[發(fā)明專利]一種塑料薄膜涂布用水性聚氨酯底膠及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210361249.6
• 申請(qǐng)日: 2012-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102925097A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱清梅;胡連芹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海南賽諾實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C09J175/06
• 分類號(hào): C09J175/06;C08G18/66;C08G18/44;C08G18/42;C08G18/12
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于塑料薄膜涂布用水性聚氨酯底膠及其制造方法，屬于新型高分子材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚氨酯由于具有優(yōu)異的彈性、耐磨性、抗沖擊性、拉伸等性能被廣泛應(yīng)用于涂料、膠黏劑以及塑料行業(yè)中。作為膠黏劑，聚氨酯應(yīng)用在薄膜涂布領(lǐng)域時(shí)也起到了很重要的作用。在涂功能性涂料之前，需要涂布一層具有黏合性的底膠，以增強(qiáng)功能性涂料(如改性聚乙烯醇，聚偏二氯乙烯及丙烯酸涂料)在基材上的附著力。而市場(chǎng)上現(xiàn)用的涂布用底膠主要是溶劑型聚氨酯，該種底膠必須使用大量的乙酸乙酯等有機(jī)溶劑進(jìn)行稀釋，這就導(dǎo)致涂布車間充滿了有機(jī)揮發(fā)物，對(duì)操作工身體及環(huán)境都會(huì)造成危害，同時(shí)涂布膜的溶劑殘留也成為客戶主要關(guān)注的指標(biāo)之一，在一定程度上限制了涂布膜的發(fā)展。

隨著當(dāng)今社會(huì)對(duì)人類健康和綠色環(huán)境的重視程度逐漸增加，水性聚氨酯底膠應(yīng)該會(huì)替換溶劑型聚氨酯一躍成為市場(chǎng)的主流，但相反的是，現(xiàn)有的水性聚氨酯，其使用情況并不理想。這是因?yàn)楫?dāng)用于薄膜涂布時(shí)，水性聚氨酯的粘結(jié)力比溶劑型聚氨酯要小很多。如果可以開(kāi)發(fā)出一種涂布用水性聚氨酯，具有優(yōu)秀的粘結(jié)力，經(jīng)過(guò)跟PE或CPP復(fù)合后的剝離強(qiáng)度能夠達(dá)到2N/15mm，就可以解決水性聚氨酯用作涂布底膠時(shí)存在的問(wèn)題，迅速替換溶劑型聚氨酯，作為環(huán)保型底膠占領(lǐng)市場(chǎng)。相應(yīng)地，涂布膜也可進(jìn)一步的擴(kuò)大應(yīng)用市場(chǎng)，得到更好的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)目前用于塑料薄膜涂布的溶劑型聚氨酯底膠存在上述缺點(diǎn)而提供了一種新型水性聚氨酯底膠，涂布這種底膠再涂布功能性涂料，比現(xiàn)有的常規(guī)水性聚氨酯底膠的粘結(jié)力(可達(dá)2N/15mm)更強(qiáng)，且外觀更好，不含溶劑殘留，環(huán)保安全，涂料附著力強(qiáng)，非常適合用于涂布薄膜領(lǐng)域。

本發(fā)明提供一種塑料薄膜涂布用水性聚氨酯底膠，所述水性聚氨酯底膠的固含量為39.2-43.5％，由含有下述重量含量的原料配比制成：二異氰酸酯8-10％，聚酯多元醇12-16％，羥基羧酸化合物1-2.7％，N-甲基吡咯烷酮2.3-4.2％，防腐劑0.05-0.19％，擴(kuò)鏈劑0.1-1.25％，中和劑1-3.13％，去離子水73.9-80.7％。

所述的二異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯的一種或任意組合；

所述的聚酯多元醇為聚己內(nèi)酯二元醇、聚碳酸酯二醇的一種或任意組合；

所述的羥基羧酸化合物為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、1，4-丁二醇-2-磺酸鈉的一種或任意組合；

所述的防腐劑為1，2-苯異噻唑-3-酮；

所述的擴(kuò)鏈劑為肼、乙二胺、二乙烯三胺的一種或任意組合；

所述的中和劑為氨水或三乙胺。

本發(fā)明還提供一種上述塑料薄膜涂布用水性聚氨酯底膠的制造方法，其方法包括以下步驟：

1、向反應(yīng)容器中加入12-16％聚酯多元醇以及1-2.7％羥基羧酸化合物，通入N₂保護(hù)，攪拌升溫至70-80℃，加入8-10％二異氰酸酯反應(yīng)1-3小時(shí)，制得預(yù)聚體A。

2、將0.1-1.25％擴(kuò)鏈劑及1-3.13％中和劑溶于73.9-80.7％水中，形成混合溶液B。

3、將混合溶液B緩緩加入預(yù)聚體A中，并添加2.3-4.2％的N-甲基吡咯烷酮，用來(lái)調(diào)整乳液粘度，使其達(dá)到12-20s。其中，N-甲基吡咯烷酮的加入量必須小于預(yù)聚體A及混合溶液B總質(zhì)量的5％。常溫下調(diào)高轉(zhuǎn)速為2000-3000轉(zhuǎn)/分鐘，升溫至40-60℃，保持1-5小時(shí)。

4、降至常溫，抽真空(-0.08MPa)減壓蒸餾去除有機(jī)溶劑，最后添加0.05-0.19％的防腐劑，攪拌均勻，制得固含量為39.2-43.5％的水性聚氨酯分散液，即本發(fā)明的適用于塑料薄膜涂布的水性聚氨酯底膠。

5、選用19微米的BOPP基材，使用涂布設(shè)備涂布該種底膠，涂布量為0.3-0.4g/m²，涂布速度為150-220米/分鐘，烘干后在此面上涂PVDC，PVOH或丙烯酸三種中的任意一種涂料，再次烘干并固化，進(jìn)行如表1所示的涂層脫落實(shí)驗(yàn)，結(jié)果未出現(xiàn)脫涂層情況。制得的涂布膜與CPP或PE復(fù)合后，對(duì)其進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)度的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，得出數(shù)據(jù)表明使用本發(fā)明的水性聚氨酯底膠粘結(jié)力很好。

結(jié)合表1和表2可知，該種底膠不僅環(huán)保，適用于PVDC，PVOH和丙烯酸這三種涂料，同時(shí)粘結(jié)力為1.5-2.0N/15mm，改善了常規(guī)的水性聚氨酯底膠存在粘結(jié)力很弱的問(wèn)題，非常適合塑料薄膜的涂布工藝中。

表1.常規(guī)型與本發(fā)明提供的底膠涂布三種涂料并固化后的涂層脫落現(xiàn)象①對(duì)比如下