本发明涉及热封胶,具体涉及一种复合型水性薄膜热封胶及其制备方法。
背景技术:
1、随着包装工业的快速发展,对包装材料的需求日益增加,尤其是在食品、医药及电子产品等领域,对包装材料的环保性、安全性和功能性提出了更高要求。传统热封胶大多采用有机溶剂作为载体,不仅在生产和使用过程中存在较大的气味和污染问题,还增加了生产成本和环保处理难度。因此,开发一种环保、高效且性能优异的水性薄膜热封胶显得尤为重要。
2、现有的水性薄膜热封胶以水为分散介质,通过科学配方和先进工艺制备而成,能够解决传统热封胶的环保问题,为包装材料行业提供了新的解决方案,若能够在此基础上对其综合性能进行改进,如提升粘接强度、耐水性和阻燃性,则能够在很大程度上扩大水性热封胶的应用领域。
技术实现思路
1、解决的技术问题
2、针对现有技术所存在的上述缺点,本发明提供了一种复合型水性薄膜热封胶及其制备方法,能够有效地解决现有技术的热封胶环综合性能差的问题。
3、技术方案
4、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
5、一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法,所述制备方法为:
6、s1、以甲苯二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇和2,2-二羟甲基丙酸为原料制备聚氨酯预聚体,在扩链过程中加入反应型磷系阻燃剂进行反应制得阻燃型水性聚氨酯;
7、s2、以叔丁醇、丙烯酸和乙烯为原料制备乙烯丙烯酸共聚物,将聚磷酸铵溶解于去离子水中制备聚磷酸铵饱和溶液;
8、s3、向100重量份阻燃型水性聚氨酯中滴加1-2重量份聚磷酸铵饱和溶液,分散均匀后倒入反应釜内,并加入22-25重量份乙烯丙烯酸共聚物和8-10重量份环氧树脂,在120℃的温度下搅拌分散,所得即为复合型水性薄膜热封胶。
9、更进一步地,在s1中,反应型磷系阻燃剂的制备步骤为:
10、步骤一、将0.05mol计算量的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物溶于50ml二氯甲烷中,搅拌分散均匀后记作第一组分,将0.05mol计算量的对羟基苯甲醛溶于50ml二氯甲烷中,超声分散后记作第二组分;
11、步骤二、将第二组分倒入第一组分中,在85℃的加热条件下反应4h,所得即为反应型磷系阻燃剂。
12、更进一步地,步骤一中搅拌分散均匀的具体操作为以500r/min的转速搅拌10min,步骤一中超声分散的具体操作为以26khz的频率超声分散10min。
13、更进一步地,在s1中,阻燃型水性聚氨酯的制备步骤为:
14、步骤1、称取70g聚碳酸酯二元醇置于120℃、0.1mpa的条件下旋蒸脱水2.5h,接着倒入烧瓶内置于80℃的油浴条件下加热,搅拌均匀后加入12g甲苯二异氰酸酯并反应1h,降温至75℃后加入3g 2,2-二羟甲基丙酸和0.3ml二月桂酸二丁基锡并继续反应3h,所得记作预反应组分;
15、步骤2、向预反应组分中加入2g1,4-丁二醇反应1h后降温至35℃,接着加入4g n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和5g反应型磷系阻燃剂,在65℃的温度下反应2h后加入3g三乙胺,以800r/min的转速搅拌5min后加入25-30g去离子水进行高速乳化分散,置于58℃的温度下减压蒸馏后,所得即为阻燃型水性聚氨酯。
16、更进一步地,步骤1中搅拌均匀的具体操作为以300r/min的转速搅拌30min,步骤2中高速乳化分散的具体操作为以1500r/min的转速搅拌30min。
17、更进一步地,在s2中,乙烯丙烯酸共聚物的制备步骤为:
18、步骤a、称取1600g去离子水、300g叔丁醇和30g丙烯酸溶液倒入反应釜内,脱气后在0.68mpa的压力下用乙烯置换洗脱2次,接着充入乙烯至压力为6.2mpa,在搅拌条件下加热至80℃,所得记作混合组分;
19、步骤b、向混合组分中泵入15-20ml过硫酸钾溶液并通入乙烯至压力为20mpa,反应1h后加入16-18ml过硫酸钾溶液继续反应6h,在反应过程中不断补充乙烯维持反应釜内压力为13-15mpa,继续反应至固含量为20%时,冷却反应釜结束反应,所得记作反应产物;
20、步骤c、向100ml反应产物中加入200-260ml去离子水,在搅拌条件下加入氢氧化钠溶液调节ph值至9-10,接着加入2-3g氯化钠并继续搅拌30min,所得记作待纯化产物;
21、步骤d、在搅拌条件下向待纯化产物中加入盐酸溶液调节ph值至2-3,升温至50℃并继续搅拌10min后静置2h,经过滤得到滤饼,将滤饼置于空气流下干燥后,所得即为乙烯丙烯酸共聚物。
22、更进一步地,步骤a中搅拌条件的转速为500r/min,步骤b中过硫酸钾溶液的质量分数为5%,步骤c中搅拌条件的转速为300r/min,步骤c中氢氧化钠溶液的质量分数为10%,步骤d中搅拌条件的转速为200r/min,步骤d中盐酸溶液的质量分数为20%。
23、更进一步地,在s2中,聚磷酸铵饱和溶液的制备方法为:向10g去离子水中加入1g聚磷酸铵,以500r/min的转速搅拌5min后继续添加聚磷酸铵,每次添加的重量为0.3g,直至有未溶解的聚磷酸铵出现,过滤去除未溶解的聚磷酸铵后,所得即为聚磷酸铵饱和溶液。
24、更进一步地,s3中分散均匀的具体操作为以600r/min的转速搅拌10min,s3中搅拌分散的具体操作为以500r/min的转速搅拌10min。
25、一种复合型水性薄膜热封胶,通过一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法制得。
26、有益效果
27、本发明提供了一种复合型水性薄膜热封胶及其制备方法,与现有公知技术相比,本发明具有如下有益效果:
28、1、本发明以甲苯二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇和2,2-二羟甲基丙酸为原料制备聚氨酯预聚体,在扩链过程中加入反应型磷系阻燃剂制得阻燃型水性聚氨酯,能够使制得的阻燃型水性聚氨酯在具有高分解温度的基础上,还能够具有稳定的阻燃性能和较好的耐水性;由于聚碳酸酯二元醇的引入,能够使制备的阻燃型水性聚氨酯具有较好的耐候性,在恶劣环境中仍能够保持性能稳定,而甲苯二异氰酸酯能够与聚碳酸酯二元醇形成强韧的聚氨酯链段,加上n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的扩链作用,能够进一步增强分子间的相互作用力,使制备的阻燃型水性聚氨酯具有较好拉伸强度和撕裂强度;其次,将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的衍生物即反应型磷系阻燃剂通过扩链剂引入阻燃型水性聚氨酯中,能够使其与聚磷酸铵进行协同,进一步增强制备的热封胶的阻燃性能。
29、2、本发明以叔丁醇、丙烯酸和乙烯为原料的乙烯丙烯酸共聚物,具有极好的耐紫外光老化性能和稳定持久的粘接效果,将其加入阻燃型水性聚氨酯中制备成复合型水性薄膜热封胶,能够确保在不同材料表面都能实现良好的粘接效果,而且还能够结合阻燃型水性聚氨酯的阻燃性能,优化薄膜热封胶的热封性能和阻燃性能,确保在热封过程中形成稳定牢固且具有阻燃作用的密封层;其次,乙烯丙烯酸共聚物能够通过其分子结构中的特定基团或链段,与阻燃剂发生相互作用,进一步提升热封胶的阻燃性能,使制备的复合型水性薄膜热封胶具有更广的应用领域。
1.一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:
2.根据权利要求1所述的一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法,其特征在于,在s1中,反应型磷系阻燃剂的制备步骤为:
3.根据权利要求2所述的一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法,其特征在于,步骤一中搅拌分散均匀的具体操作为以500r/min的转速搅拌10min,步骤一中超声分散的具体操作为以26khz的频率超声分散10min。
4.根据权利要求1所述的一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法,其特征在于,在s1中,阻燃型水性聚氨酯的制备步骤为:
5.根据权利要求4所述的一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法,其特征在于,步骤1中搅拌均匀的具体操作为以300r/min的转速搅拌30min,步骤2中高速乳化分散的具体操作为以1500r/min的转速搅拌30min。
6.根据权利要求1所述的一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法,其特征在于,在s2中,乙烯丙烯酸共聚物的制备步骤为:
7.根据权利要求6所述的一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法,其特征在于,步骤a中搅拌条件的转速为500r/min,步骤b中过硫酸钾溶液的质量分数为5%,步骤c中搅拌条件的转速为300r/min,步骤c中氢氧化钠溶液的质量分数为10%,步骤d中搅拌条件的转速为200r/min,步骤d中盐酸溶液的质量分数为20%。
8.根据权利要求1所述的一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法,其特征在于,在s2中,聚磷酸铵饱和溶液的制备方法为:向10g去离子水中加入1g聚磷酸铵,以500r/min的转速搅拌5min后继续添加聚磷酸铵,每次添加的重量为0.3g,直至有未溶解的聚磷酸铵出现,过滤去除未溶解的聚磷酸铵后,所得即为聚磷酸铵饱和溶液。
9.根据权利要求1所述的一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法,其特征在于,s3中分散均匀的具体操作为以600r/min的转速搅拌10min,s3中搅拌分散的具体操作为以500r/min的转速搅拌10min。
10.一种复合型水性薄膜热封胶,其特征在于,通过权利要求1-9任一项所述的一种复合型水性薄膜热封胶的制备方法制得。