[发明专利]一种食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性聚氨酯及其制备方法，尤其涉及一种食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯及其制备方法。

背景技术

近年来，保护地球环境舆论压力与日俱增。有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染，用溶剂型聚氨酯材料生产的药包材产品具有或多或少的毒性隐患。水性聚氨酯材料以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。虽然我国现阶段药包材行业还是以使用溶剂型聚氨酯材料为主，但水性聚氨酯材料代替溶剂型聚氨酯材料已经是大势所趋。食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯作为胶粘剂应用于层压复合包装，特别是食品或药品包装材料上，越来越得到国内外的重视。

食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯，除了需保持聚氨酯的粘接强度高以外，针对食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯以水为分散介质的特点，还需提出一些特殊的要求，如要求食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯高固含量、低粘度、合适的软化点、好的耐水性、流平性、耐黄变性、低易氧化物等。

申请号为200610032587.X的发明专利报导了一种水性聚氨酯复合胶，由聚异氰酸酯和聚醇聚合而成且主要技术指标为：外观为乳白色带蓝光，粘度＜50mPa.s，pH值为5～7，可用于食品包装领域。但由于水的表面张力达到7.3×10-4N/cm，而食品或药品包装材料的表面张力为(3～4)×10^-4N/cm，因为表面张力小的液体才能很好润湿表面张力大的被粘体表面，故不加处理的话，食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯在食品或药品层压复合包装材料上的流平性一般较差，而流平性的好坏直接影响层压复合的表观质量，这些在该专利中未曾提出；层压复合需要食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯在成膜后需具有较低含量的易氧化物，防止被包装药品或食品失效，这些在该专利中也未曾提出；另外，层压复合需要水性聚氨酯先在一种基材上成膜后再与另一种基材热压复合，需要水性聚氨酯胶层反粘性能好，这些在该专利中也未曾提出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服溶剂型聚氨酯胶粘剂毒性较大、易燃、使用安全性差、污染环境等问题及水性聚氨酯胶粘剂固含量低、粘度高、易反粘、耐水性差、流平性差、耐黄变性差、易氧化物含量高等问题，而提出一种食品或药品层压复合包装用的食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯，本发明的另一目的还提供了上述食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯的制备方法。

本发明的具体技术方案为：一种食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯，其特征在于是由100质量份丙烯酸酯改性水性聚氨酯分散体、0.05-0.25质量份润湿剂、0.05-0.2质量份流平剂和0.1-0.2质量份消泡剂复配而成。

优选上述的丙烯酸酯改性水性聚氨酯分散体其主要性能指标为：质量固含量为40-50％，粘度为20-100mPa.s。本发明还需加入流平剂，降低食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯的表面张力，在食品或药品包装材料上有好的流平性；优选上述的流平剂为市售的聚有机硅氧烷表面活性剂、聚醚改性的聚有机硅氧烷表面活性剂或含氟表面活性剂；优选所述的消泡剂为水性有机硅消泡剂；优选所述的润湿剂为聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚或聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中一种。

本发明还提供了上述食品或药品包装层压复合用水性聚氨酯的制备方法，其具体步骤如下：

(1)、丙烯酸酯改性水性聚氨酯分散体的制备；

在容器中首先加入聚酯多元醇，100-110℃下抽真空脱水1-2h，降温至30-50℃加入按官能团物质的量之比为-NCO/-OH＝2.5-4的脂肪族或脂环族二异氰酸酯，在70-80℃下反应1-2h，然后加入含有亲水基团的化合物、低分子多元醇扩链剂，以上原料按官能团物质的量之比-NCO/-OH＝1.1-1.5在占预聚物质量0.05-0.3％催化剂存在下进行反应，反应温度70-80℃，反应时间2-4h，在反应过程中通过加入丙酮控制反应物粘度在4000±500mPa.s，制得羧基质量含量为0.7-2.0％的聚氨酯预聚物；

将上述制得的聚氨酯预聚物降温至30-50℃，加入三乙胺将其中的羧酸根中和成盐，中和度80-110％；

预聚物出料至分散器中，加入过量-NCO物质的量的40-80％的低分子脂肪胺类扩链剂反应10-30分钟，在搅拌下加入去离子水进行分散，蒸出丙酮，即制得水性聚氨酯分散体；