隱患更可怕。歐、美已立法限制溶劑型膠粘劑的使用量。美國環(huán)保局規(guī)定每加侖膠粘劑在涂布作業(yè)中，不得散發(fā)2.9磅以上的溶劑。而在國內(nèi)涂布業(yè)中使用的溶劑型膠粘劑固含量一般在25%，溶劑揮發(fā)量為每加侖6磅左右。
[0003]無溶劑型膠粘劑是發(fā)展趨勢，無溶劑型膠粘劑中聚氨酯膠粘劑的使用量非常大，但是隨著食品制造方法和殺菌方法的逐漸完善，食品的包裝方法也有了新變化，高性能復合制品一蒸煮袋正日益增多。而聚氨酯膠粘劑的缺點是在高溫和高濕下易水解而降低粘接強度。所以要確保在蒸煮的高濕熱環(huán)境下聚氨酯膠粘劑的性能，必須進行特殊的分子設(shè)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供耐蒸煮型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，其具有更強的耐熱和耐水性能。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種耐蒸煮型改性聚氨酯膠粘劑的制備方法，包含制備組份A的步驟和制備組份B的步驟:
[0006]制備組份A的步驟為:
[0007]將二異氰酸酯和聚醚二元醇倒入合成反應釜進行聚合反應，最終制得異氰酸酯預聚物，該異氰酸酯預聚物為組份A ；
[0008]制備組份B的步驟為:
[0009](I)將小分子二元醇、己二酸、對苯二甲酸甲酯和間苯二甲酸倒入合成反應釜中進行酯化反應，制得芳香族聚酯二元醇；
[0010](2)將步驟(I)中制得的芳香族聚酯二元醇與活性聚醚混合后得到組份B。
[0011]還包含將組份A和組份B混合進行固化反應的步驟。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，上述在制備組份A的步驟中，所述二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI )，所述聚醚二元醇的分子量為1000。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，上述制備組份B的步驟(I)是將計量好的二甘醇和/或1，4 丁二醇與己二酸、對苯二甲酸甲酯和間苯二甲酸進行混合，在反應釜中通氮氣，攪拌升溫，當溫度升至140?160°C，發(fā)生酯化反應，繼續(xù)緩慢升溫，反應6h后升溫至210°C，進行減壓酯化反應獲得分子量為600?1000的聚酯二醇。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，上述制備組份B的步驟(2)是將步驟(I)中得到的聚酯二醇與分子量為2000的端伯胺基聚氧化丙烯混合后制得組份B。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，上述組份A的制備步驟中，異氰酸根的殘留量為 NC0%=4.5 ?10。
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，上述組份A的制備步驟中，異氰酸根的殘留量為 NC0%=5.0 ?8。
[0017]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，上述將組份A和組份B混合進行固化反應的步驟中，組份A和組份B的質(zhì)量比為100:10?100:20。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0019]本發(fā)明是專門用來制備蒸煮包裝袋的無毒、高性能無溶劑型聚氨酯膠粘劑。
[0020]本發(fā)明的主要組分為由脂肪族異氰酸酯和聚醚二元醇形成的末端含有異氰酸酯-NCO基團的預聚物組成的A組分；己二酸、對苯二甲酸甲酯和間苯二甲酸聚合得到的芳香族聚酯和活潑聚醚混合組成的B組分。針對蒸煮包裝袋的無毒、高性能無溶劑型聚氨酯膠粘劑，本發(fā)明進行了特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如在A組分中采用異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)的六元脂環(huán)，以及B組分中采用含有對苯二甲酸和間苯二甲酸的苯環(huán)的聚酯，將大大提高產(chǎn)品的耐熱和耐水性能，并能提高產(chǎn)品的內(nèi)聚能，從而提高產(chǎn)品的剝離強度；其次B組分中引入了活性聚醚，其比羥基的反應活性高很多，從而反應速度快，由于最終形成的化學鍵較強，能提高產(chǎn)品的耐熱性能和耐水性能，以及初粘強度和最終剝離強度；另外A組分中采用脂環(huán)族二異氰酸酯(異佛爾酮二異氰酸酯IPDI)制備用于食品和藥品包裝的耐蒸煮的無溶劑聚氨酯膠粘劑。這類膠粘劑在復合軟包裝材料時，經(jīng)高溫水解不會產(chǎn)生芳香胺類有毒物質(zhì)；同時本發(fā)明在制備異氰酸酯封端預聚體時，將嚴格控制異氰酸酯殘留量，同時組分中加入了活性聚醚，其反應活性和反應速度均較高，在固化時能快速的將游離的異氰酸酯反應完全，避免其向膜內(nèi)遷移。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計使獲得的產(chǎn)品具有固化速度快，初粘強度和最終剝離強度較高，以及耐蒸煮和無毒物質(zhì)殘留的特點。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的固化原理示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合實施例描述本發(fā)明【具體實施方式】:
[0024]圖1示出了本發(fā)明的工藝流程圖，其反應了本發(fā)明的整個工藝過程的制備原理，圖2反應了 A組份和B組份的固化原理；
[0025]本發(fā)明的制備方法主要包含組份A的制備步驟和組份B的制備步驟，當需要進行復合時，組份A和組份B按比例混合，放到具有加熱保溫功能的膠盤里，溫度控制在45?80°C，使粘度控制在500?1500mPa.s，然后通過多輥涂布系統(tǒng)涂布到基材上，涂膠后不必經(jīng)烘道加熱干燥，因為它本身沒有任何溶劑，直接就可與另一基材進行復合；
[0026]本發(fā)明是專門用來制備蒸煮包裝袋的無毒、高性能無溶劑型聚氨酯膠粘劑。
[0027]本發(fā)明的主要組分為由脂肪族異氰酸酯和聚醚二元醇形成的末端含有異氰酸酯-NCO基團的預聚物組成的A組分；己二酸、對苯二甲酸甲酯和間苯二甲酸聚合得到的芳香族聚酯和活潑聚醚混合組成的B組分。針對蒸煮包裝袋的無毒、高性能無溶劑型聚氨酯膠粘劑，本發(fā)明進行了特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如在A組分中采用異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)的六元脂環(huán)，以及B組分中采用含有對苯二甲酸和間苯二甲酸的苯環(huán)的聚酯，將大大提高產(chǎn)品的耐熱和耐水性能提聞，并能提聞廣品的內(nèi)聚能，從而提聞廣品的剝尚強度；其次B組分中引入了活性聚醚，其比羥基的反應活性高很多，從而反應速度快，由于最終形成的化學鍵較強，能提高產(chǎn)品的耐熱性能和耐水性能，以及初粘強度和最終剝離強度；另外A組分中采用脂環(huán)族二異氰酸酯(異佛爾酮二異氰酸酯IPDI)制備用于食品和藥品包裝的耐蒸煮的無溶劑聚氨酯膠粘劑。這類膠粘劑在復合軟包裝材料時，經(jīng)高溫水解不會產(chǎn)生芳香胺類有毒物質(zhì)；同時本發(fā)明在制備異氰酸酯封端預聚體時，將嚴格控制異氰酸酯殘留量，同時組分中加入了活性聚醚，其反應活性和反應速度均較高，在固化時能快速的將游離的異氰酸酯反應完全，避免其向膜內(nèi)遷移。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計使獲得的產(chǎn)品具有固化速度快，初粘強度和最終剝離強度較高，以及耐蒸煮和無毒物質(zhì)殘留的特點。其固化原理示意圖如圖2。
[0028]本發(fā)