本發明專利技術公開了一種復合膜用大豆油基無溶劑聚氨酯膠黏劑的制備方法。該無溶劑型聚氨酯膠黏劑由固化劑(A組分)和主劑(B組分)組成，其中組分A為脂肪族類異氰酸酯與聚醚類多元醇制備的端基?NCO預聚體，組分B為大豆油基聚酯多元醇，由改性油酸與環氧大豆油在無溶劑、無催化劑條件下開環接枝制得，兩種組分按?NCO/?OH官能團配比，在常用的食品軟包裝塑料/塑料復合上具備良好的粘接性能。與傳統的聚氨酯膠黏劑相比，本發明專利技術涉及的聚氨酯膠黏劑不含有溶劑和有機錫類催化劑，原料綠色可再生，制備方法安全環保，交聯密度大，并具有良好的耐水性能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及食品包裝復合膜用聚氨酯膠黏劑領域，特別涉及到一種大豆油基無溶劑型聚氨酯膠黏劑的制備方法。
技術介紹
在食品包裝領域，單層的薄膜包裝無法滿足各種產品性能的要求，因此，以膠黏劑復合的多層復合膜受到廣泛關注并迅速發展。聚氨酯膠黏劑對薄膜載體有良好的粘接性能，使用方便，并具有優良的柔韌性能和耐候性能，在軟包裝復合中占據主導地位。我國聚氨酯膠黏劑近年來發展迅速，但溶劑型聚氨酯膠黏劑仍占有很大的市場份額，雖然其在外觀、粘接性和抗張力方面優點突出，但其使用大量溶劑，給環境和人們的健康帶來危害。隨著國家對VOCs限量的規定日趨嚴格以及節能減排、綠色化學的提倡，無溶劑聚氨酯膠黏劑成為未來的發展方向。目前，無溶劑型聚氨酯膠黏劑主要以不可再生的石油類下游產物為原料。而大豆油作為生物基可再生、可降解的綠色原料，利用其制備交聯程度高的聚酯多元醇倍受關注，這不僅能降低對石油類多元醇的依賴，還可將聚醚、聚酯多元醇優勢互補，擴大復膜膠應用范圍。另外，聚氨酯膠黏劑制備中普遍使用的催化劑和芳香族異氰酸酯也給食品衛生安全帶來了很大的隱患。因此，采用不含苯環的脂肪族異氰酸酯和更為綠色環保的方法制備食品級聚氨酯膠黏劑具有重要的現實意義。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種無溶劑、綠色環保、性能良好的軟包裝復合用聚氨酯膠黏劑及其制備方法。本專利技術是通過下述技術方案加以實現的，一種復合膜用大豆油基無溶劑聚氨酯膠黏劑的制備方法，該膠黏劑由A和B兩種組分構成，具體制備過程包括，(1)A組分的制備：在反應釜中加入摩爾比為2～4:1的脂肪族二異氰酸酯和真空脫水后的端基-OH聚醚多元醇，在氮氣保護下攪拌并升溫至50～70℃，待體系中NCO質量分數不再變化時停止攪拌，降溫出料，密封包裝；(2)B組分的制備：將質量比為9.3～9.5:1的油酸和冰醋酸加入到反應設備中，緩慢升溫至50～60℃后逐滴加入質量濃度為30％的過氧化氫溶液，冰醋酸與過氧化氫質量比為1:8，1～2h滴加完畢，再緩慢升溫至95～100℃繼續反應1～2h，降至室溫后出料，產物水洗3～4次，分離出油相后，旋蒸將水除去，置于另一充滿氮氣的反應釜中，再將經過真空干燥的環氧值為6～6.3％的環氧大豆油加入上述充滿氮氣的反應釜，環氧大豆油與油酸質量比為2.3～2.5:1，緩慢升溫至170～180℃，攪拌下進行開環反應6～7h，反應完畢降溫出料，即得大豆油基聚酯多元醇，羥值160～180mg KOH/g。本專利技術中，所述端基-NCO預聚體(A組分)的制備過程中不使用有機錫類催化劑，所述大豆油基聚酯多元醇制備過程中不使用溶劑和催化劑。本專利技術中，所述脂肪族二異氰酸酯為1,6-已二異氰酸酯、異氟爾酮二異氰酸酯、甲基環己基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯中的一種或幾種混合。本專利技術中，所述端-OH聚醚多元醇為分子量在400～2000的聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氫呋喃二醇中的一種或幾種混合。本專利技術進一步提供了采用上述大豆油基無溶劑聚氨酯膠黏劑的制備方法得到的膠黏劑用于制備復合膜的工藝，是按-NCO/-OH官能團摩爾比1.1～1.3:1稱取A、B組分，在40～50℃下混合均勻后進行復膜，然后在50～60℃下固化36～48h。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：1、本專利技術的無溶劑型聚氨酯膠黏劑生產和使用過程中不使用有機溶劑和催化劑，安全環保。2、本專利技術使用綠色可再生、廉價易得的環氧大豆油為原料，降低了對石油類原料的依賴。3、本專利技術制備的無溶劑聚氨酯膠黏劑引入大豆油基多元醇，交聯程度高，耐水耐熱性能較好。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術作進一步描述，但本專利技術的保護范圍不僅局限于實施例，該領域專業人員對本專利技術技術專利所做的改變，均應屬于本專利技術的保護范圍內。本專利技術的-NCO基含量按照HG/T2409-1992標準進行檢測；羥值按照ASTM D 4247-99標準進行檢測；T型剝離強度按照GB/T2791-1995標準進行檢測。實施例1制備A組分：在反應釜中依次加入50g的異氟爾酮二異氰酸酯和真空脫水后的60g分子量為800的聚乙二醇，在氮氣保護下攪拌，升溫至60℃，每隔30min取樣，測其-NCO基含量，待體系中-NCO質量分數不再變化時停止攪拌，降溫出料，密封包裝。所得A組分-NCO含量＝15.8％。制備B組分：將38g油酸和4g冰醋酸加入到反應釜中，緩慢升溫至60℃后逐滴加入32g過氧化氫溶液(質量濃度30％)，2h后滴加完畢，再緩慢升溫至95℃繼續反應1.5h，降至室溫后出料，產物水洗3次，分離出油相后，旋蒸將水除去，干燥待用。接著將100g真空干燥后的環氧大豆油與上述產物40g加入到充滿氮氣的反應釜中，緩慢升溫至180℃進行開環反應，攪拌6.5h后降溫出料，即得大豆油基聚酯多元醇，羥值173mg KOH/g。按-NCO/-OH官能團摩爾比1.2:1稱取A、B組分，在50℃下混合均勻后進行涂布復膜，然后在60℃下固化48h后測得BOPP/PE復合膜的T型剝離強度3.3N/15mm。實施例2制備A組分：在反應釜中依次加入38g的1,6-已二異氰酸酯和真空脫水后的56g分子量為1000的聚丙二醇，在氮氣保護下攪拌，升溫至45℃，每隔30min取樣，測其-NCO基含量，待體系中-NCO質量分數不再變化時停止攪拌，降溫出料，密封包裝。所得A組分-NCO含量＝15.3％。制備B組分：將30g油酸和3.2g冰醋酸加入到反應釜中，緩慢升溫至55℃后逐滴加入26g過氧化氫溶液(質量濃度30％)，1.5h后滴加完畢，再緩慢升溫至100℃繼續反應1h，降至室溫后出料，產物水洗4次，分離出油相后，旋蒸將水除去，干燥待用。接著將80g真空干燥后的環氧大豆油與上述產物34g加入到充滿氮氣的反應釜中，緩慢升溫至170℃進行開環反應，攪拌7h后降溫出料，即得大豆油基聚酯多元醇，羥值166mg KOH/g。按-NCO/-OH官能團摩爾比1.1:1稱取A、B組分，在45℃下混合均勻后進行涂布復膜，然后在60℃下固化48h后測得BOPP/PE復合膜的T型剝離強度3.0N/15mm。實施例3制備A組分：在反應釜中依次加入50g的二環己基甲烷二異氰酸酯和真空脫水后的38g分子量為600的聚四氫呋喃二醇，在氮氣保護下攪拌，升溫至50℃，每隔30min取樣，測其-NCO基含量，待體系中-NCO質量分數不再變化時停止攪拌，降溫出料，密封包裝。所得A組分-NCO含量＝14.2％。制備B組分：將40g油酸和4.3g冰醋酸加入到反應釜中，緩慢升溫至60℃后逐滴加入34g過氧化氫溶液(質量濃度30％)，1h后滴加完畢，再緩慢升溫至100℃繼續反應1.5h，降至室溫后出料，產物水洗3次，分離出油相后，旋蒸將水除去，干燥待用。接著將80g真空干燥后的環氧大豆油與上述產物33.5g加入到充滿氮氣的反應釜中，緩慢升溫至175℃進行開環反應，攪拌7h后降溫出料，即得大豆油基聚酯多元醇，羥值163mg KOH/g。按-NCO/-OH官能團摩爾比1.3:1稱取A、B組分，在50℃下混合均勻后進行涂布復膜，然后在60℃下固化36h后測得BOPP/PE復合膜的T型剝離強度3.5N/15mm。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種復合膜用大豆油基無溶劑聚氨酯膠黏劑的制備方法，該膠黏劑由A和B兩種組分構成，其特征在于包括以下過程，(1)A組分的制備：在反應釜中加入摩爾比為2～4:1的脂肪族二異氰酸酯和真空脫水后的端基?OH聚醚多元醇，在氮氣保護下攪拌并升溫至50～70℃，待體系中NCO質量分數不再變化時停止攪拌，降溫出料，密封包裝；(2)B組分的制備：將質量比為9.3～9.5:1的油酸和冰醋酸加入到反應設備中，緩慢升溫至50～60℃后逐滴加入質量濃度為30％的過氧化氫溶液，冰醋酸與過氧化氫質量比為1:8，1～2h滴加完畢，再緩慢升溫至95～100℃繼續反應1～2h，降至室溫后出料，產物水洗3～4次，分離出油相后，旋蒸將水除去，置于另一充滿氮氣的反應釜中，再將經過真空干燥的環氧值為6～6.3％的環氧大豆油加入上述充滿氮氣的反應釜，環氧大豆油與油酸質量比為2.3～2.5:1，緩慢升溫至170～180℃，攪拌下進行開環反應6～7h，反應完畢降溫出料，即得大豆油基聚酯多元醇，羥值160～180mg?KOH/g。
【技術特征摘要】
1.一種復合膜用大豆油基無溶劑聚氨酯膠黏劑的制備方法，該膠黏劑由A和B兩種組分構成，其特征在于包括以下過程，(1)A組分的制備：在反應釜中加入摩爾比為2～4:1的脂肪族二異氰酸酯和真空脫水后的端基-OH聚醚多元醇，在氮氣保護下攪拌并升溫至50～70℃，待體系中NCO質量分數不再變化時停止攪拌，降溫出料，密封包裝；(2)B組分的制備：將質量比為9.3～9.5:1的油酸和冰醋酸加入到反應設備中，緩慢升溫至50～60℃后逐滴加入質量濃度為30％的過氧化氫溶液，冰醋酸與過氧化氫質量比為1:8，1～2h滴加完畢，再緩慢升溫至95～100℃繼續反應1～2h，降至室溫后出料，產物水洗3～4次，分離出油相后，旋蒸將水除去，置于另一充滿氮氣的反應釜中，再將經過真空干燥的環氧值為6～6.3％的環氧大豆油加入上述充滿氮氣的反應釜，環...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張萍波，王宇奇，范明明，蔣平平，
申請(專利權)人：江南大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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