低粘度高固含量聚氨酯胶粘剂的研制

2007/8/10 15:04:24

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　　(1)剥离强度测试结果分析。复合膜剥离强度的测试结果如表1所示。从剥离强度的测试结果来看,该胶粘剂的初始剥离强度不是太好。通过添加添加剂可以改进胶粘剂的初粘力。　　(2)产品贮存稳定性。由表2可见,产品贮存6个月粘度基本不变。　　4　结论　　(1)实验制得的聚氨酯胶粘剂,固含量为75%,粘度为3～5Ｐａ•ｓ,可以在固含量达40%的浓度下使用,并保证有较好的施胶性。并有较好的初粘性及剥离强度。而目前一些常用的双组分聚氨酯胶粘剂,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。

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