聚偏二氯乙烯用水性底涂剂的制备方法

专利名称：聚偏二氯乙烯用水性底涂剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及底涂剂的制备领域，尤其是涉及一种适用于聚偏二氯乙烯的水性底涂 剂的制备方法。
背景技术：
近年来，随着环保意识的增强，聚氨酯胶粘剂的研究重点逐渐由溶剂型向水性分 散体转移。水性聚氨酯胶粘剂因其具有优良的耐低温、柔韧性、黏结性能和高弹性等性能， 被广泛应用于汽车内饰、木工、压敏胶、制鞋、食品包装材料黏结等领域。水性聚氨酯胶粘剂 也可做为一些底涂剂。由于OPP膜自身的表面能较低，所以需要通过电晕或火焰进行表面 处理，以提高其表面张力。为了得到薄膜和底涂、涂层、油墨等具有良好的黏结强度，薄膜表 面处理后的达因数应该大于38达因/厘米。在PUD和丙烯酸中很多产品可用来做电晕处 理过的OPP的底涂。但在包装膜行业中，大多数情况下，要求高的热封强度及剥离强度。如 果没有底涂，几乎没有合适的产品能满足此要求。而此类产品的最高要求是能够直接接触 食品。而现有的可作为底涂剂的材料，均无法满足可直接接触食品的要求。

发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明实施例提供一种聚偏二氯乙烯用水性底 涂剂的制备方法，使制得的水性底涂剂无毒、环保效果好，用在聚偏二氯乙烯(PVDC)中作 为底涂剂时，可显著提高聚偏二氯乙烯的热封强度，且可直接接触食品。本发明的目的是通过下述技术方案实现的本发明实施例提供一种聚偏二氯乙烯用水性底涂剂的制备方法，包括A、将聚酯多元醇与含羧基的聚酯二醇与二异氰酸反应，再加入二羟甲基丙酸，然 后加入小分子多元醇，继续反应，反应后的产物为预聚体；B、将上述得到的预聚体降温至40°C，加入成盐剂成盐，再加入去离子水高速分散， 用乙二胺扩链，即制得水性涂层的主剂；C、将上述制得的主剂与水性固化剂以一定配比相混合，即制得聚偏二氯乙烯用水 性底涂剂。从上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例中通过将低聚物的聚酯多 元醇、含羧基的聚酯二醇与二异氰酸酯反应；再加入含亲水基团的二羟甲基丙酸；加入丙 酮降低黏度，再加入小分子多元醇扩链；再中和成盐，加水分散时，用乙二胺再次扩链，得到 一种淡兰色的水性底涂主剂，该水性底涂主剂的固含可做到30 40%。它与水性固化剂相 混合可作为一种水性底涂剂使用，使用时，直接用去离子水稀释即可，安全方便，无毒环保， 与溶剂胶相比减少了溶剂的使用；与丙烯酸相比，它耐黄变，强度不衰减。该水性底涂剂用 在聚偏二氯乙烯(PVDC)中作为底涂剂时，可显著提高聚偏二氯乙烯的热封强度，且可直接 接触食品。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例一本实施例一提供一种聚偏二氯乙烯(PVDC)用水性底涂剂的制备方法，包括步骤A、在反应釜中，加入低聚物聚酯多元醇和含羧基的聚酯二醇，在100 120°C下真 空脱水使其含水量小于0. 5%;降温至60 70°C，再加入计量的二异氰酸酯反应，根据黏度 加入适量的丙酮；反应lh，再加入二羟甲基丙酸，恒温反应Ih ；然后加入小分子多元醇，继 续反应3 5h，反应得到的产物即为预聚体；实际中，步骤A具体反应步骤如下将聚酯多元醇放入反应釜中，加热升温，真空 脱水；降温后加入二异氰酸，升温达到90°C，反应1 1. 5h，然后加入二羟甲基丙酸和丙酮， 反应Ih ；再加入小分子多元醇，继续反应3 5h，反应后的产物即为预聚体。反应后，可以通过从反应产物中取样，检测取样的NCO质量百分含量，来确认制得 的预聚体是否合格，如取样的NCO质量百分含量在2 5%则步骤A制得的预聚体合格；B、将上述得到的预聚体放入分散缸，降温至40°C，加入成盐剂成盐lOmin，再加入 去离子水在800 1300转/分钟的转速下高速分散20 40分钟，最后用乙二胺扩链，真 空脱除溶剂，即制得水性涂层的主剂；C、将上述制得的主剂与水性固化剂以一定配比相混合，制得一种PVDC用的水性 底涂剂。其中水性固化剂可采用水性异氰酸酯、多官能度氮丙啶、环氧型交联剂中的任一种 或任意几种；主剂与水性固化剂以一定配比相混合为主剂与水性固化剂按100 1 5的 质量比相混合。上述制备方法的步骤A、B中，所用的制备主剂的各原料按质量百分比计，包括聚酯多元醇和含羧基的聚酯二醇18 25%、二羟甲基丙酸1 2%、二异氰酸酯 4 6 %、小分子多元醇0. 3 0. 5 %、成盐剂0. 6 1 %，扩链剂0. 04 0. 09 %，丙酮(溶 齐IJ) 6 10 %，去离子水56 65% ；其中，聚酯多元醇和含羧基的聚酯二醇中，聚酯多元醇 与含羧基的聚酯二醇的质量比为9 10 1。上述制备方法步骤A中所用的聚酯多元醇包括聚己二酸丁二醇酯、聚ε _己内酯 多元醇、聚碳酸酯二醇中的任一种或任意几种；所用的二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、 1，6_己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷_4，4' -二异氰酸酯中的任一种或 任意几种；所用的小分子多元醇包括1，2_丙二醇、1，4_ 丁二醇、一缩二乙二醇中的任一种 或任意几种。上述制备方法步骤B中所用的成盐剂包括三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的任一 种或任意几种。本发明实施例的制备方法中通过低聚物多元醇和含羧基的聚酯二醇、小分子多元醇、二羟甲基丙酸、二异氰酸、及成盐剂等制备形成水性涂层的主剂，然后将该主剂和水性 固化剂以一定配比相混合，即制得了一种性能优异的水性聚氨酯底涂剂。该水性底涂剂用 在聚偏二氯乙烯(PVDC)中作为底涂剂时，可显著提高聚偏二氯乙烯的热封强度，且可直接 接触食品。实施例二本实施例二提供一种水性底涂剂的制备方法，制得的水性底涂剂可在聚偏二氯乙烯(PVDC)上使用，该方法包括下述步骤A、在反应釜中，加入36kg的聚己二酸丁二醇酯和4kg的含羧基的聚酯二醇，在 100 120°C下进行真空脱水，使聚己二酸丁二醇酯与含羧基的聚酯二醇混合物的含水量 小于0. 5% ；降温至60 70°C，再加入8. 4kg的甲苯二异氰酸酯反应，根据黏度加入13kg 的丙酮；反应lh，再加入2. 2kg的二羟甲基丙酸，恒温反应Ih ；然后加入0. 72kg的一缩二乙 二醇，继续反应3 5h，反应后的产物即为预聚体；对反产物取样，检测取样中NCO质量百 分含量为2 5%，确认制得的预聚体合格；B、将上述得到的预聚体放入分散 缸，降温至40°C，加入1.65kg的三乙胺成盐 IOmin,再加入120kg的去离子水高速分散，最后加入0. 08kg的乙二胺扩链，真空脱除溶剂， 即制得水性涂层的主剂；C、将上述制得的主剂与水性固化剂(水性异氰酸酯)以100 1的质量比相混合， 就制得PVDC用水性底涂剂。实施例三本实施例三提供一种水性底涂剂的制备方法，制得的水性底涂剂可在聚偏二氯乙 烯(PVDC)上使用，该方法包括下述步骤A、在反应釜中，加入36kg的聚ε-己内酯多元醇和4kg含羧基的聚酯二醇，在 100 120°C下真空脱水使其含水量小于0. 5%;降温至60 70°C，再加入9. 6kg的异佛尔 酮二异氰酸酯反应，根据黏度加入15kg的丙酮；反应lh，再加入2. 4kg的二羟甲基丙酸，恒 温反应Ih ；然后加入0. 72kg的一缩二乙二醇，继续反应3 5h，反应后的产物即为预聚体； 对反产物取样，检测取样中NCO的质量百分含量为2 5%，确认制得合格的预聚体；B、将上述得到的预聚体放入分散缸，降温至40°C，加入1.48kg的三乙胺成盐 IOmin,再加入91kg的去离子水高速分散，最后加入0. 075kg的乙二胺扩链，真空脱除溶剂， 即制得水性涂层的主剂。C、将上述制得的主剂与水性固化剂(水性异氰酸酯)以100 2的质量比相混合， 就制得了一种PVDC专用水性底涂剂。实施例四本实施例四提供一种水性底涂剂的制备方法，制得的水性底涂剂可在聚偏二氯乙 烯(PVDC)上使用，该方法包括下述步骤A、在反应釜中，加入36kg的聚己二酸丁二醇酯和4kg含羧基的聚酯二醇，在 100 120°C下真空脱水使其含水量小于0. 5% ；降温至60 70°C，再加入IOkg的异佛尔 酮二异氰酸酯反应，根据黏度加入12kg的丙酮；反应lh，再加入3. 5kg的二羟甲基丙酸，恒 温反应Ih ；然后加入0. 68kg的1，4- 丁二醇，继续反应3 5h，反应后的产物即为预聚体； 对反产物取样，检测取样中NCO的质量百分含量为2 5%，确认制得合格的预聚体；B、将上述得到的预聚体放入分散缸，降温至40°C，加入1. 2kg的氢氧化钾成盐 lOmin，再加入IlOkg的去离子水高速分散，最后加入0. 075kg的乙二胺扩链，真空脱除溶 齐U，即制得水性涂层的主剂；C、将上述制得的主剂与水性固化剂(多官能度氮丙啶)以100 3的质量比相混 合，就制得了一种PVDC专用水性底涂剂。实施例五
本实施例五提供一种水性底涂剂的制备方法，制得的水性底涂剂可在PVDC上使用，该方法包括下述步骤A、在反应釜中，加入40kg的聚己二酸丁二醇酯和4kg含羧基的聚酯二醇，在 100 120°C下真空脱水使其含水量小于0. 5%;降温至60 70°C，再加入Ilkg的1，6_己 二异氰酸酯反应，根据黏度加入13kg的丙酮；反应lh，再加入2. 6kg的二羟甲基丙酸，恒温 反应Ih ；然后加入0. 72kg的一缩二乙二醇，继续反应3 5h，反应后的产物即为预聚体；可 对反产物取样，检测取样中NCO的质量百分含量，来确认制得的预聚体是否合格；B、将上述得到的预聚体放入分散缸，降温至40°C，加入1.65kg的三乙胺成盐 lOmin，再加入130kg的去离子水高速分散，最后加入0. 082kg的乙二胺扩链，真空脱除溶 齐U，即制得水性涂层的主剂；C、将上述制得的主剂与水性固化剂(多官能度氮丙啶)以100 5的质量比相混 合，就制得了一种PVDC专用水性底涂剂。实施例六本实施例六提供一种水性底涂剂的制备方法，制得的水性底涂剂可在PVDC上使 用，该方法包括下述步骤A、在反应釜中，加入36kg的聚己二酸丁二醇酯和4kg含羧基的聚酯二醇，在 100 120°C下真空脱水使其含水量小于0. 5%;降温至60 70°C，再加入8. Okg的异佛尔 酮二异氰酸酯反应，根据黏度加入13kg的丙酮；反应lh，再加入2. 2kg的二羟甲基丙酸，恒 温反应Ih ；然后加入0. 70kg的一缩二乙二醇，继续反应3 5h，反应后的产物即为预聚体； 对反产物取样，检测取样中NCO的质量百分含量为2 5%，确认制得合格的预聚体；B、将上述得到的预聚体放入分散缸，降温至40°C，加入1.4kg的三乙胺成盐 lOmin，再加入120kg的去离子水高速分散，最后加入0. 075kg的乙二胺扩链，真空脱除溶 齐U，即制得水性涂层的主剂；C、将上述制得的主剂与水性固化剂(环氧型交联剂)以100 3质量比相混合， 就制得了一种PVDC专用水性底涂剂。综上所述，本发明实施例中通过将低聚物的聚酯多元醇、含羧基的聚酯二醇与二 异氰酸酯反应；再接入含亲水基团的二羟甲基丙酸；加入丙酮降低黏度，再加入小分子多 元醇扩链；再中和成盐，加水分散时，用乙二胺再次扩链，得到一种淡兰色的水性底涂主剂， 该主剂的固含可做到30 40%。它与水性固化剂相混合可作为一种水性底涂剂使用，使用 时，直接用去离子水稀释即可，安全方便，无毒环保，与溶剂胶相比减少了溶剂的使用；与丙 烯酸相比，它耐黄变，强度不衰减。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。
权利要求
一种聚偏二氯乙烯用水性底涂剂的制备方法，其特征在于，包括A、将聚酯多元醇与含羧基的聚酯二醇与二异氰酸反应，再加入二羟甲基丙酸，然后加入小分子多元醇，继续反应，反应后的产物为预聚体；B、将上述得到的预聚体降温至40℃，加入成盐剂成盐，再加入去离子水高速分散，用乙二胺扩链，即制得水性涂层的主剂；C、将上述制得的主剂与水性固化剂以一定配比相混合，即制得聚偏二氯乙烯用水性底涂剂。
2.根据权利要求1所述的聚偏二氯乙烯专用水性底涂剂的制备方法，其特征在于，所 述步骤A包括将聚酯多元醇放入反应釜中，加热升温，真空脱水；降温后加入二异氰酸，升温达到90°C，反应1 1. 5h，然后加入二羟甲基丙酸和丙酮， 反应Ih ；再加入小分子多元醇，继续反应3 5h，反应后的产物即为预聚体。
3.根据权利要求1或2所述聚偏二氯乙烯用水性底涂剂的制备方法，其特征在于，所述 步骤B包括对制得的预聚体的NCO质量百分含量进行检测，若预聚体的NCO质量百分含量为2% 5%，则将预聚体放入分散缸，降温至40°C，加入成盐剂成盐，再加入去离子水高速分散，最 后用乙二胺扩链，即制得水性涂层的主剂。
4.根据权利要求1所述的聚偏二氯乙烯用水性底涂剂制备方法，其特征在于，所述步 骤A和步骤B中所用各原料按质量百分比计，包括聚酯多元醇和含羧基的聚酯二醇18 25%、二羟甲基丙酸1 2%、二异氰酸酯4 6 %、小分子多元醇0. 3 0. 5 %、成盐剂0. 6 1 %、扩链剂0. 04 0. 09 %、丙酮6 10 % 和去离子水56 65% ；其中，聚酯多元醇与含羧基的聚酯二醇的质量比为9 10 1。
5.根据权利要求1或4所述的聚偏二氯乙烯用水性底涂剂的制备方法，其特征在于，所 述聚酯多元醇包括聚己二酸丁二醇酯二醇、聚ε “己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇中的任一种或任意几种。
6.根据权利要求1或4所述的聚偏二氯乙烯用水性底涂剂的制备方法，其特征在于，所 述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷_4，4‘ - 二异 氰酸酯中的任一种或任意几种。
7.根据权利要求1或4所述的PVDC用水性底涂剂的制备方法，其特征在于，所述小分 子多元醇包括1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、一缩二乙二醇中的任一种或任意几种。
8.根据权利要求1或4所述的PVDC用水性底涂剂的制备方法，其特征在于，所述成盐 剂包括三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的任一种或任意几种。
9.根据权利要求1所述的聚偏二氯乙烯用水性底涂剂的制备方法，其特征在于，所述 步骤C中所用的水性固化剂包括水性异氰酸酯、多官能度氮丙啶、环氧型交联剂中的任一种或任意几种。
10.根据权利要求1所述的聚偏二氯乙烯用水性底涂剂的制备方法，其特征在于，所 述步骤C中将上述制得的主剂与水性固化剂以一定配比相混合为将主剂与水性固化剂按 100 1 5的质量比相混合。
全文摘要
本发明公开了一种聚偏二氯乙烯用水性底涂剂的制备方法。该方法包括A、将聚酯多元醇和含羧基的聚酯二醇与二异氰酸反应，加入二羟甲基丙酸，再加入小分子多元醇，继续反应，反应后的产物为预聚体；B、将得到的预聚体降温至40℃，加入成盐剂成盐，加入去离子水高速分散，用乙二胺扩链，制得水性涂层主剂；C、将上述制得的主剂与水性固化剂以一定配比相混合，即制得PVDC用水性底涂剂。通过聚酯多元醇和含羧基的聚酯二醇、小分子多元醇、二羟甲基丙酸、二异氰酸及成盐剂等制备成主剂，然后将主剂与水性固化剂以一定配比相混合制得水性聚氨酯底涂剂。该底涂剂能显著提高水性聚氨酯及丙烯酸涂层的热封性能及剥离强度，且安全环保可直接接触食品。
文档编号C09D175/06GK101818021SQ20101010364
公开日2010年9月1日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者张淑萍, 沈峰 申请人:北京高盟新材料股份有限公司