[发明专利]高档书籍装订用聚氨酯胶粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯胶粘剂的合成领域，尤其涉及一种高档书籍装订用聚氨酯胶粘剂的制备方法。

背景技术

近年来，人们对书籍装订质量的要求日益提高，主要集中在相对较落后的印后装订领域。书籍装订方式主要有线装订、钉装订和胶装订三种，其中胶订是普遍采用的方法，而胶粘剂则是胶订的重要配套材料。书籍装订用胶粘剂的种类众多，主要有淀粉糊胶（淀粉糊、胡糊精）、动物胶（骨胶）、聚醋酸乙烯酯（PVAC）乳液胶黏剂、聚乙烯醋酸乙烯酯（EVA）热熔胶、湿固化反应型聚氨酯（PUR）热熔胶等。

淀粉糊胶粘接力较强，但易吸湿潮解，且调制过程受温度影响很大，应用受到限制；动物胶含水量低、干燥速度快，可用于制作精装书壳等，但因其来源有限，已逐渐被合成胶代替；PVAC乳液胶粘剂，固化后胶膜无色透明，但耐水性、耐温性差，且具有耐塑性，不耐热；EVA热熔胶是国内使用最多的书籍装订材料，它粘接强度高，固化速度快，有韧性、无毒，但其在使用过程中上胶量大，遇溶剂易腐蚀，耐温性差，书本平摊性差，在书刊装订特别是在高档书籍或较厚的书本装订时，易形成凹槽或突然合上，会产生许多麻烦，从而限制了其在高档书籍装订领域的应用；PUR热熔胶粘接性强、抗热抗寒性佳，耐溶剂，书籍平摊性好，但它是带有活性终端基团的预聚体，对生产、运输设备要求高，成本增加。

无溶剂双组份聚氨酯胶粘剂是采用本体聚合法合成的胶粘剂，体系中不含有任何溶剂，绿色环保，该类产品由甲（主剂）、乙（固化剂）两组份组成，分开包装，一方面解决了单组份聚氨酯胶粘剂制备、运输过程中产品需氮气保护的问题，降低成本，且有效改善了贮存稳定性；另一方面，无溶剂双组份聚氨酯胶粘剂具有性能可调性、粘接范围广、最终粘合强度比单组份胶粘剂大等优点，但与其他装订用胶粘剂相比，无溶剂双组份聚氨酯胶粘剂的固化时间普遍较长，不适应现有的自动化生产线，因此目前并未应用于书籍装订领域。

CN102181259A报道了书刊装订用PUR热熔胶及其制备方法。以聚酯多元醇、1,6-己二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、添加剂为主要原料，在真空条件下进行预聚反应；预聚完成后加入扩链剂扩链，在通入氮气保护条件下倒出产物，密封包装。该类产品粘接强度高、用量少，且具有耐溶剂性、耐高低温性和耐油墨侵蚀性，可以满足不同纸张的粘接要求。但聚氨酯热熔胶是带有活性终端基团的预聚体，在生产、运输过程中要严格隔绝空气，对设备要求高，从而成本显著增加。

李佩瑾等在“书刊装订用EVA热熔胶的研制”一文中，报道了以EVA树脂为基础树脂，通过增粘剂、增韧剂、粘度调节剂、填料、抗氧剂的配合，研制获得书刊装订专用热熔胶，文中讨论了不同牌号的EVA树脂及其用量对热熔胶性能的影响。然而使用EVA热熔胶装订的书籍平摊性差、保存时间短（约2-3年），且其装订效果受纸张定量、使用的涂料和油墨等影响，限制了其在高档书籍装订领域的应用，且综合成本高于聚氨酯类胶粘剂。

CN101903433A介绍了一种用于粘合纤维膜制件的双组份聚氨酯粘合剂，包含多元醇组份和交联组份两个组份，其中多元醇组份由聚酯二元醇、3-至14-官能多元醇、疏水性多元醇和附加添加剂或辅助剂组成，交联组份由多异氰酸酯制得。该粘合剂表现出优异的粘接强度，用于粘合金属、塑料或泡沫基材或纤维复合材料，能够粘合具有不平坦表面的基材和能够以强粘合力桥接裂缝或空隙，胶粘剂固化后T_g高于50℃，表现出高的机械强度和刚性。但由于其玻璃化温度高，刚性大，柔韧性不好，不适用于书籍装订领域。

发明内容

本发明介绍了一种无溶剂双组份聚氨酯胶粘剂的制备方法，并将其应用于高档书籍装订领域中。

本发明的工艺路线主要包括两步：（1）预聚反应：以羟基单体、异氰酸酯单体为主要原料，分别合成以OH封端和以NCO封端的预聚体；（2）交联反应：将两种预聚体按一定比例混合，经固化制得透明或半透明、柔韧性较好，且具有适宜硬度的胶膜。

本发明所述的高档书籍装订用聚氨酯胶粘剂的制备方法，按照下述步骤进行：

（1）预聚体反应：将羟基单体A在85~100℃、0.08~0.1Mpa真空度下脱水1h，调节预聚温度至65～90℃，加入计量的异氰酸酯单体B和催化剂，反应2~3h，合成甲组份；在异氰酸酯单体C中加入计量的羟基单体D和催化剂，调节预聚温度至70～90℃，反应2~3h，合成乙组份；