皇冠蓋用高性能PE粘結塗料及其製備方法與流程
2023-11-10 07:30:57
本發明涉及粘結塗料領域，尤其涉及皇冠蓋用高性能pe粘結塗料及其製備方法。
背景技術：
啤酒或飲料瓶的皇冠蓋用於玻璃瓶的密封保護作用,需要瓶蓋和瓶身結合後承受一定的壓力不洩漏，因此在瓶蓋內需注入一層彈性材料，這層彈性材料和基材鐵的附著力不夠，因此需要在鐵基材上塗覆塗料，塗料烘烤固化後形成樹脂塗層,該塗層在加熱狀態下起到粘合彈材料層和保護鐵基材不生鏽的作用。以往國內彈性材料使用pvc(聚氯乙烯)和顏填料再混合大量塑化劑調製而成，該材料在食品安全性上不符合最新法規，現如今該彈性材料逐步改為聚烯烴(pe)彈性體。
又如中國專利文獻cn201734917u中公開了一種用於啤酒、飲料皇冠蓋的粘合劑塗料及皇冠蓋的製作方法，所述粘合劑塗料包括環氧樹脂、酚醛樹脂、氨基樹脂、改性聚乙烯微粉蠟、助劑及混合溶劑。該文獻雖然能實現將皇冠蓋和pe材料粘結，但是主要起粘結作用的改性聚乙烯微粉蠟粘結力不強，最大為394n/cm2，在使用過程中極易使得皇冠蓋和pe材料分離，起不到需要的效果。
技術實現要素：
為克服上述缺點，本發明的目的之一在於提供一種粘結效果更好的皇冠蓋用高性能pe粘結塗料,本發明的目的之二在於提供一種與目的之一相對應的皇冠蓋用高性能pe粘結塗料的製備方法。
為了達到以上目的之一，本發明採用的技術方案是：一種皇冠蓋用高性能pe粘結塗料，按重量百分數記，包括以下組分：環氧樹脂20-40％、酚醛樹脂2-10％、氨基樹脂1-5％、有機溶劑30-60％、催化劑0.1-2％、聚酯樹脂2-8％。本發明通過採用聚酯樹脂替代改性聚乙烯微粉蠟，聚酯樹脂的極性鍵可以和墊片裡的少量極性基團產生吸附作用，使得塗料的粘結強度更高，粘結效果更好。
優選地，所述聚酯樹脂為聚酯樹脂lth。本發明通過採用德固賽公司的lth聚酯樹脂，該聚酯分子量較小，酸值較高，加入後可以增加塗膜對底材的附著力，增強對墊片的粘結力，同時還增加了塗膜耐衝擊性。
優選地，所述環氧樹脂為環氧樹脂607。本發明通過採用環氧樹脂607，環氧樹脂607為環氧當量在2100-2400g/eq的雙酚a型環氧樹脂，如果分子量再低的環氧會造成塗層柔韌性不足，分子量高塗料固形份會降低，溶劑添加量大，不利於成本和環保問題。
優選地，所述酚醛樹脂可選自pr34419、pr612、pr285或pf6535lb中的至少一種。
優選地，述氨基樹脂可選自bf892、td126或cymel659中的至少一種。
優選地，所述有機溶劑可選自二甲苯、環己酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯或乙二醇乙醚醋酸酯中的至少一種。
優選地，所述催化劑可選自封閉型十二烷基苯磺酸、封閉對甲苯磺酸或封閉二壬基奈磺酸中的至少一種。
為了達到以上目的之二，本發明採用的技術方案是：
一種皇冠蓋用高性能pe粘結塗料的製備方法，包括以下步驟：
第一步：把一定質量的有機溶劑加入溶解釜,在攪拌下加入一定質量的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得一定質量的lth溶液；
第二步：把一定質量的有機溶劑加入另一溶解釜,在攪拌下加入一定質量的環氧樹脂，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把一定質量的酚醛樹脂加入上述環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入一定質量的氨基樹脂，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入一定質量的催化劑，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
採用本發明的技術方案，該粘結塗料用於粘接皇冠蓋和pe層時，本發明人驚奇地發現其粘結力得到了顯著的提高，其粘結力最大為573n/cm2，比現有技術的394n/cm2提高了45％，取得了較好的技術效果。
具體實施方式
下面對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。
以下所述聚酯樹脂是選自德固賽公司德lth。
以下牌號為pr34419的酚醛樹脂選自助友化學公司，固含量為72％。
以下牌號為pr612的酚醛樹脂選自湛新公司，固含量為80％。
以下牌號為pr285的酚醛樹脂選自湛新公司，固含量為55％。
以下牌號為pf6535lb的酚醛樹脂選自bakelite公司，固含量為65％。
以下牌號為bf892的氨基樹脂選自dsm公司，固含量為68％。
以下牌號為td126的氨基樹脂選自dic公司，固含量為60％。
以下牌號為cymel659的氨基樹脂選自湛新公司，固含量為72％。
【實施例1】：
第一步：把2.8kg的二甲苯加入溶解釜,在攪拌下加入4.2kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得7kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把20kg的環己酮和20.7kg的丙二醇甲醚醋酸酯加入另一溶解釜,在攪拌下加入35kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把9kg的pr34419加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入4.5kg的bf892，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入1kg的封閉型十二烷基苯磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例2】：
第一步：把2kg的環己酮加入溶解釜,在攪拌下加入3kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得5kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把57kg的環己酮加入另一溶解釜,在攪拌下加入20kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把10kg的pr285加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入5kg的td126，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入1kg的封閉對甲苯磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例3】：
第一步：把1.2kg的丙二醇甲醚加入溶解釜,在攪拌下加入1.8kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得3kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把58.8kg的丙二醇甲醚加入另一溶解釜,在攪拌下加入32kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把2kg的pf6535lb加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入0.5kg的td126和0.5kg的bf892，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入2kg的封閉二壬基奈磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例4】：
第一步：把2kg的丙二醇甲醚醋酸酯加入溶解釜,在攪拌下加入3kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得5kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把42.9kg的丙二醇甲醚醋酸酯加入另一溶解釜,在攪拌下加入40kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把2.5kg的pr285和2.5kg的pr34419加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入3kg的td126和2kg的bf892，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入0.05kg的封閉對甲苯磺酸和0.05kg的封閉型十二烷基苯磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例5】：
第一步：把2kg的乙二醇乙醚醋酸酯加入溶解釜,在攪拌下加入3kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得5kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把36kg的乙二醇乙醚醋酸酯加入另一溶解釜,在攪拌下加入40kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把5kg的pr34419和5kg的pr612加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入2kg的td126、2kg的bf892和1kg的cymel659，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入1kg的封閉對甲苯磺酸和1kg的封閉二壬基奈磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例6】：
第一步：把0.8kg的二甲苯加入溶解釜,在攪拌下加入1.2kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得2kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把58.7kg的二甲苯加入另一溶解釜,在攪拌下加入32kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把1kg的pr34419和2kg的pr612加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入2kg的td126，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入1kg的封閉型十二烷基苯磺酸和0.5kg的封閉二壬基奈磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例7】：
第一步：把1.6kg的丙二醇甲醚加入溶解釜,在攪拌下加入2.4kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得4kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把57.4kg的乙二醇乙醚醋酸酯加入另一溶解釜,在攪拌下加入27kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把2kg的pr285和2kg的pr612加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入4kg的bf892，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入1kg的封閉型十二烷基苯磺酸、0.5kg的封閉二壬基奈磺酸和0.5kg的封閉對甲苯磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例8】：
第一步：把1.4kg的二甲苯加入溶解釜,在攪拌下加入2.1kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得3.5kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把56.4kg的環己酮加入另一溶解釜,在攪拌下加入29kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把3kg的pr285和4kg的pf6535lb加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入1kg的td126和1kg的cymel659，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入0.7kg的封閉型十二烷基苯磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例9】：
第一步：把3.2kg的二甲苯加入溶解釜,在攪拌下加入4.8kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得4kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把23.1kg的環己酮、10kg的丙二醇甲醚、10kg的丙二醇甲醚醋酸酯加入另一溶解釜,在攪拌下加入33kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把4kg的pr285、2kg的pr612和2kg的pr34419加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入2.5kg的bf892和2kg的cymel659，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入0.2kg的封閉對甲苯磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例10】：
第一步：把2kg的乙二醇乙醚醋酸酯加入溶解釜,在攪拌下加入3kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得5kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把11kg的二甲苯、10kg的環己酮、10kg的丙二醇甲醚和10kg的丙二醇甲醚醋酸酯加入另一溶解釜,在攪拌下加入33kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把2kg的pr34419、2kg的pr612、2kg的pr285和3kg的pf6535lb加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入5kg的cymel659，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入2kg的封閉二壬基奈磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例11】：
第一步：把2kg的丙二醇甲醚醋酸酯加入溶解釜,在攪拌下加入3kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得5kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把23kg的丙二醇甲醚醋酸酯、10kg的環己酮和10kg的丙二醇甲醚加入另一溶解釜,在攪拌下加入35kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把9kg的pf6535lb加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入5kg的cymel659，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入1kg的封閉對甲苯磺酸和1kg的封閉型十二烷基苯磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例12】：
第一步：把1.4kg的二甲苯加入溶解釜,在攪拌下加入2.1kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得3.5kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：把19.6kg的二甲苯、20kg的環己酮和10kg的乙二醇乙醚醋酸酯加入另一溶解釜,在攪拌下加入39kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把3.5kg的pf6535lb加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入2kg的cymel659，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液，攪拌10分鐘，再加入0.5kg的封閉型十二烷基苯磺酸和0.5kg的封閉對甲苯磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【實施例13】：
第一步：把1.4kg的二甲苯加入溶解釜,在攪拌下加入2.1kg的lth固體,封閉人孔開啟蒸汽加熱,維持釜內溫度60-70℃1小時,冷卻至40℃以下過濾放出,即得3.5kg的60％固形份的lth溶液；
第二步：在分散設備內預先加入0.1kg的二甲苯,在攪拌下加入0.1kg的改性聚乙烯微粉蠟,投料結束後開啟高速分散至1200轉/分鐘左右，分散20分鐘，同時開啟夾套冷卻水，維持分散釜內料液溫度在40℃以下備用；
第三步：把19.6kg的二甲苯、20kg的環己酮和10kg的乙二醇乙醚醋酸酯加入另一溶解釜,在攪拌下加入39kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第四步：把3.5kg的pf6535lb加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入2kg的cymel659，再攪拌10分鐘後加入全部的上述lth溶液和改性聚乙烯蠟漿，攪拌10分鐘，再加入0.5kg的封閉型十二烷基苯磺酸和0.5kg的封閉對甲苯磺酸，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【比較例1】：
第一步：在分散設備內預先加入4kg的二甲苯,在攪拌下加入4kg的改性聚乙烯微粉蠟,投料結束後開啟高速分散至1200轉/分鐘左右，分散20分鐘，同時開啟夾套冷卻水，維持分散釜內料液溫度在40℃以下備用；
第二步：把26kg的二甲苯、10kg的環己酮和10kg的乙二醇乙醚醋酸酯加入溶解釜,在攪拌下加入35kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把7kg的酚醛樹脂加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入3kg的氨基樹脂，再攪拌10分鐘後加入全部的上述聚氧化乙烯蠟漿，攪拌10分鐘，再加入1kg的king金氏n-5225，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【比較例2】：
第一步：在分散設備內預先加入5kg的環己酮,在攪拌下加入5kg的改性聚乙烯微粉蠟,投料結束後開啟高速分散至1200轉/分鐘左右，分散20分鐘，同時開啟夾套冷卻水，維持分散釜內料液溫度在40℃以下備用；
第二步：把54kg的環己酮加入溶解釜,在攪拌下加入20kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把10kg的酚醛樹脂加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入5kg的氨基樹脂，再攪拌10分鐘後加入全部的上述聚氧化乙烯蠟漿，攪拌10分鐘，再加入1kg的king金氏n-5225，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【比較例3】：
第一步：在分散設備內預先加入3kg的丙二醇甲醚,在攪拌下加入3kg的改性聚乙烯微粉蠟,投料結束後開啟高速分散至1200轉/分鐘左右，分散20分鐘，同時開啟夾套冷卻水，維持分散釜內料液溫度在40℃以下備用；
第二步：把57kg的丙二醇甲醚加入溶解釜,在攪拌下加入32kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把2kg的酚醛樹脂加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入1kg的氨基樹脂，再攪拌10分鐘後加入全部的上述聚氧化乙烯蠟漿，攪拌10分鐘，再加入2kg的king金氏n-5225，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【比較例4】：
第一步：在分散設備內預先加入5kg的二甲苯,在攪拌下加入5kg的改性聚乙烯微粉蠟,投料結束後開啟高速分散至1200轉/分鐘左右，分散20分鐘，同時開啟夾套冷卻水，維持分散釜內料液溫度在40℃以下備用；
第二步：把39.9kg的丙二醇甲醚醋酸酯加入溶解釜,在攪拌下加入40kg環氧樹脂607，升溫至100-110℃，維持1小時待環氧樹脂溶解完全，並降溫至50℃以下待用；
第三步：把5kg的酚醛樹脂加入環氧樹脂溶液內，攪拌10分鐘後繼續加入5kg的氨基樹脂，再攪拌10分鐘後加入全部的上述聚氧化乙烯蠟漿，攪拌10分鐘，再加入0.1kg的king金氏n-5225，再攪拌35分鐘以上取樣檢測，合格後過濾包裝。
【產品檢測】：
檢測儀器：電子拉力測試儀(拉力範圍：1000n)
檢測對象：實施例1-13及比較例1-4中的塗料
方法：將待測塗料塗於馬口鐵,經烘烤後製得塗覆板,裁剪成邊長1cm的正方形片,將拉力模塊使用特定膠水粘結於塗覆板正反面,放置1小時待膠水完全乾透,將模塊連同待測樣片裝於測試儀上,啟動儀器,待模塊間相互分離記錄儀器上拉力讀數,再除以試樣面積得出結果。
【檢測結果】：
在表1中列出了根據實施例1-13所製備的皇冠蓋用高性能pe粘結塗料在測試方法下的測試結果：
表1
(實施例13除上表的成分外還加入了0.1kg的溶劑和0.1kg的改性聚乙烯微粉蠟)
在表2中列出了根據比較例1-4所製備的用於啤酒、飲料皇冠蓋的粘合劑塗料在測試方法下的測試結果：
表2
以上實施方式只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人了解本發明的內容並加以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍，凡根據本發明精神實質所做的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍內。