[发明专利]一种用于复合软包装的水性聚氨酯胶粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化学合成技术，具体涉及一种用于复合软包装的水性聚氨酯胶粘剂的制备方法。

背景技术

随着现代社会的发展，人们对商品包装的要求愈来愈苛刻，任何单种薄膜都难以满足要求，因此只有把具有特殊性能的几种薄膜复合在一起，综合其各自的优点，才能得到满足特定要求的高性能复合包装材料。将多层薄膜通过胶粘剂层叠复合而成的材料称为复合包装材料。用这种复合材料制成的包装袋称为软包装袋。由于它具有携带方便、易于贮存以及保证内容物卫生等优点，因此日益受到人们的青睐，并广泛地应用于食品和药品的包装领域。这些复合包装材料的性能除了与选用的薄膜有关外，还取决于把不同薄膜复合在一起的胶粘剂的性能。目前，复合薄膜的生产方法主要是干法复合。干法复合是先在一种基材上涂胶，进行干燥后再与另一种基材薄膜粘合在一起。干法复合适合于各种薄膜基材的复合。

干法复合工艺中，胶粘剂是影响薄膜的品质和性能的关键因素之一。目前，国内干法复合使用的胶粘剂主要是溶剂型聚氨酯胶粘剂，溶剂型聚氨酯胶粘剂可制得满足耐热、耐寒、耐油、耐酸、耐药品、阻气、透明、耐磨以及耐穿刺等性能要求的软包装复合薄膜。但溶剂型聚氨酯胶粘剂具有有毒、易然、异味、易造成空气污染等缺点。

水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂，它具有无毒、不燃、不污染环境、安全可靠、不易损伤被涂饰表面、适用于易被有机溶剂侵蚀的材料、易操作和改性等优点，在织物、皮革涂饰及木材工业等许多领域得到了广泛的应用，正逐步取代溶剂型聚氨酯胶粘剂。

近年来，由于溶剂价格的高涨和环保部门对有机溶剂使用和废物排放的严格限制，迫使人们不得不寻求溶剂型聚氨酯胶粘剂的替代品。在复合软包装领域，许多复合薄膜生产商正在放弃使用溶剂型聚氨酯胶粘剂，转而倾向于采用水性胶粘剂。这一方面是由于价格和环保的压力，另一方面，在干法复合中采用水性胶粘剂比采用溶剂型聚氨酯胶粘剂有工艺方面的优势。在施胶过程，水性胶粘剂没有火灾和爆炸危险，也没有大气污染物的排放。

但是，水性聚氨酯胶粘剂的某些性能与溶剂型聚氨酯胶粘剂还存在一定的差距，不能满足复合软包装领域对胶粘剂的要求，因此，通过改性手段合成一种适用于复合软包装，特别是聚烯烃薄膜用的水性聚氨酯胶粘剂，对复合软包装行业的发展具有重要意义。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在缺陷，提供适用于复合软包装，特别是聚烯烃薄膜用的水性聚氨酯胶粘剂制备方法。

本发明可以通过以下技术方案予以实现：适用于复合软包装，特别是聚烯烃薄膜用的水性聚氨酯胶粘剂制备方法包括以下步骤：

(1)加入聚己内酯二醇和甲苯二异氰酸酯，在75～85℃，反应至体系的-NCO含量达到10.66％wt；在65～75℃，加入小分子扩链剂，反应1～2小时；加入环氧树脂、二羟甲基丙酸和三羟甲基丙烷，继续反应4～5小时，再加入松香或氢化松香，搅拌均匀；冷却至40℃，加入三乙胺中和到pH＝7；高速搅拌下加入乙二胺水溶液继续反应10分钟，即得改性聚氨酯乳液；

(2)向改性聚氨酯乳液中加入消泡剂、润湿剂和偶联剂；混合均匀，即得水性聚氨酯胶粘剂；

所用原料的重量份数为：

甲苯二异氰酸酯  100份

聚己内酯二醇    210～250份

小分子扩链剂    7.5～9.5份

环氧树脂        18～30份

二羟甲基丙酸    18～30份

三羟甲基丙烷    6.5～9.5份

松香或氢化松香  31～38份

乙二胺          1.5～4.5份。

所述的聚己内酯二醇为PCL220N；甲苯二异氰酸酯为TDI-80；环氧树脂为E-44。

所述的消泡剂为Foamex830；润湿剂为Wet270；偶联剂为己内酰肼。

甲苯二异氰酸酯与聚己内酯二醇摩尔比为1.3∶1～1.5∶1。

所述消泡剂的用量为改性聚氨酯乳液质量的0.1～0.3％；润湿剂的用量为改性聚氨酯乳液质量的0.4～0.6％；偶联剂的用量为改性聚氨酯乳液质量的0.4～0.6％。

所述小分子扩链剂为1，4-丁二醇。

所述高速搅拌为6000r/min。

反应过程中可视体系粘度的大小加入适量丙酮。

本发明所采用的反应原理：