一种单组分溶剂型聚氨酯防伪压敏胶及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种单组分溶剂型聚氨酯防伪压敏胶及其制备方法和应用。


背景技术：

2.目前，用于防伪标签的压敏胶是丙烯酸类胶粘剂，溶剂中含二甲苯或甲苯等有害有机溶剂，在使用过程中产生难闻气味且造成对作业人员身体的伤害。另粘接的防伪标签在加热至120℃左右，与基材的180
°
剥离强度很低，远小于180
°
剥离强度大于8n/25mm的标准要求，致使在120℃左右条件下揭防伪标签时，不能破坏防伪标签而起不到商品防伪的作用，部分假冒商品冲击市场，造成企业形象和商誉负面的影响。企业已使用各种不同的胶粘剂，但一直都未能获得满意的结果。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单组分溶剂型聚氨酯防伪压敏胶及其制备方法和应用。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种单组分聚氨酯溶剂型压敏胶胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
5.s1、按质量份数称取以下原料：150～200份聚醚多元醇、48.2～68.3份二异氰酸酯、0.03～0.04份有机铋催化剂、0.15～0.2份抗氧化剂、7.5～10份小分子二元醇、1.5～3份胺类扩链剂、4～6份一元醇、300～410份有机溶剂；
6.s2、将原料聚醚多元醇和抗氧化剂进行混合脱水后，加入小分子二元醇混合溶解，得到产物一；
7.s3、将34.5～49.3份二异氰酸酯与产物一混合，升温至80～90℃进行反应，再加入有机铋催化剂和90～120份有机溶剂继续反应，得到产物二；
8.s4、将胺类扩链剂剂与90～120份有机溶剂混合，再加入产物二进行反应，得到产物三；
9.s5、将13.7～19份二异氰酸酯和120～170份有机溶剂混合，再与产物三进行反应，得到产物四；
10.s6、将一元醇与产物四混合反应，得到所述单组分聚氨酯溶剂型压敏胶胶粘剂。
11.进一步的，步骤s2中，所述脱水为真空脱水；优选真空脱水的条件为逐步加热搅拌均匀，升温至105-110℃，脱水2～2.5h，真空度为-0.08～-0.085mpa；
12.和/或，步骤s3中，二异氰酸酯与产物一混合前，需将产物一降温至60-80℃；升温至80～90℃进行反应的时间为0.5～1h，再加入有机铋催化剂和有机溶剂继续反应的时间为2～2.5h；
13.和/或，步骤s4中，产物二进行反应前，需要降温至45～55℃；再加入产物二进行的时间为0.5～1h，反应温度为45～55℃；
14.和/或，步骤s5中，产物二进行反应前，需要控制温度在45～55℃；再与产物三进行反应的时间为2～3h，混合后逐步升温至80～90℃；
15.和/或，所述步骤s6中，将一元醇与产物四混合反应的时间为0.5～1h。
16.进一步的，所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇(ptmg)、聚乙二醇(peg)和聚丙二醇(ppg)中的一种或两种。优选为聚丙二醇(ppg)。
17.进一步的，所述小分子二元醇为甲基丙二醇(mpd)、乙二醇(eg)、己二醇(hdo)、新戊二醇(ngp)、1,3-丙二醇(pdo)和1，4-丁二醇(bdo)。优选小分子二元醇为1,4-丁二醇(bdo)。
18.进一步的，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)和甲苯二异氰酸酯(tdi)中的一种或多种。优选为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)。
19.进一步的，所述胺类扩链剂为乙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和异佛尔酮二胺中的一种或多种。优选为二乙烯三胺。
20.进一步的，所述小分子一元醇为乙醇、丁醇和异丙醇中的一种或多种。优选为异丙醇。
21.进一步的，所述有机溶剂为乙酸乙酯或碳酸二甲酯，优选为乙酸乙酯；和/或，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。
22.本发明还提供一种上述制备方法制备得到的所述单组分聚氨酯溶剂型压敏胶胶粘剂。
23.本发明还提供一种上述的单组分聚氨酯溶剂型压敏胶胶粘剂在防伪标签粘接中的应用。
24.本发明的原理为：利用聚醚多元醇、小分子二元醇与异氰酸酯反应后，控制残留的异氰酸根量，再胺反应形成脲键，二次加入异氰酸酯反应提高聚合物的分子量，增强压敏胶的剥离强度和耐热性，最后加入一元醇反应封端制得单组分聚氨酯防伪压敏胶。
25.本发明的有益效果是：
26.1、本发明制备得到单组分溶剂型聚氨酯胶粘剂稳定性好，完全满足企业现有涂胶生产线的生产需要，作业环境改善，保护作业人员身体健康，粘接性能好，防伪效果好，高温、低温条件剥离强度均能满足标准要求。
27.2、本发明的原料易得，反应条件温和，工艺简单易行，利于大规模生产应用。
具体实施方式
28.下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
29.实施例1
30.一种单组分聚氨酯溶剂型压敏胶胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
31.s1、按质量份数称取以下原料：175份聚丙二醇(ppg)、58份异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、0.035份有机铋催化剂、0.175份抗氧化剂1010、8.75份1,4-丁二醇(bdo)、2.25份二乙烯三胺、5份异丙醇、360份乙酸乙酯；
32.s2、将原料聚丙二醇(ppg)和抗氧化剂1010进行混合真空脱水后，加入1,4-丁二醇(bdo)混合溶解，得到产物一；真空脱水的条件为逐步加热搅拌均匀，升温至107.5℃，脱水
2.25h，真空度为-0.0825mpa；
33.s3、将产物一降温至70℃，再将41份异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)与产物一混合，升温至85℃进行反应0.75h，再加入有机铋催化剂和110份乙酸乙酯继续反应2.25h，得到产物二；
34.s4、将胺类扩链剂剂与110份乙酸乙酯混合，再加入产物二进行反应0.75h(产物二进行反应前降温至50℃)，得到产物三；
35.s5、将17份异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)和140份乙酸乙酯混合，再与产物三混合后逐步升温至85℃进行反应2.5h，得到产物四；
36.s6、将一元醇与产物四混合反应0.75h，得到所述单组分聚氨酯溶剂型压敏胶胶粘剂。
37.实施例2-3
38.实施例2和实施例1的区别在于组分用量不同，实施例2的组分用量如下：150份聚丙二醇(ppg)、48.2份异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、0.04份有机铋催化剂、0.15份抗氧化剂1010、7.5份1,4-丁二醇(bdo)、1.5份二乙烯三胺、4份异丙醇、300份乙酸乙酯；
39.其中，第一次加异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)的量为34.8份，第二次加异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)的量为13.7份；第一次加乙酸乙酯的量为90份，第二次加乙酸乙酯的量为90份，第三次加乙酸乙酯的量为120份。其余实验条件相同。
40.实施例3和实施例1的区别在于组分用量不同，实施例3的组分用量如下：200份聚丙二醇(ppg)、68.3份异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、0.03份有机铋催化剂、0.2份抗氧化剂1010、10份1,4-丁二醇(bdo)、3份二乙烯三胺、6份异丙醇、410份乙酸乙酯；
41.其中，第一次加异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)的量为49.3份，第二次加异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)的量为19份；第一次加乙酸乙酯的量为120份，第二次加乙酸乙酯的量为120份，第三次加乙酸乙酯的量为170份。其余实验条件相同。
42.实施例4-7
43.实施例4和实施例1的区别在于部分组分不同，实施例4的聚醚多元醇为聚四氢呋喃二醇(ptmg)，小分子二元醇为甲基丙二醇(mpd)，胺类扩链剂为乙二胺。实施例4的组分用量如下：175份聚四氢呋喃二醇(ptmg)、58份异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、0.035份有机铋催化剂、0.175份抗氧化剂1010、8.75份甲基丙二醇(mpd)、2.0份乙二胺、5份异丙醇、360份乙酸乙酯。其余实验条件相同。
44.实施例5和实施例1的区别在于部分组分不同，实施例5的小分子二元醇为乙二醇(eg)，胺类扩链剂为丁二胺。实施例5的组分用量如下：175份聚丙二醇(ppg)、58份异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、0.035份有机铋催化剂、0.175份抗氧化剂1010、6.03份乙二醇(eg)、2.88份丁二胺、5份异丙醇、360份乙酸乙酯。其余实验条件相同。
45.实施例6和实施例1的区别在于部分组分不同，实施例6的小分子二元醇为乙二醇(eg)，胺类扩链剂为戊二胺。实施例6的组分用量如下：175份聚丙二醇(ppg)、43.9份异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、0.035份有机铋催化剂、0.175份抗氧化剂1010、6.03份乙二醇(eg)、3.34份戊二胺、5份异丙醇、360份乙酸乙酯。其余实验条件相同。
46.实施例7和实施例1的区别在于部分组分不同，实施例7的小分子二元醇为新戊二醇(ngp)，胺类扩链剂为三乙烯四胺，小分子一元醇为乙醇。实施例7的组分用量如下：175份
聚丙二醇(ppg)、58份异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、0.035份有机铋催化剂、0.175份抗氧化剂1010、10.11份新戊二醇(ngp)、2.4份三乙烯四胺、3.84份乙醇、360份乙酸乙酯。其余实验条件相同。
47.对比例1
48.对比例1和实施例1的区别在于对比例1的制备方法不同，对比例1将步骤s3和s5进行了合并，即将步骤s3和s5所有的异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)一次性与产物一混合进行反应，有机溶剂同样合并后与有机铋催化剂混合加入，其余实验条件相同。但在反应完毕后，加入胺类扩链剂反应时出现凝胶现象。
49.实验例1
50.将上述实施例1-7制备得到的防伪压敏胶在多个温度下进行剥离度及高温老化后剥离强度测试试验，实验方法参照gb/t2792-2014，测试结果如下表：
[0051][0052][0053]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。