一种用于无溶剂复合膜的胶粘剂及其生产方法与流程

2021-02-02 15:02:03|

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本发明涉及包装材料技术领域，特别是涉及一种用于无溶剂复合膜的胶粘剂及其生产方法。

背景技术：

无溶剂复合膜是将粘合剂涂布在基材上后将需要组合的材料粘合实现复合，是目前常用的药品包装材料之一。而粘合剂是无溶剂复合膜中的重要组成部分。

现有技术中，无溶剂复合膜中使用的粘合剂以溶剂类聚氨酯胶粘剂为主，聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯(polyurethane)，是一类主链上含有较多氨基甲酸酯基团(-nhcoo-)特征单元的高分子聚合物，这种常规的溶剂类聚氨酯胶粘剂存在剥离强度低、耐高温能力差的问题。

技术实现要素：

鉴于上述状况，本发明提供一种用于无溶剂复合膜的胶粘剂及其生产方法，以制备出适用于药材包装的无溶剂类双组份聚氨酯胶粘剂，具有剥离强度高、耐高温能力强的优点。

本发明的技术方案为：

一种用于无溶剂复合膜的胶粘剂的生产方法，包括：

以二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000为原料，以三乙醇胺为催化剂，在80～85℃的温度条件下反应2.5～3.5h，制备出聚氨酯胶粘剂预聚体；

以己二酸、邻苯二甲酸酐、1,6-己二醇、新戊二醇为原料，以甲烷磺酸为催化剂，在220～240℃的温度条件下，酯化反应6～8h，制备酯化产物；然后进行缩聚反应，制备出酸值低于1mgkoh/g的复配型聚酯多元醇；

以聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇为原料，在固化温度为60～80℃、固化时间为2～3d的条件下制备出用于无溶剂复合膜的胶粘剂。

根据本发明提供的用于无溶剂复合膜的胶粘剂的生产方法，利用二苯基甲烷二异氰酸酯中对称规整的分子结构和聚丙二醇3000含侧基的特殊结构，使得制备的聚氨酯胶粘剂预聚体具有优良的力学性能、柔韧性、耐水解性，然后利用聚氨酯胶粘剂预聚体中的异氰酸酯基与自制的复配型聚酯多元醇中的羟基反应，通过基团间相互作用，使两种低聚物分子进一步转化成更高分子量的聚合物，由流动形态转变为固态，实测表明，该胶粘剂的剥离强度达到不小于2.8n/mm，剥离强度高，热重分析时，该胶粘剂在达到500℃才开始出现热损失，耐高温能力强。

此外，本发明提供的用于无溶剂复合膜的胶粘剂的生产方法，还具有以下技术特征：

进一步的，以二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000为原料，以三乙醇胺为催化剂，在75℃的温度条件下反应2h，制备出聚氨酯胶粘剂预聚体的步骤中，二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000的物料比(4～6)：1。

进一步的，以二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000为原料，以三乙醇胺为催化剂，在75℃的温度条件下反应2h，制备出聚氨酯胶粘剂预聚体的步骤中，三乙醇胺的加入量为原料总量的0.1％。

进一步的，缩聚反应的条件为：

缩聚反应温度为250～270℃，缩聚反应时间为6～8h，使用三氧化二锑作为催化剂，最高真空度为0.1mpa，醇酸原料比为1.2。

进一步的，三氧化二锑的加入量为原料总量的0.1％。

进一步的，以聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇为原料，在固化温度为60～80℃、固化时间为2～3d的条件下制备出用于无溶剂复合膜的胶粘剂的步骤中，聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇的物料比为(1.2～1.6)：1。

进一步的，缩聚反应制备出的复配型聚酯多元醇的羟值为56～60。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照各实施例对本发明进行更全面的描述，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1：

一种用于无溶剂复合膜的胶粘剂的生产方法，包括：

步骤1，以二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000为原料，以三乙醇胺为催化剂，在85℃的温度条件下反应3h，制备出聚氨酯胶粘剂预聚体，其中，二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000的物料比4：1，三乙醇胺的加入量为步骤1中原料总量的0.1％；

步骤2，以己二酸、邻苯二甲酸酐、1,6-己二醇、新戊二醇为原料，以甲烷磺酸为催化剂，在220℃的温度条件下，酯化反应7h，制备酯化产物；然后进行缩聚反应，缩聚反应温度为260℃，缩聚反应时间为8h，使用三氧化二锑作为催化剂，最高真空度为0.1mpa，醇酸原料比为1.2，三氧化二锑的加入量为步骤2中原料总量的0.1％，制备出酸值低于1mgkoh/g的复配型聚酯多元醇，制备出的复配型聚酯多元醇的羟值为60；

步骤3，以聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇为原料，聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇的物料比为1.4：1，在固化温度为80℃、固化时间为3d的条件下制备出用于无溶剂复合膜的胶粘剂。

剥离强度测试

采用国标gb/t2791-1995测试本实施例制备的胶粘剂对bopet(双向拉伸聚丙烯膜)/pe(聚乙烯薄膜)复合材料的剥离强度。测试结果为：本实施例制备的胶粘剂对bopet/pe复合薄膜的剥离强度为2.9n/mm。

热重实验

称取本实施例制备的胶粘剂为20mg，在高纯惰性气氛中，惰性气体的流量控制为50ml/min～55ml/min，升温速率控制为10℃/min，热重分析度范围为0℃～800℃。测试结果表明，本实施例制备的胶粘剂在温度大于510℃时，开始出现热损失。

实施例2：

一种用于无溶剂复合膜的胶粘剂的生产方法，包括：

步骤1，以二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000为原料，以三乙醇胺为催化剂，在83℃的温度条件下反应3.5h，制备出聚氨酯胶粘剂预聚体，其中，二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000的物料比4：1，三乙醇胺的加入量为步骤1中原料总量的0.1％；

步骤2，以己二酸、邻苯二甲酸酐、1,6-己二醇、新戊二醇为原料，以甲烷磺酸为催化剂，在240℃的温度条件下，酯化反应8h，制备酯化产物；然后进行缩聚反应，缩聚反应温度为260℃，缩聚反应时间为7h，使用三氧化二锑作为催化剂，最高真空度为0.1mpa，醇酸原料比为1.2，三氧化二锑的加入量为步骤2中原料总量的0.1％，制备出酸值低于1mgkoh/g的复配型聚酯多元醇，制备出的复配型聚酯多元醇的羟值为58；

步骤3，以聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇为原料，聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇的物料比为1.5：1，在固化温度为80℃、固化时间为2.5d的条件下制备出用于无溶剂复合膜的胶粘剂。

剥离强度测试

热重实验

称取本实施例制备的胶粘剂为20mg，在高纯惰性气氛中，惰性气体的流量控制为50ml/min～55ml/min，升温速率控制为10℃/min，热重分析度范围为0℃～800℃。测试结果表明，本实施例制备的胶粘剂在温度大于530℃时，开始出现热损失。

实施例3

一种用于无溶剂复合膜的胶粘剂的生产方法，包括：

步骤1，以二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000为原料，以三乙醇胺为催化剂，在80℃的温度条件下反应2.5h，制备出聚氨酯胶粘剂预聚体，其中，二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000的物料比6：1，三乙醇胺的加入量为步骤1中原料总量的0.1％；

步骤2，以己二酸、邻苯二甲酸酐、1,6-己二醇、新戊二醇为原料，以甲烷磺酸为催化剂，在240℃的温度条件下，酯化反应8h，制备酯化产物；然后进行缩聚反应，缩聚反应温度为270℃，缩聚反应时间为7h，使用三氧化二锑作为催化剂，最高真空度为0.1mpa，醇酸原料比为1.2，三氧化二锑的加入量为步骤2中原料总量的0.1％，制备出酸值低于1mgkoh/g的复配型聚酯多元醇，制备出的复配型聚酯多元醇的羟值为56；

步骤3，以聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇为原料，聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇的物料比为1.5：1，在固化温度为70℃、固化时间为2d的条件下制备出用于无溶剂复合膜的胶粘剂。

剥离强度测试

采用国标gb/t2791-1995测试本实施例制备的胶粘剂对bopet(双向拉伸聚丙烯膜)/pe(聚乙烯薄膜)复合材料的剥离强度。测试结果为：本实施例制备的胶粘剂对bopet/pe复合薄膜的剥离强度为2.8n/mm。

热重实验

称取本实施例制备的胶粘剂为20mg，在高纯惰性气氛中，惰性气体的流量控制为50ml/min～55ml/min，升温速率控制为10℃/min，热重分析度范围为0℃～800℃。测试结果表明，本实施例制备的胶粘剂在温度大于500℃时，开始出现热损失。

实施例4

一种用于无溶剂复合膜的胶粘剂的生产方法，包括：

步骤1，以二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000为原料，以三乙醇胺为催化剂，在85℃的温度条件下反应3h，制备出聚氨酯胶粘剂预聚体，其中，二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000的物料比5：1，三乙醇胺的加入量为步骤1中原料总量的0.1％；

步骤2，以己二酸、邻苯二甲酸酐、1,6-己二醇、新戊二醇为原料，以甲烷磺酸为催化剂，在220℃的温度条件下，酯化反应6h，制备酯化产物；然后进行缩聚反应，缩聚反应温度为250℃，缩聚反应时间为6h，使用三氧化二锑作为催化剂，最高真空度为0.1mpa，醇酸原料比为1.2，三氧化二锑的加入量为步骤2中原料总量的0.1％，制备出酸值低于1mgkoh/g的复配型聚酯多元醇，制备出的复配型聚酯多元醇的羟值为60；

步骤3，以聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇为原料，聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇的物料比为1.2：1，在固化温度为70℃、固化时间为2d的条件下制备出用于无溶剂复合膜的胶粘剂。

剥离强度测试

采用国标gb/t2791-1995测试本实施例制备的胶粘剂对bopet(双向拉伸聚丙烯膜)/pe(聚乙烯薄膜)复合材料的剥离强度。测试结果为：本实施例制备的胶粘剂对bopet/pe复合薄膜的剥离强度为3.0n/mm。

热重实验

实施例5

一种用于无溶剂复合膜的胶粘剂的生产方法，包括：

步骤1，以二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000为原料，以三乙醇胺为催化剂，在85℃的温度条件下反应2.5h，制备出聚氨酯胶粘剂预聚体，其中，二苯基甲烷二异氰酸酯和聚丙二醇3000的物料比5：1，三乙醇胺的加入量为步骤1中原料总量的0.1％；

步骤2，以己二酸、邻苯二甲酸酐、1,6-己二醇、新戊二醇为原料，以甲烷磺酸为催化剂，在230℃的温度条件下，酯化反应7h，制备酯化产物；然后进行缩聚反应，缩聚反应温度为250℃，缩聚反应时间为8h，使用三氧化二锑作为催化剂，最高真空度为0.1mpa，醇酸原料比为1.2，三氧化二锑的加入量为步骤2中原料总量的0.1％，制备出酸值低于1mgkoh/g的复配型聚酯多元醇，制备出的复配型聚酯多元醇的羟值为58；

步骤3，以聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇为原料，聚氨酯胶粘剂预聚体和复配型聚酯多元醇的物料比为1.6：1，在固化温度为60℃、固化时间为2.5d的条件下制备出用于无溶剂复合膜的胶粘剂。

剥离强度测试

热重实验

表1对比了上述各实施例中的胶粘剂和现有技术中的胶粘剂的性能对比，剥离强度测试和热重实验的实验条件一样。

表1结果对比表

从表1可以看出，本发明各实施例制备出的胶粘剂，剥离强度以及耐高温能力均明显优于现有技术。

综上，根据本发明提供的用于无溶剂复合膜的胶粘剂的生产方法，利用二苯基甲烷二异氰酸酯中对称规整的分子结构和聚丙二醇3000含侧基的特殊结构，使得制备的聚氨酯胶粘剂预聚体具有优良的力学性能、柔韧性、耐水解性，然后利用聚氨酯胶粘剂预聚体中的异氰酸酯基与自制的复配型聚酯多元醇中的羟基反应，通过基团间相互作用，使两种低聚物分子进一步转化成更高分子量的聚合物，由流动形态转变为固态，实测表明，该胶粘剂的剥离强度达到不小于2.8n/mm，剥离强度高，热重分析时，该胶粘剂在达到500℃才开始出现热损失，耐高温能力强。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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