[发明专利]一种水性聚氨酯替塑胶及其制备方法

说明书

本发明涉及纸塑加工技术领域，具体涉及一种水性聚氨酯替塑胶及其制备方法，本发明从多元醇出发进行改进，在聚醚多元醇和聚酯多元醇之间选择了聚酯多元醇。虽然聚醚多元醇合成的聚氨酯具有更好的柔韧性和抗水解性，但是聚酯多元醇合成的聚氨酯内聚能更强，在抗回粘性上表现更为优秀，并且本发明也并未采用单一的异氰酸酯或多元醇，进一步提高聚氨酯软硬段的无序性，从而提高涂层的柔韧性和抗回粘性。在异氰酸酯的选择上本发明选用了非对称结构的异佛尔酮二异氰酸酯和具有对称结构的六亚甲基二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯可以提高涂层的强度和耐水性，六亚甲基二异氰酸酯可以提高涂层的附着性和柔韧性，二者搭配使用使涂层具有更好的综合性能。

技术领域

本发明涉及纸塑加工技术领域，具体涉及一种水性聚氨酯替塑胶及其制备方法。

背景技术

传统纸张采用纸塑覆膜材料，通过辊涂装置将粘合剂涂布在塑料薄膜上，经热压滚筒加热，使薄膜软化，然后使涂布了底料的印刷品和薄膜相压合，形成纸塑合一的覆膜产品。但其在生产过程中会发生皱折、起泡、成品卷曲现象，还易造成白色污染和循环打浆困难等问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高水性聚氨酯替塑胶及其制备方法，采用水性涂料替代传统胶水覆膜技术。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种水性聚氨酯替塑胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)聚酯多元醇的合成：称取反应单体、第一催化剂和二甲苯，所述反应单体按摩尔份数包括己二酸6.7-8.5份、1,4-环己烷二甲酸11.2-12.8份、2,2-二甲基-1,3-丙二醇5.8-6.4份、1,4-丁二醇9.0-9.6份和三羟甲基丙烷0.5-0.7份，在反应釜中加入反应单体进行混合并升温至100-120℃，然后加入第一催化剂和二甲苯，升温至180-220℃，保温反应3-7h，降温至140-150℃并进行抽真空，酸值低于1mgKOH/g后停止加热，即得到所述聚酯多元醇；

(2)聚氨酯的合成：按重量百分比称取异佛尔酮二异氰酸酯10-13％、六亚甲基二异氰酸酯15-17％、步骤(1)制得的聚酯多元醇15-25％、聚己内酯二醇5-10％、亲水扩链剂2-4％、三羟甲基丙烷1-3％、第二催化剂0.01-0.1％、消泡剂0.1-0.3％和水余量，在反应釜中加入异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚酯多元醇和第二催化剂，升温至80-90℃并反应2-3h，然后加入亲水扩链剂、三羟甲基丙烷后，在50-60℃反应2-4h，降至常温后，加入消泡剂和水并进行搅拌混合后，即得到所述水性聚氨酯替塑胶。

聚氨酯是由作为硬段的异氰酸酯和作为软段的多元醇交替连接的嵌段共聚物，因此硬段和软段的热力学不相容会产生微相分离，不同程度的微相分离产生的机械性能跨度极大，因此造就了聚氨酯的多种用途。本发明的聚氨酯替塑胶作为纸上的胶膜，其需要具有较好的硬度、柔韧性、附着性、抗回粘性以及耐水性，但水性聚氨酯往往需要加入亲水性单体，因此耐水解性较差，如何改善水性聚氨酯的耐水性并且使其具有较好的综合性能是本发明的重点解决的技术问题。

本发明从多元醇出发进行改进，在聚醚多元醇和聚酯多元醇之间选择了聚酯多元醇。虽然聚醚多元醇合成的聚氨酯具有更好的柔韧性和抗水解性，但是聚酯多元醇合成的聚氨酯内聚能更强，在抗回粘性上表现更为优秀。