儿童袜厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
儿童袜厂家
热门搜索:
技术资讯
当前位置:首页 > 技术资讯

水性聚氨酯胶粘剂及其在包装领域的应用五金锁具手压泵小灵通斗牛机车载CDFrc

发布时间:2023-12-07 19:39:31 阅读: 来源:儿童袜厂家

水性聚氨酯胶粘剂及其在包装领域的应用

聚氨酯胶粘剂具染料要以科技创新为核心驱动有粘接强度、剥离强度高,耐冲击性、耐超低温、耐油性、耐磨性好等优点,其应用越来越广泛。但目前使用较多的的仍是溶剂型聚氨酯胶粘剂,随着人们对环境越来越关注,降低挥发性有机化合物(VOC)的呼声越来越高,水性聚氨酯胶粘剂代替溶剂型聚氨酯胶粘剂是一个必然趋势。水性聚氨酯是由西德人hlack于1943年首次制备出来;1967年聚氨酯乳液首次实现工业化并在美国市场问世;1972年Ba yer公司率先将水性聚氨酯用作皮革涂饰剂,使其开始成为重要商品。近年来,有关水性聚氨酯的专利和论文层出不穷,水性聚氨酯的新品种不断出现,性能不断提高,已广泛应用于涂料、制革、印刷工业等领域,同时在包装领域也开始应用,并被誉为21世纪的万能胶,其重要性显而易见。笔者对合成水性聚氨酯乳液的原料及其用量对乳液性能的影响以及水性聚氨酯胶粘剂的一些研究进展进行了综述,以期对从事水性聚氨酯合成的工作者在配方设计上提供一些思路和启发。

1、原料

2、水性聚氨酯胶粘剂的研究进展

一些研究工作者按一定比例加入聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合物,得到了性能较理想的聚氨酯预聚体。有资料报道当聚酯/聚醚为35/65时,样品的拉伸强度、断裂强度、伸长率和硬度均较高。异氰酸酯和醇羟基的当量比对自乳化水性聚氨酯的分散性能、膜的硬度、伸长率、回弹性以及永久变形性都有极大的影响。当nNCO(总)/nOH(总)趋于1时,形成预聚物的分子量大,容易导致初期粘度偏大,分散困难;当nNCO(总)/nOH(总)偏大时,预聚物的粘度小,有利于分散,但乳化时剩余的NCO与弱碱性胺类物质作用生成过多的脲结构而出现胶粒甚至凝胶。郑玉等试验得出nNCO(总)/nOH(总)控制在1.2~1.8之间可以得到稳定的乳液。在此区间内,nNCO(总)/nOH(总)值越大,胶膜越硬;nNCO(总)/nOH(总)值越小,胶膜越柔软。Frisch用端羟基聚丁二烯、异佛尔酮二异氰酸酯(NCO/OH=1.8∶1)和二羟甲基丙酸(DMPA/OH=1.8∶1)进行反应,用三乙胺中和并分散于水中,用乙二胺扩链,制得的分散液粘度 50cps,固含量为37.6%,伸长强度为1920PSI,伸长率为130%。另外有多篇文献报道最佳nNCO(总)/nOH(总)为1.2。

李延科等研究了R值(即nNCO(初)/nOH(初))对乳液性能的影响,结果表明:膜的拉伸强度随R值增大而增大,断裂伸长率和吸水率随R值增大而减小,膜的热稳定性随R值的增大先增大后减小;综合研究结果,当R=3.5时,膜的性能最好。孙国庆等通过实验发现引入小分子量的1,4 丁二醇有利于游离TDI含量的降低;nNCO(总)/nOH(总)为1.8,反应温度为60~80℃,有机锡类催化剂用量在0.1%~0.2%时,只需反应1.5h就可以使产品游离TDI质量分数小于1%。张洪涛等研究过醇类扩链剂对水性聚氨酯性能的影响。对乙二醇、1,4 丁二醇和三羟甲基丙烷比较发现乙二醇和1,4 丁二醇扩链剂用量增大,乳液粒径减小,均一性增强;而三羟甲基丙烷使粒径和分散性增大,稳定性减小;三官能度醇类扩链剂TMP能提高胶膜的耐水性,同时胶膜有较好的拉伸强度和断裂伸长率。

郝广杰等用马来酸酐与聚丙二醚醇(分子量1000)反应生成羧基酯多元醇,再与TDI 80、交联剂、扩链剂等反应,制成含羧基的聚氨酯预聚体,再分散于三乙醇胺的瘦煤水溶液中,即得到水性聚氨酯。并研究了扩链剂的种类和用量对树脂性能的影响,发现氨基扩链剂比羟基扩链剂的力学性能更好,但是乳液的粒径较大;双酚A作扩链剂,不仅可以提高树脂的力学性能,而且可以提高树脂的玻璃化温度,改善树脂皮革态的温度范围,但对乳液粒径影响不大。丁莉等以聚醚PPG 220(分子量=2000)和异佛尔酮(IPDI)为主要原料,以二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体制备了聚氨酯乳液胶粘剂,并着重探讨了DMPA含量及其加料方式对乳液及其胶膜性能的影响。指出只有DMPA含量在3%~8%范围时,乳液才具有较高的稳定性。在保证孙冬泉指出得到稳定乳液的前提下,DMPA含量越高,乳液粘度上升,粒径变小,粒径分布变窄;但膜的力学性能呈上升趋势,如3)装好自动绘图器上笔和纸拉伸强度、拉伸剪切强度均增加,而断裂伸长率下降。但是亲水成分含量太多不利于胶膜的耐水性,故一般在兼顾乳液稳定的前提下,应控制亲水基团的含量。角阀DMPA的加料方式对乳液及其膜性能也有影响。实验结果发现2步法(先将聚醚与二异氰酸酯反应一段时间后,再加入亲水扩链剂DMPA)较一步法(聚醚、二异氰酸酯和亲水扩链剂一次性加入反应釜内)制得的乳液分散性较好,但膜的力学性能不及一步法好。

李文安用丙二酸和一缩二乙二醇反应制得聚酯二元醇,再与TDI和DMPA反应合成水性聚氨酯分散体,进一步制成涂料,并讨论了中和剂对涂膜性能的影响,发现三乙胺做中和剂,交联形成的膜泛白、透明度差,用乙醇胺可以达到较满意的结果。郭琦等以聚醚多元醇、TDI、DMPA、中和剂TEA、以及自制扩链剂DE901制得水性聚氨酯,研究了成盐剂三乙胺的用量对聚氨酯乳液性状的影响,发现当TEA与DMPA的摩尔比小于0.7:1时,得到的乳液稳定性不好,但随着TEA用量的增加,乳液放置数天后的粘度将逐渐增大。所以选择TEA与DMPA的摩尔比为(0.73~0.78)∶1较佳。

3 应 用

复合薄膜软包装能起到屏蔽、可印刷和热封等功能,部分代替玻璃、马口铁、纸等包装材料,已广泛应用于食品、医药、化妆品、办公消费品的包装。国内复合薄膜是20世纪70年代末,80年代初发展起来的一种包装材料,主要用于食品包装领域。而复合薄膜胶粘剂中有90%用的是聚氨酯胶粘剂。相比于溶剂型聚氨酯胶粘剂,水性聚氨酯具有无污染、低成本的优点,在食品包装等领域,水基胶代替溶剂型胶是必然趋势。据报道,欧洲用于食品包装复合薄膜的水基型聚氨酯胶粘剂每年约2.4×106kg,且今后几年将继续增长。但是为了便于涂敷,要求粘度低,相应的聚氨酯相对分子量小,致使初粘性不够,因此研究开发内聚力大的低黏度聚氨酯复合胶粘剂成为了研究的热进口水点。而水性聚氨酯的复合改性就是一种常用而有效的解决方法。日本东邦化学工业公司开发了一种环氧化合物改性离子型水性聚氨酯胶粘剂,其粘接性能大大增强,广泛用于食品包装用复合薄膜的粘接。水性聚氨酯复合改性材料常见的有环氧树脂、聚硅氧烷和丙烯酸乳液。环氧树脂具有粘接力强、强度高和热稳定性好的特点,与水性聚氨酯复合后用于皮革涂饰剂可提高涂饰剂对基体的粘合性、涂饰光阀板亮度、涂层的机械性能、耐热性和耐水性等,也可胶接聚丙烯薄膜,应用于食品包装。有机硅树脂有优良的耐高温、耐水耐候性及透气性,已广泛应用于聚氨酯材料的改性。丙烯酸改性聚氨酯乳液将聚氨酯优良的拉伸强度、抗冲击强度、柔性和耐磨损性好,综合了丙烯酸树脂良好的附着力和较低的成本等优点,被誉为“第3代水性聚氨酯”,在食品和医药等的包装材料的粘接方面极具广阔的发展前景。

4 结 语

我国的水性聚氨酯胶粘剂的研究起步较晚,国内研究尚处于开发起步阶段,应用研究水平不高,生产厂家较少,且品种单一,规模不大,特别在高性能、低VOC含量、多功能的水性聚氨酯胶粘剂的研究方面产品质量与国外还存在很大一段差距,因此必须加强这方面的研究,以便缩短同国外的差距。

作者:谢筱薇,傅和青,黄洪,陈焕钦


试验机
同心度测量
电子伺服液压万能试验机
拉伸试验