包含填料的聚氨酯层压粘合剂制造技术

本发明专利技术涉及聚氨酯粘合剂，特别是用于层压膜的聚氨酯粘合剂，其中所述PU粘合剂包含基于粘合剂总重量，5‑50重量％，优选10‑40重量％，特别优选20‑30重量％的至少一种固体颗粒填料，其中所述至少一种填料的至少90％的填料颗粒具有4μm或更小的粒径，并且所述至少一种填料具有3或更小的莫氏硬度。本发明专利技术还涉及所述粘合剂用于粘合膜的用途、制备复合膜的方法、以及使用上述粘合剂粘合的复合膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及聚氨酯粘合剂，特别是用于层压膜的聚氨酯粘合剂，其中所述PU粘合剂包含填料。本专利技术还涉及所述粘合剂用于粘合膜的用途、制备复合膜的方法、以及使用所述粘合剂粘合的复合膜。层压粘合剂在工业中通常是已知的。它们是含溶剂或不含溶剂，交联或物理固化的粘合剂，用于将薄的、二维基底例如塑料膜、金属箔、纸、或纸板彼此粘合。这里关键的是粘合剂的粘合仅仅轻微降低薄单层的柔性，同时仍然实现足够的粘合。单个膜层的选择使得影响这些多层膜的具体特征成为可能，特别是对水或其它液体的渗透性、耐化学性、以及氧气或其它气体的渗透性。这种多层膜用于，例如，生产固体、糊状或液体形态的食品、塑料餐具、医用材料、化学产品、化妆品、清洁剂、或制品的包装。这种层压膜也用于技术产品例如，柔性导体、电绝缘材料、帆、或用于光伏器件的组件。上述食品应用导致多层膜不含以有害量从包装迁移至包装物品中的材料。所述多层膜具有吸引人的视觉外观也是期望的。现有技术中，特别是，不含填料的双组分体系作为粘合剂用于这类应用是已知的。这些双组分体系在使用前混合，然后以常规约1-5g/m2的用量施用至需要粘合的膜上。将第二层膜层压到涂覆有粘合剂的第一层膜的一侧使得在固化后能够得到复合膜，所述复合膜用作包装材料，特别是，用于食品，以及用于上述其它应用的包装材料。这种粘合剂体系通常是透明的并且单个组分通常是彼此容易混溶的。然而已知的体系的缺点是，由于两个组分间的化学或物理不相容性，偶尔只能得到不充分的混合物，这导致粘合力不足的问题。其它缺点是这类体系具有相对高的成本并且基本上是由石油产品制备的。最后，一些已知体系具有低粘度，导致这些体系与膜相互作用并在膜上涂抹印刷油墨，并且深入渗透到染料中，使得需要更大的用量用于粘合。本专利技术因此来解决提供不具有前述缺点的聚氨酯粘合剂的问题。出人意料地发现前述缺点可以通过在已知粘合体系中使用特殊填料来克服。使用的填料因此必须具有非常小的粒径，一方面，为了适用于厚度小于5μm，通常约2μm的薄粘合层。另一方面，所述填料在硬度及其润湿行为上必须具有特定的性质。相应的包含填料的粘合剂组合物的特征在于，一方面具有显著提高的不相容组分的可混溶性。另外，因为相比于粘合剂体系的原材料，填料更便宜地得到，因此使用这些填料可以显著降低粘合剂组合物的成本。此外，使用这种填料能够“粘合”非常低粘度的体系，以降低粘合剂渗透入(印刷)膜。而且这些填料通常不是基于石油的，因此是资源节约的。最后，出人意料地发现填料的使用几乎没有明显降低粘合层的透明性，并且对于高能辐射更低的透过性使得能够更好地保护包装产品，特别是食品暴露于光下。在第一方面，本专利技术因此涉及聚氨酯基层压粘合剂组合物，特别是，用于层压膜的聚氨酯基层压粘合剂组合物，其相对于组合物的总重量，包含5-50重量％，优选10-40重量％，特别优选20-30重量％的至少一种固体颗粒填料，其中a)所述至少一种填料中的至少90％的填料颗粒具有4μm或更小的粒径，并且b)所述至少一种填料具有3或更小的莫氏硬度。在另一方面，本专利技术涉及：用于制备复合膜的方法，其中至少两种相同或不同的塑料膜使用例如这里所述的层压粘合剂组合物粘合；并且涉及相应制备的复合膜。本专利技术也包括以这种方式制备的复合膜作为包装，特别是用于包装药品或食品的包装的用途。在另一方面，本专利技术涉及这里描述的层压粘合剂组合物粘合膜的用途。除非另有说明，本文中所述的分子量是指数均分子量(Mn)。分子量Mn可以基于端基分析(依照DIN53240-1:2013-06的羟值)测定，或通过依据DIN55672-1:2007-08使用THF作为洗脱剂的凝胶渗透色谱(GPC)来测定。除非另有说明，所述的分子量是通过GPC测定的分子量。重均分子量Mw也可以通过如上所述的GPC测定。关于组分，“至少一种”是指组分的类型，而不是指分子的绝对数量。因此，“至少一种多元醇”是指，例如，至少一种类型的多元醇，也就是，可使用一种类型的多元醇或多种不同类型多元醇的混合物。同样关于重量，是涉及包含在组合物/混合物中相关类型的所有化合物，也就是，组合物除了给定量的相应化合物之外不含其它化合物。除非另有明确说明，与文中描述的组合物相关的所有百分比是指重量％，各自涉及相关的混合物。文中使用的与数值相关的“约”是指数值±10％，优选±5％。所使用的填料是当在室温(20℃)和大气压下(1013mbar)下，有机或无机化合物或不同化合物的混合物的固体颗粒。所述填料优选包括盐或矿物。所用填料的特征在于至少90％的填料颗粒的粒径为4μm或更小(x90≤4μm)。优选地，至少50％的填料颗粒的粒径为1.5μm或更小(x50≤1.5μm)。特别优选地，至少10％的填料颗粒的粒径为0.3μm或更小(x10≤0.3μm)。符合所有这三个条件，即粒径分布x10≤0.3μm，x50≤1.5μm，且x90≤4μm的填料是特别优选的。术语x10,x50,orx90(分别)是指粒径分布的10百分率，50百分率，和90百分率。例如，x90＝4表示90％的颗粒的粒径为4μm或更小，而10％的颗粒的粒径大于4μm。相应地，x90≤4表示至少90％的颗粒的粒径为4μm或更小，而至多10％的颗粒的粒径大于4μm。有多种方法可以用于测定颗粒的粒径或粒径分布，尤其是，筛分析(依据IS0787，第七节)、沉淀分析(依据DIN66115)，以及依据标准ISO13320:2009(E)(2009年12月1日的修正版本)的激光光散射方法测定。除非另有说明，所述测定根据标准ISO13320:2009(E)进行。然后基于已知粒径分布的标准球形参考物质-也就是球形标准参考物质(CRMs)进行校正。所述球形参考物质的粒径是指球形参考物质的颗粒直径。以百分比(％)表示的量指根据标准ISO13320:2009(E)的体积分数(vol％)。此外更优选填料基本上是球形的，也就是，特别地，不是板状或针/纤维的形状。在不同的实施方案中，填料因此不是页硅酸盐或类似的矿物。优选填料以颗粒或微晶的形式存在，特别地，是接近球形的，即长径比为约1:1.颗粒粒径对于粘合剂层的层厚是重要的。因为通常复合膜中的粘合剂层的厚度仅仅1-5μm，因此填料的粒径与如此薄的厚度相匹配是非常重要的，即，平均粒径不超过这些厚度。现有技术中通常使用的填料的平均粒径通常为25μm或更大，因此不适合于所述的层压粘合剂。纳米颗粒，由于成本和仍未解决的健康危害以及其对粘度的影响原因，而更不合适。因此根据本专利技术优选的是填料不是纳米颗粒，也不包含任何超过自然存在含量的纳米颗粒。因此优选组合物包含的填料中，相对于所述填料，粒径≤0.1μm的填料颗粒的含量为至多5％。所述至少一种填料因此优选的粒径分布为x5≥0.1μm。因此特别优选所述至少一种填料的粒径分布为x10≤0.3μm，x50≤1.5μm，x90≤4μm，且x5≥0.1μm。使用的填料的莫氏硬度为3或更小。这确保了包含填料的粘合剂组合物与常规使用的层压机器相匹配。因为更大的硬度可导致对常规层压过程中使用的滚筒的损害，因此更大的硬度对于磨损性是有害的。莫氏硬度通过对比给定物质与参照物质来得到，所述参考物质已经按顺序量表(莫氏硬度)分配数值1-10。量表本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于聚氨酯的层压粘合剂组合物，所述层压粘合剂组合物特别是用于层压膜，其中相对于该层压粘合剂组合物的总重量，所述组合物包含5‑50重量％，优选10‑40重量％，特别优选20‑30重量％的至少一种固体颗粒填料，其特征在于，a)所述至少一种填料的至少90％的填料颗粒具有4μm或更小的粒径，以及b)所述至少一种填料具有3或更小的莫氏硬度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.04 DE 102014212999.01.基于聚氨酯的层压粘合剂组合物，所述层压粘合剂组合物特别是用于层压膜，其中相对于该层压粘合剂组合物的总重量，所述组合物包含5-50重量％，优选10-40重量％，特别优选20-30重量％的至少一种固体颗粒填料，其特征在于，a)所述至少一种填料的至少90％的填料颗粒具有4μm或更小的粒径，以及b)所述至少一种填料具有3或更小的莫氏硬度。2.如权利要求1所述的层压粘合剂组合物，其特征在于，所述至少一种填料的粒径分布为x10≤0.3μm，x50≤1.5μm，且x90≤4μm。3.如权利要求1或2所述的层压粘合剂组合物，其特征在于，所述至少一种填料的吸油值为50或更小，优选为40或更小。4.如权利要求1-3之一所述的层压粘合剂组合物，其特征在于，所述填料选自碳酸钙、硫酸钙、白云石、及其混合物。5.如权利要求1-4之一所述的层压粘合剂组合物，其特征在于，所述层压粘合剂组合物是双组分聚氨酯粘合剂，以及a)包含至少一种NCO反应性的、特别是羟基封端的聚氨酯预聚物作为树脂组分和至少一种多异氰酸酯作为固化剂组分，或b)包含至少一种NCO封端的聚氨酯预...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·格尔曼，D·班克曼，M·弗兰肯，J·格鲁伊特莱，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE