冷成鋁復(fù)合用粘合劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)粘合劑，特別是涉及一種冷沖壓成型鋁箔復(fù)合用的粘合劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冷成鋁即冷沖壓成鋁包裝膜，是由鋁箔、多種塑料膜和粘合劑(包括粘接性樹脂)組成的復(fù)合軟包裝材料，具有良好的防潮、阻氧、避光，有優(yōu)異的阻隔性，可以有效地避免氣體、光照和其它介質(zhì)對內(nèi)包裝物的破壞。因此，被廣泛應(yīng)用于藥品、食品、保健品、鋰電池等包裝領(lǐng)域。
[0003]由于這種鋁塑復(fù)合膜在使用過程中需要經(jīng)過冷沖壓3?6mm，同時又需要熱封，耐內(nèi)容物，因此對所采用的材料和粘合劑有很高的要求。復(fù)合結(jié)構(gòu)一般為:表面支持強(qiáng)度層//粘合劑//中間鋁箔阻隔層//粘合劑//內(nèi)表面熱封層。表面支持強(qiáng)度層為12 μΡΕΤ、12?25 μ PA等薄膜，中間鋁箔阻隔層為40?60 μ鋁箔，內(nèi)表面熱封層為60?100 μ PVC硬片、50?70 μ NPP或NPE等，粘合劑主要為雙組分聚氨酯粘合劑。冷成鋁復(fù)合用粘合劑不僅要求其對各層復(fù)合材料具有較高的粘接強(qiáng)度，而且需要具有較高的柔韌性、耐深沖性、耐熱性等性能。常規(guī)的軟包裝復(fù)合粘合劑往往存在耐熱性和冷沖壓性達(dá)不到完美統(tǒng)一，或者只能做PET//AL結(jié)構(gòu)的復(fù)合，做不了 PA//AL結(jié)構(gòu)的復(fù)合等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種冷成鋁復(fù)合用粘合劑及其制備方法，可廣泛應(yīng)用于各種規(guī)格的聚酯膜、聚酰胺膜、鋁箔、PVC硬片等結(jié)構(gòu)之間的復(fù)合，同時其耐熱性、柔韌性、耐深沖性、耐內(nèi)容物等性能能夠達(dá)到冷沖壓成型的要求。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種冷成鋁復(fù)合用粘合劑及其制備方法，該粘合劑由主劑和固化劑按20:4的重量比組成，其中:
[0006]所述主劑為含有高分子量聚酯多元醇、雙酚A型環(huán)氧樹脂和硅烷偶聯(lián)劑的乙酸乙酯溶液，該主劑在25°C下旋轉(zhuǎn)粘度為3000?6000mPa.s、固含量為45?55% ；
[0007]所述固化劑為含有異氰酸酯預(yù)聚物的乙酸乙酯溶液，該固化劑在25°C下旋轉(zhuǎn)粘度為1000?3000mPa.s、固含量為70?80%。
[0008]上述粘合劑，主劑中的高分子量聚酯多元醇的相對分子質(zhì)量為12000?18000，酸值小于2mgKOH/g，羥值為4?10mgK0H/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于等于-15°C ；
[0009]所述雙酚A型環(huán)氧樹脂采用環(huán)氧值為0.05?0.4的雙酚A型環(huán)氧樹脂；優(yōu)選的，采用雙酚A型環(huán)氧樹脂E35、E20、E12、E06等中的任一種。
[0010]所述硅烷偶聯(lián)劑選自:3_縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、Ν_(β —氨乙基)-α-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷等中的一種或兩種。
[0011]上述粘合劑中，主劑的高分子量聚酯多元醇是以對苯二甲酸、癸二酸和新戊二醇和乙二醇為原料，加入催化劑和抗氧劑，經(jīng)酯化、縮聚反應(yīng)后制成的高分子量聚酯多元醇。
[0012]上述粘合劑中，高分子量聚酯多元醇的各原料用量按重量比為:對苯二甲酸20?31、癸二酸30?49、新戊二醇11?21、乙二醇12?20、催化劑0.002?0.006、抗氧劑
0.004 ?0.012 ；
[0013]所述催化劑選自:辛酸亞錫、三氧化二銻、二月桂酸二丁基錫、醋酸銻或鈦酸四正丁酯中的一種；
[0014]所述抗氧化劑選自:四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亞磷酸三苯酯、β _(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一種；
[0015]所述經(jīng)酯化、縮聚反應(yīng)后制成的高分子量聚酯多元醇的步驟為:
[0016]酯化反應(yīng):將對苯二甲酸、癸二酸、新戊二醇、乙二醇、催化劑和抗氧劑加入到聚酯合成釜中，升溫至210?230°C，反應(yīng)6?10小時，完成酯化反應(yīng)，出水量占原料總重量的12?14%，酯化產(chǎn)物的酸值彡15mgKOH/g ；
[0017]縮聚反應(yīng):所述酯化反應(yīng)完成后，對所述聚酯合成釜內(nèi)抽真空，按-0.02MPa、_0.04MPa,-0.06MPa、-0.08MPa依次各預(yù)抽40分鐘，聚酯合成釜的釜溫控制為245?255°C，之后進(jìn)行長抽真空操作，真空度達(dá)到-0.1MPa,長抽時間為6?8小時，長抽真空后所述聚酯合成釜的餾出醇占原料總重量的4?10%，出料得到羥值為4?10mgK0H/g，酸值彡2mgK0H/g，相對分子質(zhì)量為12000?18000的最終產(chǎn)物即為高分子量聚酯多元醇。
[0018]上述粘合劑的主劑中，各組分用量按重量比為:高分子量聚酯多元醇80?95、雙酚A型環(huán)氧樹脂5?20、硅烷偶聯(lián)劑0.5?2和乙酸乙酯110?222。
[0019]上述粘合劑主劑采用以下方式制備:
[0020]在反應(yīng)釜中加入高分子量聚酯多元醇、雙酚A型環(huán)氧樹脂和乙酸乙酯，升溫至80?90°C攪拌3?4小時，混合均勻后降溫至50°C，加入硅烷偶聯(lián)劑攪拌均勻，即得到主劑。
[0021]上述粘合劑，固化劑中各組分用量按重量比為:異氰酸酯40?68、低分子多元醇8?18和乙酸乙酯20?30 ;
[0022]該固化劑是將異氰酸酯和乙酸乙酯混合后于40°C攪拌均勻，然后加入低分子多元醇，升溫至70?80°C反應(yīng)3?4小時，降至室溫后制得。
[0023]上述粘合劑的固化劑中，異氰酸酯選自:對苯二亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的任一種；
[0024]所述低分子多元醇選自:三羥甲基丙烷、蓖麻油、一縮二乙二醇、1，3-丙二醇中的任一種。
[0025]本發(fā)明還提供一種冷成鋁復(fù)合用粘合劑的制備方法，用于制備本發(fā)明所述的粘合劑，包括以下步驟:
[0026]制備主劑:在反應(yīng)釜中按重量比例加入高分子量聚酯多元醇、雙酚A型環(huán)氧樹脂和乙酸乙酯，升溫至80?90°C攪拌3?4小時，混合均勻后降溫至50°C，按比例加入硅烷偶聯(lián)劑攪拌均勻，制成固含量為45?55%、25°C下旋轉(zhuǎn)粘度為3000?6000mPa.s的乙酸乙酯溶液即為主劑；
[0027]制備固化劑:將異氰酸酯和乙酸乙酯，于40°C溫度下攪拌均勻，然后加入低分子多元醇，升溫至70?80°C反應(yīng)3?4小時，降至室溫，制成固含量為70?80%、25°C下旋轉(zhuǎn)粘度為1000?3000mPa.s的乙酸乙酯溶液即為固化劑；
[0028]所述主劑與固化劑按20:4的重量比混合即為冷成鋁復(fù)合用粘合劑。
[0029]本發(fā)明的有益效果為:由含有高分子量聚酯多元醇的乙酸乙酯溶液作主劑，與含有異氰酸酯預(yù)聚物的乙酸乙酯溶液作固化劑，形成一種雙組分反應(yīng)型聚酯粘合劑，該粘合劑固化后的膠膜具有很好的柔韌性和足夠高的基材粘接強(qiáng)度，可滿足冷沖壓的要求，同時主劑中加入雙酸A型環(huán)氧樹脂提尚粘合劑的耐熱性，主劑中加入娃燒偶聯(lián)劑提尚對銷笛的附著力。該粘合劑用于藥品用冷沖壓成型鋁包裝復(fù)合材料PET//AL//PVC、PA//AL//PVC等結(jié)構(gòu)的復(fù)合，冷沖壓和熱封后外觀良好，各復(fù)合層間不分層，其剝離強(qiáng)度、耐熱性、冷沖壓成型性等各方面性能均能夠滿足產(chǎn)品要求。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例提供一種冷成鋁復(fù)合用粘合劑，該粘合劑由主劑和固化劑按20:4的重量比組成；
[0032]其中，主劑為含有高分子量聚酯多元醇、雙酚A型環(huán)氧樹脂、硅烷偶聯(lián)劑的乙酸乙酯溶液，主劑25°C下旋轉(zhuǎn)粘度為3000?6000mPa.s、固含量為45?55% ；
[0033]固化劑為含有異氰酸酯預(yù)聚物的乙酸乙酯溶液，固化劑25°C下旋轉(zhuǎn)粘度為1000 ?3000mPa.s、固含量為 70 ?80%。
[0034]上述主劑中的高分子量聚酯多元醇相對分子質(zhì)量為12000?18000，酸值小于2mgKOH/g，羥值為4?10mgK0H/g，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度小于等于-15°C ;該高分子量聚酯多元醇是以對苯二甲酸、癸二酸和新戊二醇和乙二醇為原料，加入催化劑和抗氧劑，各組份經(jīng)酯化、縮聚反應(yīng)后制成的高分子量聚酯多元醇。
[0035]其中，催化劑選自辛酸亞錫、三氧化二銻、二月桂酸二丁基錫、醋酸銻或鈦酸四正丁酯中的一種；
[0036]抗氧化劑選自四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亞磷酸三苯酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一種。
[0037]該高分子量聚酯多元醇的制備步驟具體為:
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