一種耐水性瓦楞紙板用膠粘劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于膠粘劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐水性瓦楞紙板用膠粘劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著包裝行業(yè)的發(fā)展，膠粘劑的消費量保持著較高的水平，全球包裝工業(yè)用膠量約占膠粘劑總用量的35%，包裝行業(yè)成為膠粘劑應用的最大行業(yè)，目前包裝行業(yè)使用的膠粘劑，大部分均為雙組份聚氨酯膠粘劑，使用時需要進行現(xiàn)場調(diào)配，會給生產(chǎn)工序帶來不便，影響生產(chǎn)效率；而單組份聚氨酯膠粘劑則都是溶劑型膠粘劑，生產(chǎn)過程中會有大量揮發(fā)物產(chǎn)生，生產(chǎn)使用不夠環(huán)保；而用于包裝領(lǐng)域的水性聚氨酯膠粘劑，隨著包裝設備自動化程度和運轉(zhuǎn)速度的不斷提升，膠粘劑本身的固化速度已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有生產(chǎn)線的工藝要求；當前用于包裝材料的水性聚氨酯膠粘劑由于對被粘接基材表面的潤濕性不佳，導致粘結(jié)力不高，同樣也限制了其在耐水性瓦楞紙板用粘合劑方面的應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種固化速度快、無揮發(fā)物、粘結(jié)性強的單組份水性聚氨酯膠粘劑及其制備方法。
[0004]本發(fā)明采取的技術(shù)方案:一種耐水性瓦楞紙板用膠粘劑，其組成原料的質(zhì)量比為:聚酯多元醇:乳化劑:二異氰酸酯:錫類催化劑:二元醇:丙酮:磺酸鹽:去離子水:2，2—二嗎琳二乙基醚=100:7.5 ?8.5:65 ?72:0.3 ?0.5:21 ?23:100 ?160:2.0 ?3.5:200 ?260:0.25 ?0.5。
[0005]所述聚酯多元醇的分子量控制在1000 — 3500。
[0006]所述乳化劑包括二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、十二烷基磺酸鈉、二辛基丁二酸磺酸鈉中的至少一種。
[0007]所述二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯(TDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)、4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)中的至少一種。
[0008]所述錫類催化劑為二月桂酸二丁基錫。
[0009]所述二元醇包括乙二醇、丙二醇、一縮二乙二醇、I，4- 丁二醇、對苯二甲酸中的至少一種。
[0010]所述磺酸鹽包括二烷基苯磺酸鈉、烷基芳基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、丁基萘磺酸鈉、二丁基萘磺酸鈉中的至少一種。
[0011]一種耐水性瓦楞紙板用膠粘劑的制備方法，包括以下步驟:
(1)反應釜加熱至50-80°C，抽真空至負壓0.05-0.18Pa，將聚酯多元醇用水溶解成濃度45%_60%的溶液，并抽入反應釜中；
(2)打開進料口，使釜內(nèi)成常壓，加入乳化劑，反應時間10-20min；
(3)升高反應釜溫度至80-95?，依次滴加二異氰酸酯和錫類催化劑，二異氰酸酯滴加時間控制在5-15分鐘內(nèi)，錫類催化劑滴加時間控制在15-25分鐘內(nèi)，電機轉(zhuǎn)速控制在50-120轉(zhuǎn)/分鐘，反應3-5.5小時；
(4)降低反應釜溫度至60°C，加入二元醇，反應1-2小時；
(5)加入丙酮，反應30分鐘后加入磺酸鹽，控制反應釜溫度在50-60°C，保溫反應30-40min ；
(6)逐步向反應釜中加去離子水(每分鐘加水量不超過12g)，控制反應釜內(nèi)溫度在40-55°C，轉(zhuǎn)速調(diào)整至300-400轉(zhuǎn)/分鐘，反應1-2小時；
(7)升高反應釜溫度至65-85°C，抽真空至丙酮全部抽完；
(8)降低反應釜溫度至常溫，根據(jù)固化速率要求加入2，2—二嗎琳二乙基醚，攪拌均勻后過濾放料，得到最終水性聚氨酯膠粘劑。
[0012]本發(fā)明采用自乳化法，利用聚酯多元醇、乳化劑、二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫、二元醇為主要原料合成專門用于耐水型瓦楞紙板膠接的單組份水性聚氨酯膠粘劑，其中二元醇的加入不僅起到擴鏈劑的作用而且可以改善膠粘劑的耐水性；反應中還通過控制乳化劑的量來提高初粘力和初始粘合強度，并且加入催化劑2，2—二嗎琳二乙基醚(DM-DEE)可以顯著提高膠粘劑的固化速度和穩(wěn)定性；后期反應中加入丙酮作為助溶劑，即方便傳熱同時有利于降低反應物粘度，而且步驟(7)中將丙酮抽去，使得膠粘劑在使用時不會有揮發(fā)物質(zhì)產(chǎn)生，對被粘材料適應性強，在室溫條件下即可固化且不需要使用其它交聯(lián)劑，施工方便，能夠較廣泛的用于瓦楞紙板的膠合及二次加工。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0014]實施例1:
(I)反應釜加熱至50°C，抽真空至負壓0.05Pa，將聚酯多元醇(分子量為1000)用水溶解成濃度45%的溶液，并抽入反應釜中，由于聚酯多元醇具有一定毒性，且通常密封存儲，所以采用密封負壓加料，保證操作人員的安全性；
(2 )打開進料口，使釜內(nèi)成常壓，加入二羥甲基丙酸進行乳化，反應1min ;
(3)升高反應釜溫度至80°C，依次滴加甲苯二異氰酸酯(TDI)和二月桂酸二丁基錫，甲苯二異氰酸酯(TDI)滴加時間為5分鐘，二月桂酸二丁基錫滴加時間為15分鐘，電機轉(zhuǎn)速控制在50轉(zhuǎn)/分鐘，反應3小時，制備含有親水基的異氰酸酯端基的聚氨酯預聚體；
(4)降低反應釜溫度至60°C，加入乙二醇，反應I小時，加入乙二醇為擴鏈劑，增加分子量;
(5)加入丙酮，丙酮在反應中為助溶劑，方便反應物內(nèi)部傳熱，后期的加入有利于降低膠粘劑的粘度；反應30分鐘后加入二烷基苯磺酸鈉進行中和離子化，即使得膠粘劑具有水溶性，控制反應釜溫度在50 °C，保溫反應30min。
[0015](6)逐步向反應Il中加去離子水(每分鐘加水量不超過12g)，控制反應Il內(nèi)在400C，轉(zhuǎn)速調(diào)整至300轉(zhuǎn)/分鐘，反應I小時，去離子水的加入較普通水來說，所制得的膠粘劑穩(wěn)定性更尚;
(7)升高反應釜溫度至65°C，抽真空至丙酮全部抽完使得膠粘劑在使用時不會有揮發(fā)物質(zhì)產(chǎn)生； (8)降低反應釜溫度至常溫，加入催化劑2，2—二嗎琳二乙基醚可以顯著提高膠粘劑的固化速度和穩(wěn)定性，攪拌均勻后過濾放料，得到最終水性聚氨酯膠粘劑。
[0016]所有原料的質(zhì)量比為:聚酯多元醇:二羥甲基丙酸:甲苯二異氰酸酯(TDI):二月桂酸二丁基錫:乙二醇:丙酮:二烷基苯磺酸鈉:去離子水:2，2—二嗎琳二乙基醚=100:7.5:65:0.3:21: 100:2.0:200:0.25。
[0017]最終得到的水性聚氨酯膠粘劑，粘度(涂-4杯/30°C) 19秒，與溶劑型聚氨酯膠黏劑相比粘接力增加12%，固含量達到52%，固化時間18分鐘。
[0018]實施例2:
(I)反應釜加熱至80°C，抽真空至負壓0.18Pa，將聚酯多元醇(分子量為3500)用水溶解成濃度60%的溶液，并抽入反應釜中，于聚酯多元醇具有一定毒性，且通常密封存儲，所以采用密封負壓加料，保證操作人員的安全性；
(2 )打開進料口，使釜內(nèi)成常壓，加入二羥甲基丁酸進行乳化，反應20min ;
(3)升高反應釜溫度至80°C，依次滴加4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和二月桂酸二丁基錫，4，4- 二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)滴加時間為15分鐘，二月桂酸二丁基錫滴加時間為25分鐘，，電機轉(zhuǎn)速控制在120轉(zhuǎn)/分鐘，反應5.5小時，制備含有親水基的異氰酸酯端基的聚氨酯預聚體；
(4)降低反應釜溫度至6