本发明属于聚氨酯技术领域，具体涉及纸塑复合用单组份聚氨酯热熔胶黏剂及其制备方法。
背景技术：
纸塑复合是将纸基印刷品表面复合上一层塑料薄膜，是印刷业常用的复合材料，它综合了纸张与塑料的优点，防水、耐久、装饰性极强,使文字及图案得到了有效保护。随着市场经济的发展,消费水平的提高,覆膜相当广泛。国外已有30几年的历史,国内也有20年的历史。复合胶是影响覆膜质量的关键因素。
目前国内使用的纸塑复合胶多为溶剂型、水基型、以及热熔型等类型，上述类型的胶黏剂或多或少存在一定的缺陷，如溶剂型胶黏剂对环境污染大，生产效率低，水基型胶黏剂环保，但是耐温性较差，成本高，热熔型胶黏剂需要预涂，生产效率低，工艺复杂。单组份反应型聚氨酯热熔胶具有初期强度好，耐温性、防水等优良的性能，能够较好的应用于纸塑复合行业，因此开发单组份反应型聚氨酯热熔胶对促进我国包装行业向低污染低能耗方向转变有较为重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有常见胶粘剂的缺陷，提供一种耐温单组份反应型聚氨酯热熔胶粘剂及其制备方法。
本发明解决上述缺陷问题的技术方案如下：
作为本发明第一方面的纸塑复合用单组份聚氨酯热熔胶黏剂，由以下重量份的原料制备而成：
聚醚多元醇0-30份；
聚酯多元醇20-80份；
扩链剂0-5份；
异氰酸酯20-50份；
催化剂0.01-1份。
所述的聚醚多元醇的平均重均分子量在400-2000。聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇和聚四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一种或任意两种以上的混合物。
所述的聚酯多元醇为结晶型聚酯多元醇和/或无定型聚酯多元醇。具体的，所述的聚酯多元醇包括重量份数0-20份的结晶型聚酯多元醇、10-60份的无定型聚酯多元醇，总量为20-80份
其中，所述的结晶型聚酯多元醇为己二酸，辛二酸，癸二酸，十二烷二酸的一种或任意两种以上与乙二醇，丁二醇，辛二醇，己二醇，二甘醇中的一种或任意两种以上缩聚而成的结晶型聚酯多元醇。实验表明结晶型聚酯多元醇可以提高单组份聚氨酯热熔胶的初期粘接强度及最终粘接强度。结晶型聚酯多元醇平均重均分子量为1000-5000。
进一步的，所述的结晶型聚酯多元醇为基于己二酸-1,4-丁二醇的聚酯多元醇，以及基于癸二酸-1,4丁二醇的聚酯多元醇。
具体的，结晶型聚酯多元醇为赢创7300系列产品、华峰化学pe-56以及旭川化学的xcp-1024中一种或任意两种以上产品的混合物。
所述的无定型聚酯多元醇为己二酸，癸二酸，对苯二甲酸，间苯二甲酸或邻苯二甲酸中的一种或任意两种以上与乙二醇，丁二醇，二甘醇，己二醇或新戊醇中的一种或任意两种以上缩聚而成的聚合物。所述的无定型聚酯多元醇的平均重均分子量为400-6000。
优选的，所述无定型聚酯多元醇为赢创7200系列产品，旭川化学xcp-244c以及华峰化学pe-2640中的一种或任意两种以上产品的混合物。
所述的扩链剂为乙二醇，丙二醇，二甘醇，三羟甲基丙烷，己二醇或三甘醇中的一种或任意两种以上的混合物。
异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯（tdi），二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi），氢化二苯基甲烷二异氰酸酯（hmdi），异佛尔酮二异氰酸酯（ipdi），六亚甲基二异氰酸酯（hdi），碳化二亚胺改性的二苯基甲基二异氰酸酯中的一种或任意两种以上的混合物。
所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡，辛酸亚锡，三乙烯二胺，三乙醇胺和二吗啉二乙基醚中的一种或任意两种以上的混合物。
作为本发明的第二方面纸塑复合用单组份反应型聚氨酯热熔胶的制备方法是：将聚酯多元醇，聚醚多元醇，扩链剂加入反应釜中，熔融搅拌混合，抽真空脱水；然后加入异氰酸酯，加热抽真空反应；最后加入催化剂进行抽真空脱泡反应制得。
具体的，将异氰酸酯聚、催化剂以外的其他原料加入反应釜中，熔融搅拌混合，抽真空脱水；所述抽真空脱水条件为110℃-120℃，时间为0.5h-3h，真空度为-0.08mpa--0.1mpa。
物料先冷却降温到65℃，，然后边搅拌边加入异氰酸酯，缓慢升温至80℃-85℃进行抽真空反应；所述的抽真空加热反应条件为：温度为80℃-85℃，真空度为-0.08mpa--0.1mpa，时间为0.5h-3h；
最后加入催化剂进行抽真空脱泡反应制得；所述真空脱泡反应是在80℃-85℃条件下抽真空至无气泡出现，取样测试nco%含量及粘度；当nco%含量达到2%-6%，80℃-110℃的粘度在3000mpa·s-800mpa·s后，出料，密封包装，即得产品。
本发明制备的聚氨酯热熔胶为单组份湿气固化型聚氨酯胶黏剂，属于无溶剂环保型胶黏剂，应用于各类纸张与各类塑料薄膜的复合，具有良好的初期强度，较合适的熟化时间，良好的耐温性，耐水洗，耐溶剂以及贮存稳定性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步描述，但并非用以限定本发明。
实施例1
该实施例的纸塑复合用聚氨酯热熔胶黏剂的制备方法，其步骤如下：
（1）取10重量份聚醚多元醇，15重量份结晶型聚酯多元醇，35重量份
无定型聚酯多元醇，3重量份扩链剂加入反应釜中，在110℃-120℃条件下真空脱水1.5h-2h；
（2）降温至65℃，边搅拌边加入37重量份异氰酸酯；
（3）缓慢升温至80℃-85℃，真空脱泡反应60min；
（4）加入0.001重量份的催化剂，然后抽真空至无气泡出现，测试粘度和
nco%；
（5）粘度和nco%合格后，出料，密封，包装即可得产品。
该实施例中的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃醚二醇，其平均重均分子量为400-2000。
该实施例中的无定型聚酯多元醇为基于己二酸-二乙二醇-丙二醇的特殊聚酯多元醇，其平均重均分子量为500-1500。
该实施例中结晶型聚酯多元醇为基于己二酸-1,4丁二醇以及基于癸二酸-1,4丁二醇的聚酯多元醇，其平均重均分子量为3000-3500。
该实施例中扩链剂为三羟甲基丙烷，异氰酸酯为2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，催化剂为二吗啉二乙基醚。
本实施案例中纸塑复合用聚氨酯热熔胶的技术指标如下：
粘度：3500mpa·s/80℃；
nco%：5.2%；
开放时间：2h；
贮存期：充氮气，密封，在5℃-30℃下贮存6个月；
成品耐温性：240℃温度下3-5秒不破。
成品复合强度：纸张材破
检测方法：
粘度的测定：
用博勒飞转子粘度计，28号转子，温度设置为80℃，进行检测。
nco%的测定：
将产品与过量的标准二正丁胺溶液在丁酮中反应，然后用hcl溶液滴定，确定nco%。
开放时间的测定：
将产品在80摄氏度熔融45min，然后用涂膜制备器在离型纸上刮1mm膜，用指尖接触，以呈现干粘性为时间终点。
耐温性测试：将纸塑复合用胶黏剂在通泽无溶剂涂布机上进行涂布，涂布温度：80℃，上胶量为3.5g/㎡，基材为bopp薄膜与90g牛皮纸，复合完成后进入熟化室熟化24h以上，熟化完成后进行制袋即耐温性测试。
成品复合强度测试：
采用拉力机进行180度剥离试验。
实施例2
该实施例的纸塑复合用聚氨酯热熔胶黏剂的制备方法，其步骤如下：
（1）取14重量份结晶型聚酯多元醇，50重量份无定型聚酯多元醇，1重量份扩链剂加入反应釜中，在110℃-120℃条件下真空脱水1.5h-2h；
（2）降温至65℃，边搅拌边加入35重量份异氰酸酯；
（3）缓慢升温至80℃-85℃，真空脱泡反应60min；
（4）加入0.001重量份的催化剂，然后抽真空至无气泡出现，测试粘度和
nco%；
（5）粘度和nco%合格后，出料，密封，包装即可得产品。
该实施例中的无定型聚酯多元醇为基于己二酸-异己二醇-丙二醇的特殊聚酯多元醇，其平均重均分子量为500-1500。
该实施例中结晶型聚酯多元醇为基于己二酸-1,6己二醇的聚酯多元醇，其平均重均分子量为3000-3500。
该实施例中扩链剂为三羟甲基丙烷，异氰酸酯为2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，催化剂为二吗啉二乙基醚。
本实施案例中纸塑复合用聚氨酯热熔胶的技术指标如下：
粘度：3000mpa·s/80℃；
nco%：5.5%；
开放时间：2.5h；
贮存期：充氮气，密封，在5℃-30℃下贮存6个月；
成品耐温性：260℃温度下3-5秒不破。
成品复合强度：纸张材破
检测方法：
粘度的测定：
用博勒飞转子粘度计，28号转子，温度设置为80℃，进行检测。
nco%的测定：
将产品与过量的标准二正丁胺溶液在丁酮中反应，然后用hcl溶液滴定，确定nco%。
开放时间的测定：
将产品在80摄氏度熔融45min，然后用涂膜制备器在离型纸上刮1mm膜，用指尖接触，以呈现干粘性为时间终点。
耐温性测试：将纸塑复合用胶黏剂在通泽无溶剂涂布机上进行涂布，涂布温度：80℃，上胶量为3.5g/㎡，基材为bopp薄膜与60g牛皮纸，复合完成后进入熟化室熟化24h以上，熟化完成后进行制袋即耐温性测试。
成品复合强度测试：
采用拉力机进行180度剥离试验。
实施例3
该实施例的纸塑复合用聚氨酯热熔胶黏剂的制备方法，其步骤如下：
（1）取63重量份无定型聚酯多元醇加入反应釜中，在110℃-120℃条件下真空脱水1.5h-2h；
（2）降温至65℃，边搅拌边加入37重量份异氰酸酯；
（3）缓慢升温至80℃-85℃，真空脱泡反应60min；
（4）加入0.001重量份的催化剂，然后抽真空至无气泡出现，测试粘度和
nco%；
（5）粘度和nco%合格后，出料，密封，包装即可得产品。
该实施例中的无定型聚酯多元醇为基于己二酸-二乙二醇-丙二醇的特殊聚酯多元醇，其平均重均分子量为500-1500。
该实施例中异氰酸酯为2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，催化剂为二吗啉二乙基醚。
本实施案例中纸塑复合用聚氨酯热熔胶的技术指标如下：
粘度：2600mpa·s/80℃；
nco%：6%；
开放时间：3h；
贮存期：充氮气，密封，在5℃-30℃下贮存6个月；
成品耐温性：280℃温度下3-5秒不破。
成品复合强度：纸张材破
检测方法：
粘度的测定：
用博勒飞转子粘度计，28号转子，温度设置为80℃，进行检测。
nco%的测定：
将产品与过量的标准二正丁胺溶液在丁酮中反应，然后用hcl溶液滴定，确定nco%。
开放时间的测定：
将产品在80摄氏度熔融45min，然后用涂膜制备器在离型纸上刮1mm膜，用指尖接触，以呈现干粘性为时间终点。
耐温性测试：将纸塑复合用胶黏剂在通泽无溶剂涂布机上进行涂布，涂布温度：80℃，上胶量为3.5g/㎡，基材为bopp薄膜与60g牛皮纸，复合完成后进入熟化室熟化24h以上，熟化完成后进行制袋即耐温性测试。
成品复合强度测试：
采用拉力机进行180度剥离试验。