[發明專利]一種水性聚氨酯替塑膠及其制備方法

在審

• 申請號: 202110551126.8
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113185663A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 趙建國
• 申請（專利權）人: 東莞市冠力膠業有限公司
• 主分類號: C08G18/12
• 分類號: C08G18/12;C08G18/42;C08G18/66;C08G18/32;C08G18/34;C09J175/06
• 代理公司: 廣東莞信律師事務所 44332
• 代理人: 李錦華

本發明涉及紙塑加工技術領域，具體涉及一種水性聚氨酯替塑膠及其制備方法，本發明從多元醇出發進行改進，在聚醚多元醇和聚酯多元醇之間選擇了聚酯多元醇。雖然聚醚多元醇合成的聚氨酯具有更好的柔韌性和抗水解性，但是聚酯多元醇合成的聚氨酯內聚能更強，在抗回粘性上表現更為優秀，并且本發明也并未采用單一的異氰酸酯或多元醇，進一步提高聚氨酯軟硬段的無序性，從而提高涂層的柔韌性和抗回粘性。在異氰酸酯的選擇上本發明選用了非對稱結構的異佛爾酮二異氰酸酯和具有對稱結構的六亞甲基二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯可以提高涂層的強度和耐水性，六亞甲基二異氰酸酯可以提高涂層的附著性和柔韌性，二者搭配使用使涂層具有更好的綜合性能。

技術領域

本發明涉及紙塑加工技術領域，具體涉及一種水性聚氨酯替塑膠及其制備方法。

背景技術

傳統紙張采用紙塑覆膜材料，通過輥涂裝置將粘合劑涂布在塑料薄膜上，經熱壓滾筒加熱，使薄膜軟化，然后使涂布了底料的印刷品和薄膜相壓合，形成紙塑合一的覆膜產品。但其在生產過程中會發生皺折、起泡、成品卷曲現象，還易造成白色污染和循環打漿困難等問題。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種高水性聚氨酯替塑膠及其制備方法，采用水性涂料替代傳統膠水覆膜技術。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種水性聚氨酯替塑膠的制備方法，包括如下步驟：

(1)聚酯多元醇的合成：稱取反應單體、第一催化劑和二甲苯，所述反應單體按摩爾份數包括己二酸6.7-8.5份、1,4-環己烷二甲酸11.2-12.8份、2,2-二甲基-1,3-丙二醇5.8-6.4份、1,4-丁二醇9.0-9.6份和三羥甲基丙烷0.5-0.7份，在反應釜中加入反應單體進行混合并升溫至100-120℃，然后加入第一催化劑和二甲苯，升溫至180-220℃，保溫反應3-7h，降溫至140-150℃并進行抽真空，酸值低于1mgKOH/g后停止加熱，即得到所述聚酯多元醇；

(2)聚氨酯的合成：按重量百分比稱取異佛爾酮二異氰酸酯10-13％、六亞甲基二異氰酸酯15-17％、步驟(1)制得的聚酯多元醇15-25％、聚己內酯二醇5-10％、親水擴鏈劑2-4％、三羥甲基丙烷1-3％、第二催化劑0.01-0.1％、消泡劑0.1-0.3％和水余量，在反應釜中加入異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、聚酯多元醇和第二催化劑，升溫至80-90℃并反應2-3h，然后加入親水擴鏈劑、三羥甲基丙烷后，在50-60℃反應2-4h，降至常溫后，加入消泡劑和水并進行攪拌混合后，即得到所述水性聚氨酯替塑膠。

聚氨酯是由作為硬段的異氰酸酯和作為軟段的多元醇交替連接的嵌段共聚物，因此硬段和軟段的熱力學不相容會產生微相分離，不同程度的微相分離產生的機械性能跨度極大，因此造就了聚氨酯的多種用途。本發明的聚氨酯替塑膠作為紙上的膠膜，其需要具有較好的硬度、柔韌性、附著性、抗回粘性以及耐水性，但水性聚氨酯往往需要加入親水性單體，因此耐水解性較差，如何改善水性聚氨酯的耐水性并且使其具有較好的綜合性能是本發明的重點解決的技術問題。

本發明從多元醇出發進行改進，在聚醚多元醇和聚酯多元醇之間選擇了聚酯多元醇。雖然聚醚多元醇合成的聚氨酯具有更好的柔韌性和抗水解性，但是聚酯多元醇合成的聚氨酯內聚能更強，在抗回粘性上表現更為優秀。