软包装用无溶剂类双组份聚氨酯胶粘剂的合成研究

摘要

无溶剂类双组份聚氨酯胶粘剂是一种非挥发性的绿色聚氨酯胶粘剂,在复合材料尤其是软包装领域有着重要的应用。本文通过合成 MDI聚醚类聚氨酯预聚体,复配聚酯多元醇,并将二者混合固化制备出适用于软包装的无溶剂类双组份聚氨酯胶粘剂。研究内容主要含有如下三部分:
　　1、MDI/PPG2000类预聚体的合成选择二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚丙二醇2000(PPG2000)作为起始原料,在 MDI与 PPG2000摩尔比为3,二月桂酸二丁基锡(T12)做为催化剂,75℃温度条件下反应2 h合成出 MDI/PPG2000类聚氨酯胶粘剂预聚体,合成了粘度为1500 mpa·s,NCO含量为6.10％,存储时间大于120天的聚氨酯预聚体。
　　2、复配聚酯多元醇的合成为提高聚酯多元醇的性能,选择己二酸(AA)、邻苯二甲酸酐(PA)、二乙二醇(DEG)、新戊二醇(NPG)为原料,在甲苯-4-磺酸一水合物作为催化剂,反应时间为5 h,反应温度为200℃的条件下进行酯化反应,可以制备出酸值低于15 mgKOH/g的酯化产物;在缩聚反应温度为230℃,缩聚反应时间为5 h,0.1%的钛酸四丁酯(TPT)作为催化剂,最高真空度为0.09 MPa,醇酸原料比为1.2的条件下进行缩聚反应,合成了酸值低于1 mgKOH/g,羟值为55,2000分子量的复配型聚酯多元醇,此类聚酯多元醇流动性好,透明度高。
　　3、无溶剂类双组份聚氨酯胶粘剂的合成以合成的 MDI-PPG2000类预聚体与聚酯多元醇作为原料,在摩尔比为1.15、固化温度为50℃、固化时间为2 d的条件下制备了无溶剂类双组份聚氨酯胶粘剂。此类胶粘剂对 BOPET/PE复合材料的剥离强度达到2.6 N/mm,吸水率仅为1.5%,耐蒸煮性强,透明度高,胶盘寿命高,非常适合于软包装复合材料的粘结。
　　运用红外光谱、热重分析等检测手段对产品结构性能进行表征。测试结果表明:MDI/PPG2000预聚体中存在氨基甲酸酯,证明 MDI与 PPG2000之间发生了反应;聚酯多元醇内存在大量酯基,证明所合成聚酯的路线方法可行;所合成的聚氨酯胶粘剂剥离强度高,耐蒸煮能力强,耐高温能力强,胶盘寿命长。

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第一章 文献综述

1.1 聚氨酯胶粘剂

1.2 无溶类双组份聚氨酯胶粘剂

1.3 软包装用无溶剂复合技术

1.4 国内外研究现状

1.5 课题的研究背景与主要意义

第二章 聚氨酯预聚体的合成研究

2.1 实验仪器和试剂

2.2 预聚体的合成

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 聚酯多元醇的合成研究

3.1 实验仪器和试剂

3.2 聚酯多元醇的合成

3.3 酯化过程的影响因素

3.4 缩聚过程的影响因素

3.5 本章小结

第四章 双组份聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究

4.1 无溶剂类双组份聚氨酯胶粘剂的制备

4.2 影响胶粘剂剥离强度的主要因素

4.3 产品性能测试

4.4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

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