一种耐水性瓦楞纸板用胶粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于胶粘剂制备技术领域，具体涉及一种耐水性瓦楞纸板用胶粘剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着包装行业的发展，胶粘剂的消费量保持着较高的水平，全球包装工业用胶量约占胶粘剂总用量的35%，包装行业成为胶粘剂应用的最大行业，目前包装行业使用的胶粘剂，大部分均为双组份聚氨酯胶粘剂，使用时需要进行现场调配，会给生产工序带来不便，影响生产效率；而单组份聚氨酯胶粘剂则都是溶剂型胶粘剂，生产过程中会有大量挥发物产生，生产使用不够环保；而用于包装领域的水性聚氨酯胶粘剂，随着包装设备自动化程度和运转速度的不断提升，胶粘剂本身的固化速度已经不能满足现有生产线的工艺要求；当前用于包装材料的水性聚氨酯胶粘剂由于对被粘接基材表面的润湿性不佳，导致粘结力不高，同样也限制了其在耐水性瓦楞纸板用粘合剂方面的应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种固化速度快、无挥发物、粘结性强的单组份水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
[0004]本发明采取的技术方案:一种耐水性瓦楞纸板用胶粘剂，其组成原料的质量比为:聚酯多元醇:乳化剂:二异氰酸酯:锡类催化剂:二元醇:丙酮:磺酸盐:去离子水:2，2—二吗琳二乙基醚=100:7.5 ?8.5:65 ?72:0.3 ?0.5:21 ?23:100 ?160:2.0 ?3.5:200 ?260:0.25 ?0.5。
[0005]所述聚酯多元醇的分子量控制在1000 — 3500。
[0006]所述乳化剂包括二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、十二烷基磺酸钠、二辛基丁二酸磺酸钠中的至少一种。
[0007]所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)、4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的至少一种。
[0008]所述锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡。
[0009]所述二元醇包括乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、I，4- 丁二醇、对苯二甲酸中的至少一种。
[0010]所述磺酸盐包括二烷基苯磺酸钠、烷基芳基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、丁基萘磺酸钠、二丁基萘磺酸钠中的至少一种。
[0011]一种耐水性瓦楞纸板用胶粘剂的制备方法，包括以下步骤:
(1)反应釜加热至50-80°C，抽真空至负压0.05-0.18Pa，将聚酯多元醇用水溶解成浓度45%_60%的溶液，并抽入反应釜中；
(2)打开进料口，使釜内成常压，加入乳化剂，反应时间10-20min；
(3)升高反应釜温度至80-95?，依次滴加二异氰酸酯和锡类催化剂，二异氰酸酯滴加时间控制在5-15分钟内，锡类催化剂滴加时间控制在15-25分钟内，电机转速控制在50-120转/分钟，反应3-5.5小时；
(4)降低反应釜温度至60°C，加入二元醇，反应1-2小时；
(5)加入丙酮，反应30分钟后加入磺酸盐，控制反应釜温度在50-60°C，保温反应30-40min ；
(6)逐步向反应釜中加去离子水(每分钟加水量不超过12g)，控制反应釜内温度在40-55°C，转速调整至300-400转/分钟，反应1-2小时；
(7)升高反应釜温度至65-85°C，抽真空至丙酮全部抽完；
(8)降低反应釜温度至常温，根据固化速率要求加入2，2—二吗琳二乙基醚，搅拌均匀后过滤放料，得到最终水性聚氨酯胶粘剂。
[0012]本发明采用自乳化法，利用聚酯多元醇、乳化剂、二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、二元醇为主要原料合成专门用于耐水型瓦楞纸板胶接的单组份水性聚氨酯胶粘剂，其中二元醇的加入不仅起到扩链剂的作用而且可以改善胶粘剂的耐水性；反应中还通过控制乳化剂的量来提高初粘力和初始粘合强度，并且加入催化剂2，2—二吗琳二乙基醚(DM-DEE)可以显著提高胶粘剂的固化速度和稳定性；后期反应中加入丙酮作为助溶剂，即方便传热同时有利于降低反应物粘度，而且步骤(7)中将丙酮抽去，使得胶粘剂在使用时不会有挥发物质产生，对被粘材料适应性强，在室温条件下即可固化且不需要使用其它交联剂，施工方便，能够较广泛的用于瓦楞纸板的胶合及二次加工。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0014]实施例1:
(I)反应釜加热至50°C，抽真空至负压0.05Pa，将聚酯多元醇(分子量为1000)用水溶解成浓度45%的溶液，并抽入反应釜中，由于聚酯多元醇具有一定毒性，且通常密封存储，所以采用密封负压加料，保证操作人员的安全性；
(2 )打开进料口，使釜内成常压，加入二羟甲基丙酸进行乳化，反应1min ;
(3)升高反应釜温度至80°C，依次滴加甲苯二异氰酸酯(TDI)和二月桂酸二丁基锡，甲苯二异氰酸酯(TDI)滴加时间为5分钟，二月桂酸二丁基锡滴加时间为15分钟，电机转速控制在50转/分钟，反应3小时，制备含有亲水基的异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体；
(4)降低反应釜温度至60°C，加入乙二醇，反应I小时，加入乙二醇为扩链剂，增加分子量;
(5)加入丙酮，丙酮在反应中为助溶剂，方便反应物内部传热，后期的加入有利于降低胶粘剂的粘度；反应30分钟后加入二烷基苯磺酸钠进行中和离子化，即使得胶粘剂具有水溶性，控制反应釜温度在50 °C，保温反应30min。
[0015](6)逐步向反应Il中加去离子水(每分钟加水量不超过12g)，控制反应Il内在400C，转速调整至300转/分钟，反应I小时，去离子水的加入较普通水来说，所制得的胶粘剂稳定性更尚;
(7)升高反应釜温度至65°C，抽真空至丙酮全部抽完使得胶粘剂在使用时不会有挥发物质产生； (8)降低反应釜温度至常温，加入催化剂2，2—二吗琳二乙基醚可以显著提高胶粘剂的固化速度和稳定性，搅拌均匀后过滤放料，得到最终水性聚氨酯胶粘剂。
[0016]所有原料的质量比为:聚酯多元醇:二羟甲基丙酸:甲苯二异氰酸酯(TDI):二月桂酸二丁基锡:乙二醇:丙酮:二烷基苯磺酸钠:去离子水:2，2—二吗琳二乙基醚=100:7.5:65:0.3:21: 100:2.0:200:0.25。
[0017]最终得到的水性聚氨酯胶粘剂，粘度(涂-4杯/30°C) 19秒，与溶剂型聚氨酯胶黏剂相比粘接力增加12%，固含量达到52%，固化时间18分钟。
[0018]实施例2:
(I)反应釜加热至80°C，抽真空至负压0.18Pa，将聚酯多元醇(分子量为3500)用水溶解成浓度60%的溶液，并抽入反应釜中，于聚酯多元醇具有一定毒性，且通常密封存储，所以采用密封负压加料，保证操作人员的安全性；
(2 )打开进料口，使釜内成常压，加入二羟甲基丁酸进行乳化，反应20min ;
(3)升高反应釜温度至80°C，依次滴加4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和二月桂酸二丁基锡，4，4- 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)滴加时间为15分钟，二月桂酸二丁基锡滴加时间为25分钟，，电机转速控制在120转/分钟，反应5.5小时，制备含有亲水基的异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体；
(4)降低反应釜温度至6