一种软包装复合树脂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种软包装复合树脂及其制备方法，这种软包装复合树脂由A组分和B组分组成，其中A组分是含有端异氰酸酯基团（-NCO）封端的聚氨酯预聚体；B组分是含有羟基基团（-OH）的聚酯和聚醚多元醇的混合物，A组分和B组分的使用配比要求为：按官能团-NCO和官能团-OH的摩尔比为1.4～2.2：1.0。在使用状态时，A组分和B组分只要按规定比例配制所得粘合剂的粘度较低，它在常温条件下具有极好的涂布性能，粘合后又具有极高的粘合强度，能够满足我国现行的常温涂布的工艺要求，同时具有较高初粘力，涂布后不会出现隧道、起皱等质量缺陷。
【专利说明】一种软包装复合树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种软包装复合树脂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在国内食品软包装复合膜行业中，所使用的胶粘剂绝大部分是溶剂型聚氨酯粘合剂，且采用在常温条件下涂布。由于溶剂型聚氨酯粘合剂存有大量的溶剂，因此在使用过程中必然存在污染环境和安全隐患。随着国家对环保要求的提高以及食品安全法规的落实，各地都有陆续出台了《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》对溶剂的排放量提高了更高限制要求，溶剂型胶粘剂的使用量将逐年减少。
[0003]采用软包装聚氨酯复合树脂能够满足现行的环保节能要求，绿色软包装聚氨酯复合树脂既不用任何溶剂，又具有很好的复合涂布性能，上世纪70年代国外开始使用无溶剂聚氨酯树脂复合包装材料，由于其明显的经济性，安全性及在环境保护上的优势，在德国、美国、日本发展很快，无溶剂复合工艺具有流程简单，设备占地面积小，原料省，能耗少，生产效率高等技术优势，而且在复合后制品中没有残留溶剂，在生产过程中极大降低了发生火灾等安全隐患的机率。
[0004]在CN1277894C专利中，日本东洋油墨制造株式会社，公开了一种无溶剂型粘合剂组合物，其含有玻璃化转变温度高，数均分子量大的聚酯型多元醇(A)、玻璃化转变温度低，数均分子量小的聚酯型多元醇(B)、单官能醇(C)、由脂环族二异氰酸酯化合物或芳香族二异氰酸酯化合物形成 的三官能异氰酸酯化合物(D)、由脂肪族二异氰酸酯化合物形成的三官能异氰酸酯化合物(E)、二异氰酸酯化合物(F)及多元酸酐(G)。
[0005]该无溶剂型胶粘剂可用于食品包装、医疗用品包装、化妆品包装材料等，但其必须在高温条件下才具有优异的涂布性，当温度在70°C时，其粘度就高达3000mPa.s，在25°C时的粘度大于1000OmPa.S，该胶粘剂必须在90~100度的环境温度下才能顺利涂布，在常温条件下因粘度过高无法进行涂布，不适应我国现行在常温下涂布的工艺要求。因此这类产品在我国的推广应用十分困难。
[0006]目前，我国彩印企业都采用在常温条件下涂布，由于无溶剂型胶粘剂不使用溶剂，为了适应在常温状态下进行涂布的工艺要求，无溶剂胶粘剂的粘度就必须较低，一般在2000mPa.s以下，而无溶剂胶粘剂粘度的高低与分子量的大小有关，胶粘剂的粘度越低，胶粘剂的分子量越小，初粘力就越差，粘合强度越弱，低粘度胶粘剂涂布后容易出现隧道、起皱等质量问题。
【发明内容】
:
[0007]本发明的目的是提供一种软包装复合树脂及其制备方法。这种软包装复合树脂在常温条件下具有极好的涂布性能，粘合后又具有极高的粘合强度，涂布后不会出现隧道、起皱等质量缺陷。
[0008]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:[0009]一种软包装复合树脂，其特征是:由A组分和B组分组成，其中A组分是含有端异氰酸酯基团(-NC0)封端的聚氨酯预聚体；B组分是含有羟基基团(-0H)的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物，A组分和B组分的使用配比要求为:按官能团-NCO和官能团-OH的摩尔比为1.4~2.2:1.0。
[0010]所述软包装复合树脂的制备方法，其特征是:包括A组分的制备和B组分的制备，其中，A组分的制备方法:
[0011]所述A组分由异氰酸酯化合物与聚醚多元醇反应制得，所述异氰酸酯化合物选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、低分子聚醚改性MDI或碳化二亚胺改性MDI中的任意一种或多种组合；所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃、四氢呋喃-氧化丙烯共聚醚醇中的一种或几种的组合，具体制备方法如下:
[0012]将聚醚多元醇置于四口烧瓶中，在-0.1Mpa真空条件下脱水，当水分质量百分数含量少于0.05%时，降温至35°C，在氮气保护下加入异氰酸酯化合物，升温至75±5°C反应3小时，再升温至90°C反应I小时，此时异氰酸根小于15% ；
[0013]B组分的制备方法:
[0014]B组分是含有羟基基团(-0H)的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物，所述聚酯多元醇是由二元酸与多元醇缩聚反应制得，所述二元酸包括选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、壬二酸、邻苯二甲酸酐、己二酸、癸二酸、1，4环己基二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯中的任意一种或几种的组合；所 述多元醇选自乙二醇、1，2丙二醇、1，4- 丁二醇、新戊二醇、1，6-己
二醇、1，9-壬二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、丙三醇任意二种或多种的混合物；
[0015]聚酯多元醇的制备方法如下:在带有温度计、搅拌器、球式冷却器、氮气密封管的四口烧瓶中，加入二元酸和多元醇以及催化剂钛酸四丁酯，搅拌均匀，在4小时内缓慢升温至160°C，控制出水温度低于100°C，然后升温至230°C保温I~2小时，酸值小于25合格后，在-0.1Mpa下抽真空，直至聚酯羟值50~200 ；
[0016]B组分中所述聚醚多元醇的分子量为400~5000，聚醚多元醇优选聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃、蓖麻油、氢化蓖麻油中的一种或几种的混合物；
[0017]本发明的优点:
[0018]由A组分和B组分按特定比例配制成的粘合剂在使用状态时的粘度较低，能够满足我国现行的常温涂布的工艺要求，同时具有较高初粘力。
[0019]若以聚酯作为B组分与A组分配合使用时，由于聚酯粘度大，不能满足常温涂布工艺要求。
[0020]而以聚醚为B组分与A组分配合使用时，聚醚粘度低，内聚力小，其初粘力很差，不能满足粘接强度要求。
[0021]通常聚酯与聚醚多元醇相溶性差，两者混合后混浊不透明，本发明中B组分采用特定的聚酯与特定的聚醚多无醇混合，混合液清澈透明能够满足使用要求。【具体实施方式】:
[0022]下面通过如下实例来对本发明进行进一步的详细说明:
[0023]实施例1:
[0024]本发明所述一种软包装复合树脂的制备方法如下:
[0025]第一步，A组分的制备:
[0026]将Imol聚氧化丙烯二醇置于四口烧瓶中，在-0.1Mpa真空条件下脱水，当水分质量百分数含量少于0.05%时，降至35°C，在氮气保护下加入3.5molHDI和Imol MD1-50，升温至75±5°C反应3小时，再升温至90°C反应I小时，直至反应完全；
[0027]第二步，B组分的制备:
[0028]将2mol聚酯与1.2mol聚四氢呋喃混合均匀。
[0029]其中，聚酯多元醇的制备方法为:在带有温度计、搅拌器、球式冷却器、氮气密封管的四口烧瓶中，加入己二酸600g,间苯二甲酸400g, —缩二乙二醇530g, I, 6己二醇350g和
0.22g钛酸四丁酯催化剂，搅拌均匀，然后缓慢升温至160°C，控制顶温不超过100°C反应，最后升温至230°C保温，酸值合格后，在-0.1Mpa下抽真空，直至聚酯羟值合格；
[0030]第三步，A组分和B组分的配制和使用:
[0031 ] 将A组分和B组分按-NC0/-0H摩尔比为1.8:1的比例混合搅拌均匀，在35°C的使用条件下通过无溶剂复合机复合，固化后测试结果如下:
[0032]
【权利要求】
1.一种软包装复合树脂，其特征是:由A组分和B组分组成，其中A组分是含有端异氰酸酯基团(-NCO)封端的聚氨酯预聚体；B组分是含有羟基基团(-0H)的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物，A组分和B组分的使用配比要求为:按官能团-NCO和官能团-OH的摩尔比为 1.4 ~2.2:1.0。
2.根据权利要求1所述软包装复合树脂的制备方法，其特征是:包括A组分的制备和B组分的制备，其中，A组分的制备方法: 所述A组分由异氰酸酯化合物与聚醚多元醇反应制得，所述异氰酸酯化合物选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IH)I)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲基环己基二异氰酸酯(HTDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、低分子聚醚改性MDI或碳化二亚胺改性MDI中的任意一种或多种组合；所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃、四氢呋喃-氧化丙烯共聚醚醇中的一种或几种的组合，具体制备方法如下: 将聚醚多元醇置于四口烧瓶中，在-0.1Mpa真空条件下脱水，当水分质量百分数含量少于0.05%时，降温至35°C，在氮气保护下加入异氰酸酯化合物，升温至75±5°C反应3小时，再升温至90°C反应1小时，此时异氰酸根小于15% ； B组分的制备方法: B组分是含有羟基基团(-0H)的聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物，所述聚酯多元醇是由二元酸与多元醇缩聚反应制得，所述二元酸包括选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、壬二酸、邻苯二甲酸酐、己二酸、癸二酸、1，4环己基二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯中的任意一种或几种的组合；所述多元醇选自乙二醇、1，2丙二醇、1，4- 丁二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、1，9-壬二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、丙三醇任意二种或多种的混合物； 聚酯多元醇的制备方法如下:在带有温度计、搅拌器、球式冷却器、氮气密封管的四口烧瓶中，加入二元酸和多元醇以及催化剂钛酸四丁酯，搅拌均匀，在4小时内缓慢升温至160°C，控制出水温度低于100°C，然后升温至230°C保温I~2小时，酸值小于25合格后，在-0.1Mpa下抽真空，直至聚酯羟值50~200 ； B组分中所述聚醚多元醇的分子量为400~5000，聚醚多元醇优选聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃、蓖麻油、氢化蓖麻油中的一种或几种的混合物。
【文档编号】C08G18/10GK103614108SQ201310633404
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月30日 优先权日:2013年11月30日
【发明者】蔡炳照 申请人:江苏力合粘合剂有限公司