一种高强度镀铝膜复合粘合剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高强度镀铝膜复合粘合剂及其制备方法，主胶是含二聚酸结构的聚酯多元醇，固化剂是含有二聚酸结构的NCO预聚体，主胶与固化剂配比为5:1～5:1.5。由于在主胶和固化剂中都含有二聚酸的长链结构，偶联剂能增加有机、无机界面的相互渗透性，提高复合强度。当长链结构的主胶与长链结构的固化剂混配后形成的胶体柔软性更好，内聚力更强，与聚酯薄膜复合形成的胶层结合强度高，柔软性好，使得镀铝层与聚氨酯胶层之间粘合力以及外层塑料基材与镀铝层的粘合力相接近，消除了容易导致镀铝层与外层塑料基材剥离因素，从而能消除镀铝层转移，增加了粘合强度，耐腐蚀性能更好。

权利要求

1.一种高强度镀铝膜复合粘合剂的制备方法，所述高强度镀铝膜复合粘合剂由主胶和固化剂组成，主胶是含二聚酸结构的聚酯多元醇，固化剂是含有二聚酸结构的NCO预聚体，主胶与固化剂配比为5:1～5:1.5，这种高强度镀铝膜复合粘合剂的制备包括主胶的制备和固化剂的制备，其特征是：所述主胶的具体制备方法如下：第一步，聚酯多元醇的制备：

在带有温度计、搅拌器、球式冷却器、氮气管的四口烧瓶中，加入二聚酸80～100g，一缩二乙二醇330～350g和钛酸四丁酯(催化剂)0.2～0.3g，在搅拌状态下通氮，然后对四口烧瓶缓慢加热升温至160℃～235℃，进行酯化反应，控制球式冷却器的出口温度低于100℃，当出水量达到理论值5～6.4g后降温至140℃，再加入己二酸或间苯二甲酸460g，二元醇

110g，在160℃～220℃下反应14小时后，取样测酸价，若酸价小于等于25mgKOH/g，则酯化合格，否则继续反应，酯化合格后停止通氮，在温度220～230℃条件下进行缩聚反应，在-

0.1Mp下抽真空5小时，得到酸价≤1mgKOH/g，羟值40～43mgKOH/g的790g含有二聚酸结构的聚酯多元醇；

第二步，主胶制备：从第一步得到的聚酯多元醇中取740g与45～55g甲苯二异氰酸酯(TDI)反应，反应温度控制在85℃±5℃，反应5小时，加入醋酸乙酯263～266g、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷4～5g，搅拌20分钟，获得固含量74.2％～76.1％，粘度为3000～

4000mPa.s的镀铝膜粘合剂主胶；

所述固化剂的具体制备方法如下：

在四口烧瓶中加入甲苯二异氰酸酯(TDI)145～155g、乙酸乙酯93～96.9g和主胶制备过程中剩余的聚酯多元醇50g，在搅拌状态下升温至70℃，反应1小时，降温到45℃，加入三羟甲基丙烷(TMP)30g，逐渐升温至80℃，在80±5℃保温3.5小时，即可得到固含量70.2％～

71.5％，NCO＝12.74％～12.94％的多异氰酸酯固化剂。

2.根据权利要求1所述高强度镀铝膜复合粘合剂的制备方法，其特征是：在聚酯多元醇的制备中，所述二元醇为甲基丙二醇、1,4丁二醇或新戊二醇，或者它们的组合。

说明书

一种高强度镀铝膜复合粘合剂及其制备方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及一种高强度镀铝膜复合粘合剂及其制备方法。背景技术：

[0002] 镀铝膜包装产品具有隔热、防光透射性能，同时外表光泽美观，且包装价格低廉，因此在进口饼干类、干燥膨化食品、酸梅等休闲食品、医药、化妆品等外包装得到了广泛采用，近年来，饮料、液体调味品的软包装也开始使用镀铝膜包装，而且发展速度很快，市场前景十分广阔。虽然镀铝膜在产品包装上具有很多优点，但还存在如下不足：

[0003] 用普通聚氨酯胶复合镀铝膜时，镀铝膜的铝层容易转移，从而造成复合膜的镀铝层与塑料基材剥离，导致镀铝膜复合强度降低。其主要原因是普通聚氨酯胶粘剂结构较硬，镀铝层与聚氨酯胶层之间粘合力大于外层塑料基材与镀铝层的粘合力，容易导致镀铝层与外层塑料基材剥离，使得镀铝膜包装膜强度下降。随着食品药品安全要求的提高，人们都在设法延长食品、药品、饮料等液态产品的保质期，其中，提高包装要求是关键的技术途径，现有的镀铝膜包装虽然具有优异特性，但现有镀铝膜包装的剥离强度太低，根据最新研究成果，对于这类高端物品的镀铝膜包装的剥离强度必须≥3.0N/15mm，否则就不能满足要求，而我国现有镀铝膜包装的剥离强度均小于2.0N/15mm，申请人经过科技文献检索和市场调研，到目前为止，市场上还没有符合要求的高强度镀铝膜复合粘合剂，高强度镀铝膜复合粘合剂必将成为未来食品、药品、饮料等特种物料包装的主流，市场需求十分迫切。

[0004] 四川爱伦科技有限公司在中国专利201210169223.1中公开了一种镀铝镆复 合粘结剂的制备方法，它是双组份溶剂型镀铝膜复合粘结剂的制备方法,其中，主胶中的聚酯多元醇制备是用乙二醇、二甘醇共0.8～0.9mol与对苯二甲酸0.2～0.3mol搅拌升温到180℃，加入82PPM的四异丙基钛酸酯催化剂，继续升温至190℃，反应体系中产生的水达到理论量时，加入三甲基戊二醇、新戊二醇共0.3～0.4mol，间苯二甲酸、苯酐中的至少一种和已二酸共0.7～0.8mol，继续升温至230℃～235℃时保温4小时，保温结束后取样检测，当酸值≦14mgKOH/g，羟值≦120mgKOH/g时，开启真空泵，当真空度达-0.098MP时酯化缩聚2小时，得聚酯多元醇，取样检测，酸值≦1mgKOH/g，羟值≦55±2mgKOH/g，其中，一种以上二元醇、二元酸及酸酐均以任意摩尔比例配合。

[0005] 这种聚酯多元醇与相应的固化剂配合使用虽然能够提高镀铝膜的剥离强度，但也不能超过2.0N/15mm，它与三种不同聚酯膜复合的剥离强度如下：

[0006] (1)聚酯膜/聚酯镀铝膜的剥离强度为1.8～2.0N/15mm；

[0007] (2)聚丙烯膜/聚酯镀铝膜的剥离强度为1.7～2.0N/15mm；

[0008] (3)聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜的剥离强度达到1.4～1.6N/15mm，[0009] 由此可见这种粘合剂虽然比普通镀铝膜剥离强度高，但还不能满足剥离强度大于3.0N/15mm的高端镀铝膜包装要求。

[0010] 为了满足市场需求，申请人对之进行长期的研究和试验，成功研制出剥离强度≧3.0N/15mm的镀铝膜复合粘合剂，并掌握了其制备方法。
发明内容：

[0011] 本发明的目的是提供一种高强度镀铝膜复合粘合剂及其制备方法，其剥离强度≧3.0N/15mm，能满足高端镀铝膜包装要求。

[0012] 一种高强度镀铝膜复合粘合剂，由主胶和固化剂组成，其特征在于：主胶是含二聚酸结构的聚酯多元醇，固化剂是含有二聚酸结构的NCO预聚体，主胶与固化剂配比为5:1～5:1.5。

[0013] (一)所述主胶的制备方法：

[0014] 第一步，聚酯多元醇的制备：

[0015] 在带有温度计、搅拌器、球式冷却器、氮气管的四口烧瓶中，加入二聚酸80～100g，一缩二乙二醇330～350g和钛酸四丁酯(催化剂)0.2～0.3g，在搅拌状态下通氮，然后对四口烧瓶缓慢加热升温至160℃～235℃，进行酯化反应，控制球式冷却器的出口温度低于100℃，当出水量达到理论值(5～6.4g)后降温至140℃，再加入己二酸或间苯二甲酸460g，二元醇110g，在160℃～220℃下反应14小时后，取样测酸价，若酸价小于等于25mgKOH/g，则酯化合格，否则继续反应，酯化合格后停止通氮，在温度220～230℃条件下进行缩聚反应，在-0.1Mp下抽真空5小时，得到酸价≤1mgKOH/g，羟值40～43mgKOH/g的790g含有二聚酸结构的聚酯多元醇；

[0016] 在本步骤中，所述二元醇为甲基丙二醇、1,4丁二醇或新戊二醇，或者它们的组合。

[0017] 第二步，主胶制备：从第一步得到的聚酯多元醇中取740g与45～55g甲苯二异氰酸酯(TDI)反应，反应温度控制在85℃±5℃，反应5小时，加入醋酸乙酯263～266g、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷4～5g，搅拌20分钟，获得固含量74.2％～76.1％，粘度为3000～4000mPa.s的镀铝膜粘合剂主胶。

[0018] (二)所述固化剂的制备：

[0019] 在四口烧瓶中加入甲苯二异氰酸酯(TDI)145～155g、乙酸乙酯93～96.9g和主胶制备过程中剩余的聚酯多元醇50g，在搅拌状态下升温至70℃，反应1小时，降温到45℃，加入三羟甲基丙烷(TMP)30g，逐渐升温至80℃，在80±5℃保温3.5小时，即可得到固含量70.2％～71.5％，NCO＝12.74％～12.94％的多异氰酸酯固化剂。

[0020] 由于在主胶制备中采用了二聚酸与多元醇反应获得长链结构的聚酯多元 醇，这种聚酯多元醇的分子链更长，使得胶体的柔顺性更好，偶联剂的加入能增加有机、无机界面的相互渗透性，提高复合强度。同时，在固化剂的制备中也使用长链结构的聚酯多元醇，甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚酯多元醇反应获得的预聚体再与三羟甲基丙烷(TMP)反应生成长链结构的固化剂，当长链结构的主胶与长链结构的固化剂混配后形成的胶体柔软性更好，内聚力更强，与聚酯薄膜复合形成的胶层结合强度高，柔软性好，使得镀铝层与聚氨酯胶层之间粘合力以及外层塑料基材与镀铝层的粘合力相接近，消除了容易导致镀铝层与外层塑料基材剥离因素，从而能消除镀铝层转移，增加了粘合强度，耐腐蚀性能更好。

[0021] 申请人经过试验，将上述主胶与固化剂按5:1的配比进行混配，并分别进行聚酯膜/聚酯镀铝膜、聚丙烯膜/聚酯镀铝膜和聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜的复合，熟化24小时后，再进行剥离强度的测试，并用普通镀铝膜胶复合成的对应的镀铝膜产品进行对比测试，测试结果如下表：T型剥离强度单位为N/15mm。

[0022]复合类型 本发明 普通镀铝膜胶
聚酯膜/聚酯镀铝膜 6.3～6.7 2.4
聚丙烯膜/聚酯镀铝膜 6.4～6.5 2.3
聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜 6.4～6.9 2.6

[0023] 通过上表可知，本发明与聚酯薄膜复合后的T型剥离强度均大于6.3N/15mm，明显优于现有技术，完全能够满足高强度镀铝膜复合粘合剂设计要求。

[0024] 分别本发明和普通镀铝膜包装榨菜，并存放3个月后进行T型剥离强度测试，测试结果如下表：T型剥离强度单位为N/15mm。

[0025]复合类型 本发明 普通镀铝膜胶
聚酯膜/聚酯镀铝膜 6.7～7.1 0.60
聚丙烯膜/聚酯镀铝膜 6.8～6.9 0.58
聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜 6.8～7.3 0.70

[0026] 采用本发明所获得复合镀铝膜进行榨菜包装，不仅剥离强度不会下降反而略有上升，而采用普通镀铝膜进行榨菜包装，其剥离强度会大幅度下降，造成包装渗漏，无法满足客户包装要求。这种技术效果超出本领域技术人员的想象，这种优异的技术效果是长链的主胶和长链的固化剂复合作用的结果。具体实施方式：

[0027] 下面通过如下实例来对本发明进行进一步的详细说明：

[0028] 实施例1：

[0029] (一)主胶的制备：

[0030] 第一步，聚酯多元醇的制备：

[0031] 在带有温度计、搅拌器、球式冷却器、氮气管的四口烧瓶中，加入二聚酸80g，一缩二乙二醇330g和钛酸四丁酯催化剂0.20g，在搅拌状态下通氮，然后对四口烧瓶缓慢加热升温至160℃～235℃，进行酯化反应，控制球式冷却器的出口温度低于100℃反应，出水量达到理论量5g后降温至140℃，再加入己二酸460g，甲基丙二醇110g，在160℃～220℃下反应14小时后，取样测酸价，酸价23mgKOH/g，酯化合格后停止通氮，在温度220～230℃条件下进行缩聚反应，在-0.1Mpa下抽真空5小时，得到酸价0.5mgKOH/g，羟值43mgKOH/g的聚酯多元醇790g；

[0032] 第二步，主胶制备：从第一步得到的聚酯多元醇中取740g与45g甲苯二异氰酸酯(TDI)反应，反应温度控制在85℃±5℃，反应5小时，加入醋酸乙酯264.4g，3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷4g，获得固含量74.9％，粘度为3000mPa.s的镀铝膜粘合剂主胶。

[0033] (二)固化剂的制备：

[0034] 将145g甲苯二异氰酸酯(TDI)与95g乙酸乙酯加入到四口烧瓶中，同时加入第一步剩余的聚酯多元醇50g，开动搅拌，升温至70℃，反应1小时，降 温到45℃，加入三羟甲基丙烷(TMP)30g，逐渐升温至80℃，在80±5℃保温3.5小时，得到固含量70.3％，NCO＝12.74％的多异氰酸酯固化剂。

[0035] (三)T型剥离强度测试：将上述主胶与固化剂按5:1.5配比，分别复合聚酯膜/聚酯镀铝膜、聚丙烯膜/聚酯镀铝膜和聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜，熟化24小时后进行剥离强度测试，测试结果如表1：

[0036]复合类型 T型剥离强度(N/15mm)
聚酯膜/聚酯镀铝膜 6.7
聚丙烯膜/聚酯镀铝膜 6.4
聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜 6.6

[0037] 申请人经过试验，用上述复合镀铝膜和普通镀铝膜胶制成复合镀铝膜来包装榨菜，存放3个月后进行T型剥离强度测试，测试对比结果如下表：

[0038] T型剥离强度单位为N/15mm

[0039]复合类型 本发明 普通镀铝膜胶
聚酯膜/聚酯镀铝膜 7.1 0.60
聚丙烯膜/聚酯镀铝膜 6.8 0.58
聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜 7.0 0.70

[0040] 实施例2：

[0041] (一)主胶的制备：

[0042] 第一步，聚酯多元醇的制备：

[0043] 在带有温度计、搅拌器、球式冷却器、氮气管的四口烧瓶中，加入二聚酸90g，一缩二乙二醇350g和钛酸四丁酯催化剂0.25g，在搅拌状态下通氮，然后对四口烧瓶缓慢加热升温至160℃～235℃，进行酯化反应，控制球式冷却器的出口温度低于100℃反应，出水量达到理论量5.8g后降温至140℃，再加入间苯二甲酸460g，1，4丁二醇80g，新戊二醇30g，在160℃～220℃下反应14小时后，取样测酸价，酸价22mgKOH/g，酯化合格后停止通氮，在温度220～230℃条件下进行缩聚反应，在-0.1Mpa下抽真空5小时，得到酸价0.9mgKOH/g，羟 值42mgKOH/g的聚酯多元醇790g；

[0044] 第二步，主胶制备：从第一步得到的聚酯多元醇中取740g与50g甲苯二异氰酸酯(TDI)反应，反应温度控制在85℃±5℃，反应5小时，加入醋酸乙酯276.4g，3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷5g，获得固含量74.2％，粘度为3500mPa.s的镀铝膜粘合剂主胶。

[0045] (二)固化剂的制备：

[0046] 将150g甲苯二异氰酸酯(TDI)与93g乙酸乙酯加入到四口烧瓶中，同时加入第一步剩余的聚酯多元醇50g，开动搅拌，升温至70℃，反应1小时，降温到45℃，加入三羟甲基丙烷(TMP)30g，逐渐升温至80℃，在80±5℃保温3.5小时，得到固含量71.1％，NCO＝12.77％的多异氰酸酯固化剂。

[0047] (三)T型剥离强度测试：将上述主胶与固化剂按5:1配比，分别复合聚酯膜/聚酯镀铝膜、聚丙烯膜/聚酯镀铝膜和聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜，熟化24小时后，进行剥离强度测试，测试结果如表2：

[0048]复合类型 T型剥离强度(N/15mm)
聚酯膜/聚酯镀铝膜 6.3
聚丙烯膜/聚酯镀铝膜 6.5
聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜 6.4

[0049] 用上述复合镀铝膜和普通镀铝膜胶制成复合镀铝膜来包装榨菜，存放3个月后进行T型剥离强度测试，测试对比结果如下表：

[0050] T型剥离强度单位为N/15mm

[0051]复合类型 本发明 普通镀铝膜胶
聚酯膜/聚酯镀铝膜 6.7 0.60
聚丙烯膜/聚酯镀铝膜 6.9 0.58
聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜 6.8 0.70

[0052] 实施例3：

[0053] (一)主胶的制备：

[0054] 第一步，聚酯多元醇的制备：

[0055] 在带有温度计、搅拌器、球式冷却器、氮气管的四口烧瓶中，加入二聚酸100g，一缩二乙二醇340g和钛酸四丁酯催化剂0.3g，在搅拌状态下通氮，然后对四口烧瓶缓慢加热升温至160℃～235℃，进行酯化反应，控制球式冷却器的出口温度低于100℃反应，出水量达到理论量6.4g后降温至140℃，再加入己二酸360g，间苯二甲酸100g，新戊二醇110g，在160℃～220℃下反应14小时后，取样测酸价，酸价20mgKOH/g，酯化合格后停止通氮，在温度220～230℃条件下进行缩聚反应，在-0.1Mpa下抽真空5小时，得到酸价0.8mgKOH/g，羟值40mgKOH/g的聚酯多元醇790g；

[0056] 第二步，主胶制备：从第一步得到的聚酯多元醇中取740g与55g甲苯二异氰酸酯(TDI)反应，反应温度控制在85℃±5℃，反应5小时，加入醋酸乙酯250.9g，3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷4g，获得固含量76.1％，粘度为4000mPa.s的镀铝膜粘合剂主胶。

[0057] (二)固化剂的制备：

[0058] 将155g甲苯二异氰酸酯(TDI)与96.9g乙酸乙酯加入到四口烧瓶中，同时加入第一步剩余的聚酯多元醇50g，开动搅拌，升温至70℃，反应1小时，降温到45℃，加入三羟甲基丙烷(TMP)30g，逐渐升温至80℃，在80±5℃保温3.5小时，即可得到固含量70.8％，NCO＝12.94％的多异氰酸酯固化剂。

[0059] (三)T型剥离强度测试：将上述主胶与固化剂按5:1配比，分别复合聚酯膜/聚酯镀铝膜、聚丙烯膜/聚酯镀铝膜和聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜，熟化24小时后进行剥离强度测试，测度结果如下表：

[0060]复合类型 T型剥离强度(N/15mm)
聚酯膜/聚酯镀铝膜 6.6
聚丙烯膜/聚酯镀铝膜 6.4
聚丙烯膜/流涎聚丙烯镀铝膜 6.9

[0061] 用上述复合镀铝膜和普通镀铝膜胶制成复合镀铝膜来包装榨菜，存放3个月后进行T型剥离强度测试，测试对比结果如下表：