本發明屬于聚氨酯技術領域，具體涉及紙塑復合用單組份聚氨酯熱熔膠黏劑及其制備方法。
背景技術：
紙塑復合是將紙基印刷品表面復合上一層塑料薄膜，是印刷業常用的復合材料，它綜合了紙張與塑料的優點，防水、耐久、裝飾性極強,使文字及圖案得到了有效保護。隨著市場經濟的發展,消費水平的提高,覆膜相當廣泛。國外已有30幾年的歷史,國內也有20年的歷史。復合膠是影響覆膜質量的關鍵因素。
目前國內使用的紙塑復合膠多為溶劑型、水基型、以及熱熔型等類型，上述類型的膠黏劑或多或少存在一定的缺陷，如溶劑型膠黏劑對環境污染大，生產效率低，水基型膠黏劑環保，但是耐溫性較差，成本高，熱熔型膠黏劑需要預涂，生產效率低，工藝復雜。單組份反應型聚氨酯熱熔膠具有初期強度好，耐溫性、防水等優良的性能，能夠較好的應用于紙塑復合行業，因此開發單組份反應型聚氨酯熱熔膠對促進我國包裝行業向低污染低能耗方向轉變有較為重要的意義。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有常見膠粘劑的缺陷，提供一種耐溫單組份反應型聚氨酯熱熔膠粘劑及其制備方法。
本發明解決上述缺陷問題的技術方案如下：
作為本發明第一方面的紙塑復合用單組份聚氨酯熱熔膠黏劑，由以下重量份的原料制備而成：
聚醚多元醇0-30份；
聚酯多元醇20-80份；
擴鏈劑0-5份；
異氰酸酯20-50份；
催化劑0.01-1份。
所述的聚醚多元醇的平均重均分子量在400-2000。聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇、聚四氫呋喃醚二醇和聚四氫呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的一種或任意兩種以上的混合物。
所述的聚酯多元醇為結晶型聚酯多元醇和/或無定型聚酯多元醇。具體的，所述的聚酯多元醇包括重量份數0-20份的結晶型聚酯多元醇、10-60份的無定型聚酯多元醇，總量為20-80份
其中，所述的結晶型聚酯多元醇為己二酸，辛二酸，癸二酸，十二烷二酸的一種或任意兩種以上與乙二醇，丁二醇，辛二醇，己二醇，二甘醇中的一種或任意兩種以上縮聚而成的結晶型聚酯多元醇。實驗表明結晶型聚酯多元醇可以提高單組份聚氨酯熱熔膠的初期粘接強度及最終粘接強度。結晶型聚酯多元醇平均重均分子量為1000-5000。
進一步的，所述的結晶型聚酯多元醇為基于己二酸-1,4-丁二醇的聚酯多元醇，以及基于癸二酸-1,4丁二醇的聚酯多元醇。
具體的，結晶型聚酯多元醇為贏創7300系列產品、華峰化學pe-56以及旭川化學的xcp-1024中一種或任意兩種以上產品的混合物。
所述的無定型聚酯多元醇為己二酸，癸二酸，對苯二甲酸，間苯二甲酸或鄰苯二甲酸中的一種或任意兩種以上與乙二醇，丁二醇，二甘醇，己二醇或新戊醇中的一種或任意兩種以上縮聚而成的聚合物。所述的無定型聚酯多元醇的平均重均分子量為400-6000。
優選的，所述無定型聚酯多元醇為贏創7200系列產品，旭川化學xcp-244c以及華峰化學pe-2640中的一種或任意兩種以上產品的混合物。
所述的擴鏈劑為乙二醇，丙二醇，二甘醇，三羥甲基丙烷，己二醇或三甘醇中的一種或任意兩種以上的混合物。
異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯（tdi），二苯基甲烷二異氰酸酯（mdi），氫化二苯基甲烷二異氰酸酯（hmdi），異佛爾酮二異氰酸酯（ipdi），六亞甲基二異氰酸酯（hdi），碳化二亞胺改性的二苯基甲基二異氰酸酯中的一種或任意兩種以上的混合物。
所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫，辛酸亞錫，三乙烯二胺，三乙醇胺和二嗎啉二乙基醚中的一種或任意兩種以上的混合物。
作為本發明的第二方面紙塑復合用單組份反應型聚氨酯熱熔膠的制備方法是：將聚酯多元醇，聚醚多元醇，擴鏈劑加入反應釜中，熔融攪拌混合，抽真空脫水；然后加入異氰酸酯，加熱抽真空反應；最后加入催化劑進行抽真空脫泡反應制得。
具體的，將異氰酸酯聚、催化劑以外的其他原料加入反應釜中，熔融攪拌混合，抽真空脫水；所述抽真空脫水條件為110℃-120℃，時間為0.5h-3h，真空度為-0.08mpa--0.1mpa。
物料先冷卻降溫到65℃，，然后邊攪拌邊加入異氰酸酯，緩慢升溫至80℃-85℃進行抽真空反應；所述的抽真空加熱反應條件為：溫度為80℃-85℃，真空度為-0.08mpa--0.1mpa，時間為0.5h-3h；
最后加入催化劑進行抽真空脫泡反應制得；所述真空脫泡反應是在80℃-85℃條件下抽真空至無氣泡出現，取樣測試nco%含量及粘度；當nco%含量達到2%-6%，80℃-110℃的粘度在3000mpa·s-800mpa·s后，出料，密封包裝，即得產品。
本發明制備的聚氨酯熱熔膠為單組份濕氣固化型聚氨酯膠黏劑，屬于無溶劑環保型膠黏劑，應用于各類紙張與各類塑料薄膜的復合，具有良好的初期強度，較合適的熟化時間，良好的耐溫性，耐水洗，耐溶劑以及貯存穩定性。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進一步描述，但并非用以限定本發明。
實施例1
該實施例的紙塑復合用聚氨酯熱熔膠黏劑的制備方法，其步驟如下：
（1）取10重量份聚醚多元醇，15重量份結晶型聚酯多元醇，35重量份
無定型聚酯多元醇，3重量份擴鏈劑加入反應釜中，在110℃-120℃條件下真空脫水1.5h-2h；
（2）降溫至65℃，邊攪拌邊加入37重量份異氰酸酯；
（3）緩慢升溫至80℃-85℃，真空脫泡反應60min；
（4）加入0.001重量份的催化劑，然后抽真空至無氣泡出現，測試粘度和
nco%；
（5）粘度和nco%合格后，出料，密封，包裝即可得產品。
該實施例中的聚醚多元醇為聚氧化丙烯二醇和聚四氫呋喃醚二醇，其平均重均分子量為400-2000。
該實施例中的無定型聚酯多元醇為基于己二酸-二乙二醇-丙二醇的特殊聚酯多元醇，其平均重均分子量為500-1500。
該實施例中結晶型聚酯多元醇為基于己二酸-1,4丁二醇以及基于癸二酸-1,4丁二醇的聚酯多元醇，其平均重均分子量為3000-3500。
該實施例中擴鏈劑為三羥甲基丙烷，異氰酸酯為2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯與4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯的混合物，催化劑為二嗎啉二乙基醚。
本實施案例中紙塑復合用聚氨酯熱熔膠的技術指標如下：
粘度：3500mpa·s/80℃；
nco%：5.2%；
開放時間：2h；
貯存期：充氮氣，密封，在5℃-30℃下貯存6個月；
成品耐溫性：240℃溫度下3-5秒不破。
成品復合強度：紙張材破
檢測方法：
粘度的測定：
用博勒飛轉子粘度計，28號轉子，溫度設置為80℃，進行檢測。
nco%的測定：
將產品與過量的標準二正丁胺溶液在丁酮中反應，然后用hcl溶液滴定，確定nco%。
開放時間的測定：
將產品在80攝氏度熔融45min，然后用涂膜制備器在離型紙上刮1mm膜，用指尖接觸，以呈現干粘性為時間終點。
耐溫性測試：將紙塑復合用膠黏劑在通澤無溶劑涂布機上進行涂布，涂布溫度：80℃，上膠量為3.5g/㎡，基材為bopp薄膜與90g牛皮紙，復合完成后進入熟化室熟化24h以上，熟化完成后進行制袋即耐溫性測試。
成品復合強度測試：
采用拉力機進行180度剝離試驗。
實施例2
該實施例的紙塑復合用聚氨酯熱熔膠黏劑的制備方法，其步驟如下：
（1）取14重量份結晶型聚酯多元醇，50重量份無定型聚酯多元醇，1重量份擴鏈劑加入反應釜中，在110℃-120℃條件下真空脫水1.5h-2h；
（2）降溫至65℃，邊攪拌邊加入35重量份異氰酸酯；
（3）緩慢升溫至80℃-85℃，真空脫泡反應60min；
（4）加入0.001重量份的催化劑，然后抽真空至無氣泡出現，測試粘度和
nco%；
（5）粘度和nco%合格后，出料，密封，包裝即可得產品。
該實施例中的無定型聚酯多元醇為基于己二酸-異己二醇-丙二醇的特殊聚酯多元醇，其平均重均分子量為500-1500。
該實施例中結晶型聚酯多元醇為基于己二酸-1,6己二醇的聚酯多元醇，其平均重均分子量為3000-3500。
該實施例中擴鏈劑為三羥甲基丙烷，異氰酸酯為2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯與4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯的混合物，催化劑為二嗎啉二乙基醚。
本實施案例中紙塑復合用聚氨酯熱熔膠的技術指標如下：
粘度：3000mpa·s/80℃；
nco%：5.5%；
開放時間：2.5h；
貯存期：充氮氣，密封，在5℃-30℃下貯存6個月；
成品耐溫性：260℃溫度下3-5秒不破。
成品復合強度：紙張材破
檢測方法：
粘度的測定：
用博勒飛轉子粘度計，28號轉子，溫度設置為80℃，進行檢測。
nco%的測定：
將產品與過量的標準二正丁胺溶液在丁酮中反應，然后用hcl溶液滴定，確定nco%。
開放時間的測定：
將產品在80攝氏度熔融45min，然后用涂膜制備器在離型紙上刮1mm膜，用指尖接觸，以呈現干粘性為時間終點。
耐溫性測試：將紙塑復合用膠黏劑在通澤無溶劑涂布機上進行涂布，涂布溫度：80℃，上膠量為3.5g/㎡，基材為bopp薄膜與60g牛皮紙，復合完成后進入熟化室熟化24h以上，熟化完成后進行制袋即耐溫性測試。
成品復合強度測試：
采用拉力機進行180度剝離試驗。
實施例3
該實施例的紙塑復合用聚氨酯熱熔膠黏劑的制備方法，其步驟如下：
（1）取63重量份無定型聚酯多元醇加入反應釜中，在110℃-120℃條件下真空脫水1.5h-2h；
（2）降溫至65℃，邊攪拌邊加入37重量份異氰酸酯；
（3）緩慢升溫至80℃-85℃，真空脫泡反應60min；
（4）加入0.001重量份的催化劑，然后抽真空至無氣泡出現，測試粘度和
nco%；
（5）粘度和nco%合格后，出料，密封，包裝即可得產品。
該實施例中的無定型聚酯多元醇為基于己二酸-二乙二醇-丙二醇的特殊聚酯多元醇，其平均重均分子量為500-1500。
該實施例中異氰酸酯為2，4-二苯基甲烷二異氰酸酯與4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯的混合物，催化劑為二嗎啉二乙基醚。
本實施案例中紙塑復合用聚氨酯熱熔膠的技術指標如下：
粘度：2600mpa·s/80℃；
nco%：6%；
開放時間：3h；
貯存期：充氮氣，密封，在5℃-30℃下貯存6個月；
成品耐溫性：280℃溫度下3-5秒不破。
成品復合強度：紙張材破
檢測方法：
粘度的測定：
用博勒飛轉子粘度計，28號轉子，溫度設置為80℃，進行檢測。
nco%的測定：
將產品與過量的標準二正丁胺溶液在丁酮中反應，然后用hcl溶液滴定，確定nco%。
開放時間的測定：
將產品在80攝氏度熔融45min，然后用涂膜制備器在離型紙上刮1mm膜，用指尖接觸，以呈現干粘性為時間終點。
耐溫性測試：將紙塑復合用膠黏劑在通澤無溶劑涂布機上進行涂布，涂布溫度：80℃，上膠量為3.5g/㎡，基材為bopp薄膜與60g牛皮紙，復合完成后進入熟化室熟化24h以上，熟化完成后進行制袋即耐溫性測試。
成品復合強度測試：
采用拉力機進行180度剝離試驗。