本發(fā)明屬于高分子化合物領(lǐng)域,涉及一種膠粘劑用聚酯多元醇及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù):
1、食品包裝在日常生活中扮演著至關(guān)重要的角色,尤其是隨著生活節(jié)奏的加快,越來越多的食品以預(yù)包裝形式進入消費者的家庭、超市和餐飲行業(yè)中。食品包裝不僅需要保護食品的質(zhì)量和安全,還要滿足儲存、運輸和便利性的需求。為了確保包裝的密封性和穩(wěn)定性,膠粘劑的作用不可或缺。食品膠粘劑用于軟包裝膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)中,是包裝中維系不同層間材料緊密結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。盡管食品用膠粘劑已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于包裝行業(yè),現(xiàn)有的膠粘劑產(chǎn)品仍存在一些局限性:一些膠粘劑在高溫滅菌或蒸煮過程中,其粘性下降導(dǎo)致復(fù)合材料的分層問題,影響包裝的密封性和產(chǎn)品的安全性,導(dǎo)致包裝密封失效。
2、面對上述問題,食品包裝行業(yè)迫切需要一種能夠在高溫蒸煮條件下保持粘性強的膠粘劑。這類膠粘劑不僅要具備優(yōu)異的耐高溫性能、良好的粘合強度和剝離強度,還應(yīng)符合食品安全標準,確保對食品無毒無害。綜上所述,開發(fā)一種高粘性、耐高溫蒸煮且符合食品安全標準的膠粘劑,將顯著提升包裝材料的穩(wěn)定性與安全性,并滿足食品行業(yè)對包裝技術(shù)日益提高的要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種膠粘劑用聚酯多元醇及其制備方法和應(yīng)用,解決現(xiàn)有食品包裝膠粘劑在高溫蒸煮條件下粘性不足的問題,通過引入改性的脂肪族二元酸、檸檬酸和環(huán)氧大豆油,增強膠粘劑的高溫穩(wěn)定性、粘接強度及耐水性,通過優(yōu)化芳香族和改性脂肪族二元酸的比例,提升了膠粘劑在食品包裝中的應(yīng)用性能,從而滿足實際生產(chǎn)的需要。
2、為達此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
3、第一方面,本發(fā)明提供了一種膠粘劑用聚酯多元醇的制備方法,所述制備方法為:
4、步驟s1,將脂肪族二元酸、馬來酸酐與有機錫催化劑依次加入反應(yīng)釜a中,升溫至第一溫度,以第一攪拌速度保持攪拌,充分反應(yīng)后,降溫至第二溫度,并向反應(yīng)釜a中加入三乙烯四胺,升溫至第三溫度,在第一攪拌速度下充分反應(yīng),得到改性脂肪族二元酸;
5、步驟s2,在反應(yīng)釜b中依次加入芳香族二元酸、含側(cè)基二元醇、癸二酸與苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物,將反應(yīng)釜b升溫至第三溫度,以第一攪拌速度持續(xù)攪拌進行酯化反應(yīng),并在惰性氣體保護下進行反應(yīng),直到反應(yīng)體系酸值降至第一理論設(shè)計值;
6、步驟s3,酯化完成后,反應(yīng)釜b降溫至第四溫度,將改性脂肪族二元酸和直鏈二元醇按配比依次加入反應(yīng)釜b中,升溫至第三溫度,進行第二階段的酯化反應(yīng),繼續(xù)加熱并抽真空以促進水分脫除加快反應(yīng),持續(xù)反應(yīng)直到反應(yīng)體系酸值降至第二理論設(shè)計值;
7、步驟s4,當反應(yīng)體系酸值降至第二理論設(shè)計值時,將反應(yīng)體系降溫至第五溫度,加入檸檬酸作為交聯(lián)劑,進行交聯(lián)反應(yīng),保持溫度在第五溫度,以第二攪拌速度進行攪拌,確保檸檬酸均勻分散并充分反應(yīng)形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò);
8、步驟s5,交聯(lián)反應(yīng)完成后,繼續(xù)降溫至第二溫度,向反應(yīng)體系中加入環(huán)氧化大豆油,以第三攪拌速度持續(xù)攪拌,確保環(huán)氧化大豆油在體系中均勻分散,降溫后得到一種膠粘劑用聚酯多元醇;
9、膠粘劑用聚酯多元醇包括如下質(zhì)量百分比的各組分:
10、芳香族二元酸:25~30%;
11、改性脂肪族二元酸:10~20%;
12、癸二酸:10~15%;
13、直鏈二元醇:10~20%;
14、含側(cè)基二元醇:10~20%;
15、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:5~10%;
16、檸檬酸:1~2%;
17、環(huán)氧化大豆油:1~3%。
18、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟s1中,所述脂肪族二元酸的投料量為20-30g,例如可以是20g、21g、22g、23g、24g、25g、26g、27g、28g、29g或30g,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
19、在一些可選的實例中,所述馬來酸酐的投料量為2-6g,例如可以是2.0g、2.4g、2.6g、2.8g、3.2g、3.6g、4.0g、4.4g、4.8g、5.2g、5.6g或6.0g,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
20、在一些可選的實例中,所述有機錫催化劑的投料量為0.02-0.15g,例如可以是0.02g、0.03g、0.04g、0.05g、0.06g、0.07g、0.08g、0.09g、0.10g、0.11g、0.12g、0.13g、0.14g或0.15g,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
21、在一些可選的實例中,所述第一溫度為120-140℃,例如可以120°c、122°c、124°c、126°c、128°c、130°c、132°c、134°c、136°c、138°c或140°c,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
22、在一些可選的實例中,所述第一攪拌速度為300-400rpm,例如可以是300rpm、310rpm、320rpm、330rpm、340rpm、350rpm、360rpm、370rpm、380rpm、390rpm或400rpm,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
23、在一些可選的實例中,所述第一溫度的反應(yīng)時間為3-5h,例如可以3.0h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h、4.0h、4.2h、4.4h、4.6h、4.8h或5.0h,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
24、在一些可選的實例中,所述第二溫度為80-90℃,例如可以80°c、81°c、82°c、83°c、84°c、85°c、86°c、87°c、88°c、89°c或90°c,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
25、在一些可選的實例中,所述三乙烯四胺的投料量為1-3g,例如可以是1.0g、1.2g、1.4g、1.6g、1.8g、2.0g、2.2g、2.4g、2.6g、2.8g或3.0g,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
26、在一些可選的實例中,所述第三溫度為180-200℃,例如可以是180°c、182°c、184°c、186°c、188°c、190°c、192°c、194°c、196°c、198°c或200°c,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
27、在一些可選的實例中,所述第三溫度的反應(yīng)時間為2-3h,例如可以2.0h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h或3.0h,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
28、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟s2中,所述第三溫度為180-200℃,例如可以是180°c、182°c、184°c、186°c、188°c、190°c、192°c、194°c、196°c、198°c或200°c,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
29、在一些可選的實例中,所述第一攪拌速度為300-400rpm,例如可以是300rpm、310rpm、320rpm、330rpm、340rpm、350rpm、360rpm、370rpm、380rpm、390rpm或400rpm,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
30、在一些可選的實例中,所述攪拌的時間為3-4h,例如可以是3.0h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h、3.5h、3.6h、3.7h、3.8h、3.9h或4.0h,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
31、在一些可選的實例中,所述氣體流速為4-6ml/min,例如可以是4.0ml/min、4.2ml/min、4.4ml/min、4.6ml/min、4.8ml/min、5.0ml/min、5.2ml/min、5.4ml/min、5.6ml/min或6.0ml/min,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
32、在一些可選的實例中,所述第一理論設(shè)計值為20-30mg?koh/g,例如可以是20mgkoh/g、21mg?koh/g、22mg?koh/g、23mg?koh/g、24mg?koh/g、25mg?koh/g、26mg?koh/g、27mgkoh/g、28mg?koh/g、29mg?koh/g或30mg?koh/g,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
33、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟s3中,所述第四溫度為110-120℃,例如可以是110°c、111°c、112°c、113°c、114°c、115°c、116°c、117°c、118°c、119°c?或?120°c,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
34、在一些可選的實例中,所述第三溫度為180-200℃,例如可以是180°c、182°c、184°c、186°c、188°c、190°c、192°c、194°c、196°c、198°c或200°c,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
35、在一些可選的實例中,所述真空的真空度為0.09-0.095mpa,例如可以是0.09mpa、0.091mpa、0.092?mpa、0.093mpa、0.094mpa或0.095mpa,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
36、在一些可選的實例中,所述第三溫度的反應(yīng)時間為2-3h,例如可以是2.0h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h、2.5h、2.6h、2.7h、2.8h、2.9h或3.0h,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
37、在一些可選的實例中,所述第二理論設(shè)計值為10-20?mg?koh/g,例如可以是10mgkoh/g、11mg?koh/g、12mg?koh/g、13mg?koh/g、14mg?koh/g、15mg?koh/g、16mg?koh/g、17mgkoh/g、18mg?koh/g、19mg?koh/g或20mg?koh/g,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
38、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟s4中,所述第二理論設(shè)計值為10-20?mgkoh/g,例如可以是10mg?koh/g、11mg?koh/g、12mg?koh/g、13mg?koh/g、14mg?koh/g、15mgkoh/g、16mg?koh/g、17mg?koh/g、18mg?koh/g、19mg?koh/g或20mg?koh/g,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
39、所述第五溫度為100-110℃,例如可以是100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃或110℃,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
40、在一些可選的實例中,所述第二攪拌速度為200-300rpm,例如可以是200rpm、210rpm、220rpm、230rpm、240rpm、250rpm、260rpm、270rpm、280rpm、290rpm或300rpm,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
41、在一些可選的實例中,所述攪拌的時間為1-2h,例如可以是1.0h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2.0h,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
42、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟s5中,所述第二溫度為80-90℃,例如可以是80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
43、在一些可選的實例中,所述第三攪拌速度為250-350rpm,例如可以是250rpm、260rpm、270rpm、280rpm、290rpm、300rpm、310rpm、320rpm、330rpm、340rpm或350rpm,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
44、在一些可選的實例中,所述攪拌的時間為30-60min,例如可以是30min、33min、36min、39min、42min、45min、48min、51min、54min、57min或60min,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
45、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案,所述膠粘劑用聚酯多元醇包括如下質(zhì)量百分比的各組分:
46、芳香族二元酸的比例為25~30%、改性脂肪族二元酸的比例為10~20%、葵二酸的比例為10-15%、直鏈二元醇的比例為10~20%、含側(cè)基二元醇的比例為10~20%、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段聚合物的比例為5~10%、檸檬酸的比例為1~2%、環(huán)氧化大豆油的比例為1~3%。其中芳香族二元酸的比例可以是25.0%、25.5%、26.0%、26.5%、27.0%、27.5%、28.0%、28.5%、29.0%、29.5%或30.0%,改性脂肪族二元酸的比例可以是10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%,葵二酸的比例可以是10.0%、10.5%、11.0%、11.5%、12.0%、12.5%、13.0%、13.5%、14.0%、14.5%或15.0%,直鏈二元醇的比例可以是10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%,含側(cè)基二元醇的比例可以是10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段聚合物的比例可以是5.0%、5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%、8.0%、8.5%、9.0%、9.5%或10.0%,檸檬酸的比例可以是1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%或2.0%,環(huán)氧化大豆油的比例可以是1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%或3.0%,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
47、芳香族二元酸中的苯環(huán)具有高度的剛性和穩(wěn)定性,能夠形成較強的分子間相互作用。在縮聚反應(yīng)中,苯環(huán)結(jié)構(gòu)提高了聚酯材料的熱分解溫度,增強了其抗熱氧化的能力。這種剛性骨架不僅提供了耐熱性,還提升了材料的抗蠕變性能,尤其在高溫環(huán)境下能夠減少材料變形。此外,苯環(huán)的共軛結(jié)構(gòu)具有較強的抗紫外線能力,能夠防止材料在長期光照下發(fā)生光降解。這種苯環(huán)的加入還進一步增加了材料的抗化學(xué)腐蝕性,尤其是在酸、堿等極端環(huán)境中材料的化學(xué)惰性更為顯著。芳香族二元酸的高剛性結(jié)構(gòu)與柔性二元醇或改性脂肪族二元酸相結(jié)合,有助于在材料內(nèi)部構(gòu)建分子骨架,剛性與柔性鏈段的結(jié)合使得材料既能在高溫條件下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,同時具備一定的韌性,從而避免了在熱環(huán)境下的脆化。
48、改性脂肪族二元酸中的c-c鍵比較靈活,能夠在聚酯鏈段中引入柔性,使材料表現(xiàn)出良好的延展性和斷裂伸長率。在分子水平上,改性脂肪族二元酸的長鏈結(jié)構(gòu)可以有效地分散應(yīng)力,從而提高材料的韌性,減少脆性斷裂。此外,改性脂肪族二元酸的疏水性能夠減少水分子進入材料內(nèi)部,從而增強材料的抗水解性能,特別適用于食品軟包裝中的潮濕環(huán)境。改性脂肪族二元酸的柔性與芳香族二元酸的剛性形成互補。通過這種組合,材料既具備足夠的機械強度和耐熱性,又保留了良好的柔性和拉伸性能,確保在食品包裝膠粘劑的高溫蒸煮應(yīng)用中保持穩(wěn)定性能。
49、直鏈二元醇中的醇基能夠與二元酸發(fā)生酯化反應(yīng)形成酯鍵,在縮聚反應(yīng)中,這些直鏈二元醇的長鏈結(jié)構(gòu)使得聚酯分子鏈更為柔軟,提高了材料的斷裂伸長率,賦予材料較高的柔性。例如,1,4-丁二醇由于其具有較長的碳鏈,使得材料在受力時能夠有效吸收能量,表現(xiàn)出優(yōu)良的抗沖擊性能。同時,乙二醇和二甘醇由于其較短的鏈長,通常用于調(diào)節(jié)材料的分子量,從而優(yōu)化材料的硬度和粘度,直鏈二元醇與二元酸的反應(yīng)形成柔性聚酯鏈段,與其他剛性材料相結(jié)合,進一步優(yōu)化了材料的綜合機械性能。通過調(diào)節(jié)二元醇的種類和比例,可以定制化地控制材料的粘度和硬度,從而確保材料既具備良好的操作性,又具備高性能表現(xiàn)。
50、含側(cè)基的二元醇通過其支鏈結(jié)構(gòu),使得材料的分子鏈具有較大的自由度,減少分子鏈間的相互纏繞,提高了材料的柔性和韌性。例如,新戊二醇的對稱性和支鏈結(jié)構(gòu)可以阻止聚酯分子鏈的過度結(jié)晶,從而提高材料的耐熱性和熱穩(wěn)定性。此外,含有支鏈的醇類可以通過空間位阻效應(yīng),降低材料在紫外線照射下的降解速度,延長材料的使用壽命。含側(cè)基二元醇與改性脂肪族二元酸和芳香族二元酸的組合能夠有效提升材料的機械性能和耐候性,同時確保材料在長期光照和溫度變化中保持穩(wěn)定。
51、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物是一種熱塑性彈性體,具有橡膠狀的柔性性能。苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯硬段提供了優(yōu)異的機械強度,而乙烯-丁烯軟段則賦予材料高度的柔韌性和彈性。在聚酯體系中,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物能夠與聚酯基體形成物理纏結(jié),從而改善材料的柔性和耐沖擊性能。同時,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的橡膠特性可以提高材料的耐油性,防止材料在接觸油脂等食品成分時失去粘合力。苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物與直鏈二元醇、改性脂肪族二元酸的組合,可以形成具有高彈性和柔韌性的材料,進一步優(yōu)化材料的抗疲勞性能。在高溫蒸煮環(huán)境下,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的橡膠彈性能夠確保材料在長時間使用后保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)性能。
52、葵二酸是一種含有10個碳原子的長鏈脂肪族二元酸,由于其碳鏈較長,聚酯體系中引入葵二酸后能增加分子間的柔性,這種長鏈結(jié)構(gòu)能夠提供較大的分子自由度,從而使聚酯在外部應(yīng)力作用下能夠更好地吸收能量,減少斷裂的風險。柔性鏈段也賦予材料良好的耐沖擊性和延展性,尤其在高溫蒸煮的環(huán)境中,這種長鏈能夠防止聚酯在熱應(yīng)力下過早失去力學(xué)性能。另外,葵二酸的長碳鏈結(jié)構(gòu)具備優(yōu)異的疏水性,可以有效減少水分在聚酯鏈中的擴散,降低水解反應(yīng)的發(fā)生。通過這種疏水效應(yīng),葵二酸能夠幫助提高材料的耐水性能,延長其使用壽命。且葵二酸與芳香族二元酸的剛性結(jié)合,使得材料在具有較高強度的同時不易因為過度剛性而導(dǎo)致脆性斷裂,葵二酸的疏水性與環(huán)氧化大豆油相結(jié)合,能夠進一步提高聚酯體系的耐濕性能、減少吸濕和水解,這種協(xié)同作用在食品包裝等需要耐水、耐熱環(huán)境的應(yīng)用中尤為重要。
53、檸檬酸作為一種三羧酸,能夠在聚酯體系中提供更多的交聯(lián)點,其三羧基結(jié)構(gòu)與直鏈二元醇或改性脂肪族二元酸發(fā)生酯化反應(yīng)形成交聯(lián)點,這種交聯(lián)點可以使聚酯鏈間形成緊密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增加材料的交聯(lián)密度,進而提升材料的機械強度、耐水性和耐化學(xué)腐蝕性。這種高交聯(lián)度結(jié)構(gòu)還可以減少材料的自由體積,降低水分或氣體的滲透率,對于食品包裝材料來說意味著更好的耐水解和耐老化性能。在蒸煮條件下這種密集的交聯(lián)結(jié)構(gòu)也有助于提高材料的耐高溫性能,使其在高溫環(huán)境下保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。檸檬酸與環(huán)氧化大豆油的環(huán)氧基團發(fā)生反應(yīng),進一步增強了交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的致密性,環(huán)氧化大豆油的環(huán)氧基團可以通過開環(huán)與檸檬酸的羧基反應(yīng),從而形成更多的交聯(lián)點。這種協(xié)同作用不僅增加了交聯(lián)密度,還能減少未反應(yīng)的游離羧基,從而降低水解敏感性并進一步提升耐高溫和耐濕性能。檸檬酸的多羧基結(jié)構(gòu)還能與葵二酸的長鏈柔性段協(xié)同作用,既保證了材料的強度又保持了柔韌性,從而平衡了耐熱和柔性需求。
54、環(huán)氧化大豆油是一種具有活性的環(huán)氧化物含有多個環(huán)氧基團,環(huán)氧基團能夠在聚酯體系中與羧基發(fā)生開環(huán)反應(yīng),形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)提升材料的柔韌性,還能通過增加交聯(lián)點來提升聚酯體系的強度。環(huán)氧化大豆油通過其增塑作用,可以減少聚合物鏈間的相互作用力,增強材料的延展性和柔韌性。環(huán)氧化大豆油在蒸煮條件下也表現(xiàn)出優(yōu)異的抗老化和抗氧化性能。環(huán)氧基團能夠捕捉體系中的自由基,減少聚合物降解反應(yīng)的發(fā)生,延緩材料的老化過程。同時環(huán)氧化大豆油屬于可再生資源,具有良好的環(huán)保性,符合食品包裝材料的環(huán)保要求。
55、葵二酸作為長鏈脂肪族二元酸提供了材料的柔性和延展性,而檸檬酸則通過其多羧基結(jié)構(gòu)提供了交聯(lián)點,增強了材料的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。環(huán)氧化大豆油的加入進一步提高了材料的粘性和耐熱性,通過其環(huán)氧基團與其他組分形成額外的交聯(lián)點,進一步增強了材料的整體性能。在耐高溫蒸煮的膠粘劑中,環(huán)氧化大豆油、檸檬酸和葵二酸的協(xié)同作用使得材料能夠在高溫環(huán)境下保持其粘性和結(jié)構(gòu)完整性??岬拈L鏈結(jié)構(gòu)增強了材料的柔韌性,使得其在承受外力時不易斷裂;檸檬酸的多點交聯(lián)結(jié)構(gòu)提供了材料的耐水性和熱穩(wěn)定性;環(huán)氧化大豆油通過交聯(lián)反應(yīng)進一步提升了材料的耐熱性和抗氧化能力,確保其在高溫條件下的穩(wěn)定性和長效性。
56、第二方面,本發(fā)明提供了一種采用第一方面所述制備方法得到的膠粘劑用聚酯多元醇。
57、第三方面,本發(fā)明提供了一種用于食品包裝的膠粘劑用聚酯多元醇。
58、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
59、(1)通過使用芳香族二元酸和環(huán)氧化大豆油等材料,本方案有效增強了膠粘劑的耐熱性。芳香族二元酸提供了優(yōu)異的耐熱性能,使得材料在持續(xù)高溫環(huán)境下仍然保持穩(wěn)定。芳香族二元酸含有苯環(huán)結(jié)構(gòu),苯環(huán)具有較高的熱穩(wěn)定性,使聚酯分子鏈在高溫下更加穩(wěn)定,在高溫蒸煮條件下,膠粘劑能夠保持其粘接強度,防止結(jié)構(gòu)失效,同時苯環(huán)的共軛體系能夠有效分散熱能,避免分子鏈發(fā)生斷裂,賦予聚酯更高的熱分解溫度,使得膠粘劑在蒸煮條件下保持其粘接強度;
60、(2)本配方通過含側(cè)基二元醇和環(huán)氧化大豆油的改性,顯著提高了膠粘劑與基材之間的粘接強度。環(huán)氧化大豆油中的環(huán)氧基團能夠與聚酯鏈發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),提高了膠粘劑的粘性,同時含側(cè)基的二元醇增加了分子鏈的支撐性,改善了粘結(jié)界面的強度;環(huán)氧化大豆油中的環(huán)氧基團能夠與聚酯體系中的羧基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),形成較強的化學(xué)鍵。這種交聯(lián)結(jié)構(gòu)提高了膠粘劑的內(nèi)部粘合力,從而增強了膠粘劑與基材的粘接強度。含側(cè)基二元醇的引入增加了聚酯鏈的分子支撐力,防止粘接界面發(fā)生剪切破壞;
61、(3)改性脂肪族二元酸和癸二酸的長鏈結(jié)構(gòu)具有疏水性,使聚酯體系對水分的吸收減少,癸二酸的柔性長鏈結(jié)構(gòu)能夠提高材料的柔韌性,從而減少水分對分子鏈的侵蝕,降低水解的發(fā)生幾率。脂肪族結(jié)構(gòu)中的長碳鏈能夠有效屏蔽水分子,阻礙其與聚酯鏈的反應(yīng),從而提升耐水解性能。