复合膜胶粘剂的研究

复合膜胶粘剂的研究

甲、乙组分的组成复合膜粘合剂是氨基粘液系列产品，主要用于普通塑料薄膜、铝塑料、环保塑料和复合塑料薄膜。产品有双组分和单组分两种,双组分聚氨酯胶粘剂是复合膜胶粘剂中用量最大的一种,用途较广,通常由甲、乙两组分组成,两组分是分开包装,使用前打开,按一定比例配制即可,甲组分(主剂)为羟基组分。乙组分(固化剂)为含游离异氰酸酯基团组分。也有主剂为端基NCO的聚氨酯预聚体,固化剂为低分子量多元醇胺。甲、乙两组分按一定比例混合生成聚氨酯树脂,并对被复合物起到粘接复合作用。乙组分的生产工艺较成熟,本文主要是对甲组分的生产工艺进行研究改进。传统的工艺合成甲组分反应时间需要20小时以上,反应时间长,产品颜色深,采用氮气保护生产成本高,本项目的研究采用自制的复合催化剂、用抗氧屏蔽剂代替氮气,产品颜色浅,缩短反应时间,降低生产成本。1a组的实验研究1.1双组分粘合剂的开发复合膜胶粘剂目前使用的品种主要是两种,即双组分和单组分。本实验选择双组分胶粘剂进行开发研究。双组分胶粘剂分甲组分和乙组分,甲组分为二元醇与二元醇合成聚酯多元醇,其反应如下:1.2酯多元醇的生产方法甲组分聚酯多元醇的生产方法主要有3种:(1)低分子量聚酯法将羧酸与二元醇在反应器中加热熔融,通入氮气,于150℃左右反应脱水,逐步蒸出,反应器内生成聚酯混合物(低分子量聚酯多元醇。)(2)载气融合法将惰性气体通入羧酸与二元醇的混合物中鼓泡,以除去反应生成的水分,合成得聚酯树脂。(3)水分蒸发法也称《反应混合物》该法的基础是使一种能通过循环返回反应釜的共沸夹带剂,如甲苯或二甲苯之类的惰性溶剂,借助这些溶剂除去反应混合物中的水分。本法在常温和较低温度(145～190℃)下进行,残留的溶剂用真空蒸馏除去。三种方法通过摸索实验后,第二种载气熔融法,通入惰气体,单体损失较大,作为降低成本是不利的,第三种方法加入溶剂在反应过程中溶剂有所损失污染环境。本项目选择第一种方法(真空熔融法)对甲组分进行开发研究。1.31.3.1主要原材料和规格1.3.2加乙酸乙酯法在1000ml的三口瓶内按比例投入已二酸,苯酐、二甘醇、丁二醇,搅拌升温加入传统的金属氧化物作催化剂,通入氮气于150℃左右开始脱水反应,当实际脱出水量达到理论量的80%,反应温度达200℃开始抽真空,0.02MPa1h,0.04MPa1h,0.06MPa1h,0.06MPa1h,降温65℃以下,加乙酸乙酯调节固含量为75%,制成粘度1200～1400MPa.s,酸值<3mg/g,羟值30～50mg/g的甲组分。其实验结果见表2。1.3.3甲组分的操作方法加入自制的复合催化剂和抗氧屏蔽剂代替氮气,其操作方法基本同于用传统方法制取甲组分的操作方法。实验结果见表3。从表2、表3两种结果得出,用传统方法生产甲组分反应时产品颜色深,而且用氮气保护生产成本高。实验二用抗氧屏蔽剂代替氮气加入自制复合催化剂制得的产品不但颜色浅,而且反应时间缩短一半,降低了生产成本。1.4缩聚反应的作用机理甲组分合成实际上是二元酸和二元醇的缩聚反应,在整个聚合反应过程中都是逐步的功能基之间的反应,都先由单体分子间发生功能基反应,生成仍带功能基的缩合物大小分子,这些大小分子可以再与单体分子逐步作用下去,也可以是大分子间相互作用。而所有这些作用都是通过功能基之间发生的同一类型缩聚。这些反应都具有相同的反应活化能和相同的反应速度常数,加入有效适合的催化剂可以大大提高反应速度常数,缩短反应时间。缩聚反应实际上是一个复杂的反应过程,除了生成高分子聚合物外,特别在反应温度过高,反应时间较长的情况下,就可能发生各种副反应,例如酸解、醇解等缩聚反应的逆反应。所以,本研究在抗氧屏蔽剂的保护下加入自制的复合催化剂,缩短反应时间,降低反应温度,减少副反应的生成,提高产品质量。2乙组分生产乙组分为三羟甲基丙烷TDI加成物,是由3个分子的TDI与1个分子的三羟甲基丙烷合成的,其反应如下:2.1微量水带的提取三羟甲基丙烷处理,先将三羟甲基丙烷投入三口瓶加入环已酮和苯,升温溶解蒸出苯把三羟甲基丙烷中含有的微量水带出。在500ml的三口瓶内投入TDI,升温搅拌,于60℃开始滴加三羟甲基丙烷,控制30～40min滴加完,滴加完后,恒温65～70℃反应3h,加入一定量的乙酸乙酯调节粘度和固含量。2.23u3000贮藏存期将自制的产品进行检测,各项指标达到有关行业标准甲组分固含量%50或70(±2)羟值30～50mgKOH/g酸值<3mgKOH/g水份<0.1%粘度MPa.s(25℃):1100-1400贮藏存期12个月外观:常温下为中等粘性浅色液体乙组分固含量%75±2NCO含量%13±2密度g/cm粘度MPa.s(25℃):2000±500贮藏存期6个月外观:浅黄色透明液体4抗氧屏蔽剂为复合溶剂真空熔融合成甲组分,通过加入催化剂采取氮气保护和只加入抗氧屏蔽剂的两种方法进行合成对照,加入抗氧