[发明专利]一种无溶剂聚氨酯复合胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子化学领域，具体涉及一种无溶剂聚氨酯复合胶及其制备方法。

技术背景

当前，我国食品软包装用复合膜大都以溶剂型胶粘剂粘接为主，采用干法复合工艺进行复合，由于复合过程能耗高，VOC排放大，有溶剂残留等问题，严重威胁食品安全。而无溶剂聚氨酯胶粘剂由于固含量高，使用安全、环保，将是包装复合工艺发展的必然趋势。

无溶剂复合胶粘剂，包括单组份聚氨酯胶粘剂和双组份聚氨酯胶粘剂两种类型。由于无溶剂型胶粘剂的分子量远远小于溶剂型胶粘剂以及润湿性差等多方面原因，所以当用于粘接含铝箔等金属箔的复合膜时，会存在高温杀菌后，粘接性下降，且胶体变黄影响美观等问题，表现出较差的耐高温性和耐久性。

CN101503611A专利文献公开了一种双组份无溶剂聚氨酯胶粘剂，表现出了低吸水性、低水解、高抗冲的性能，但复合基材范围窄，该胶粘剂所制的复合膜尚不满足耐蒸煮灭菌的要求。CN101280167B专利文献公开了一种常温涂布无溶剂聚氨酯复膜胶，所制备的复合膜能耐100℃水煮30分钟，但复合基材范围窄，剥离强度尚待提高。

发明内容

本发明所需要解决的技术问题是提供一种无溶剂聚氨酯复合胶及其制备方法，其目的在于：第一，显著提高无溶剂聚氨酯复合胶的粘结性，特别是在进行高温灭菌处理后仍保持良好的复合牢度；第二，扩大复合胶适用基材的范围，可用于难粘结的基材，如铝箔等；第三，极大地改善了复合胶的耐水解性，耐黄变性，能够长久保持外观美观。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

所述无溶剂聚氨酯复合胶包括主剂和固化剂两种组份，主剂是端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，固化剂是环氧树脂改性的聚醚多元醇；主剂和固化剂按官能团摩尔比NCO /OH = 1.2～1.8进行配胶。

上述固化剂是环氧树脂改性的聚醚多元醇，是由60%～80%小分子聚醚多元醇、13%～20%环氧树脂、5%～15%酸酐和2%～5%磷酸反应制得。

固化剂中的小分子聚醚多元醇是分子量为300的聚氧化丙烯三醇及/或分子量400的聚氧化丙烯二醇；环氧树脂是二酚基丙烷环氧树脂（E—44）；酸酐是偏苯三酸酐；磷酸是四氧化三磷。

所述固化剂的制备方法为：将计算量的一种或一种以上小分子聚醚多元醇加热至120～125℃，真空度0.25KPa时脱水1～2h；温度降至40～45℃，搅拌分批加入计算量的苯酐、磷酸和环氧树脂，60～120℃反应2～3h，制得环氧树脂改性的聚醚多元醇。

所述主剂是由50%～75%异氰酸酯；25%～50%小分子聚醚多元醇反应制得。

所述异氰酸酯为二环己基二异氰酸酯（HMDI）及/或异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）；所述小分子聚醚多元醇为分子量为300的聚氧化丙烯三醇及/或分子量400的聚氧化丙烯二醇。

所述主剂的制备方法为：将计量的小分子聚醚多元醇加热至110～120℃，真空度0.26KPa，脱水1～2h，降至40～45℃，在氮气保护下搅拌加入计算量的一种或一种以上多异氰酸酯，升温至70～80℃，反应2～4h，得到端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，然后将产物倾注入干燥贮瓶中密封。

所述的无溶剂聚氨酯复合胶制备方法为：将主剂和固化剂按官能团摩尔比NCO/OH=1.2～1.8充分混合。

以下将本发明的技术方案进一步详述如下：

一种无溶剂型聚氨酯胶粘剂，包括主剂和固化剂两个组分，其特征在于，主剂是端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，固化剂是环氧树脂改性聚醚多元醇。

上述无溶剂型聚氨酯胶粘剂中，主剂和固化剂按官能团摩尔比NCO/OH =1.2～1.8。

所述固化剂是环氧树脂改性的聚醚多元醇是由60%～80%小分子聚醚多元醇、13%～20%环氧树脂、5%～15%苯酐和2%～5%磷酸反应制得。

上述小分子聚醚多元醇是分子量为300的聚氧化丙烯三醇及/或分子量400的聚氧化丙烯二醇。

所述主剂是由50%～75%异氰酸酯；25%～50%小分子聚醚多元醇反应制得。

所述多异氰酸酯为 HMDI、IPDI、HDI三聚体一种或几种混合。

上述主剂中的聚醚多元醇为分子量400的聚氧化丙烯二醇及/或分子量300的聚氧化丙烯三醇。上述无溶剂型聚氨酯复合胶的制备方法，包括以下步骤：

(1) 按官能团摩尔比NCO/OH=1.2～1.8称取主剂和固化剂，各组分按下列配比称取原料：

主剂：异氰酸酯50%～75%；