Ламинирующий клей с низким содержанием мономера
Настоящее изобретение относится к композиции ламинирующего клея и к способу ее получения. Композиция ламинирующего клея содержит a) первый форполимер, содержащий продукт взаимодействия метилендифенилдиизоцианата и первого полиола, и b) второй форполимер, содержащий продукт взаимодействия изоцианата и второго полиола. Указанный второй форполимер подвергают отгонке легких фракций, чтобы содержание свободных мономеров изоцианата в нем составляло менее 0,1 массового процента. Изоцианат во втором форполимере содержит толуолдиизоцианат. Композиция ламинирующего клея по существу не содержит растворителей. Содержание первичных ароматических аминов через 7 дней в композиции составляет 0,24 мкг/100 мл. Полученная композиция ламинирующего клея имеет повышенную скорость разложения первичных ароматических аминов при сохранении разумного времени отверждения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 16 табл., 2 пр.
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США № 62/063256, поданной 13 октября 2014 г., которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится к композициям ламинирующего клея и к способам получения указанных композиций.
Уровень техники
Материалы, содержащие форполимеры ТДИ, МДИ и алифатические изоцианаты, применяют для обеспечения быстрого разложения первичных ароматических аминов (ПАА), которое может занимать всего три дня для особенно важных ламинатов. Тем не менее, указанные композиции имеют значительно большие времена отверждения, обусловленные низкой активностью алифатических изоцианатов.
Типичные не содержащие растворителей составы клеев включают один или более полиолов, прореагировавших с мономерными диизоцианатами. Для снижения вязкости применяют избыток мономеров метилендифенилдиизоцианата (МДИ), чтобы указанные системы можно было применять на стандартных бессольвентных ламинаторах. Избыток мономеров МДИ приводит к более медленному разложению ПАА. Следовательно, были бы желательны смеси, имеющие повышенную скорость разложения ПАА при сохранении разумных времен отверждения.
Краткое описание изобретения
Согласно настоящему изобретению предложена композиция ламинирующего клея и ламинаты для изготовления гибкой упаковки.
Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения предложена композиция ламинирующего клея, содержащая a) первый форполимер, содержащий продукт взаимодействия метилендифенилдиизоцианата и полиола, и b) второй форполимер, содержащий продукт взаимодействия изоцианата и второго полиола, причем указанный второй форполимер содержит менее 0,1 массового процента свободных мономеров изоцианата, причем указанная композиция ламинирующего клея по существу не содержит растворителей.
Согласно другому альтернативному варианту реализации настоящего изобретения дополнительно предложены ламинаты для гибкой упаковки, содержащие композицию ламинирующего клея согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение представляет собой композицию ламинирующего клея. Настоящее изобретение представляет собой композицию ламинирующего клея, по существу не содержащую растворителей. Композиция ламинирующего клея содержит a) первый форполимер, содержащий продукт взаимодействия метилендифенилдиизоцианата и полиола, и b) второй форполимер, содержащий продукт взаимодействия изоцианата и второго полиола, причем указанный второй форполимер содержит менее 0,1 массового процента свободных мономеров изоцианата.
Композиция ламинирующего клея может дополнительно содержать, факультативно, одно или более поверхностно-активных веществ, факультативно, один или более диспергаторов, факультативно, один или более загустителей, факультативно, один или более пигментов, факультативно, один или более наполнителей, факультативно, один или более агентов замораживания-оттаивания, факультативно, один или более нейтрализующих агентов, факультативно, один или более пластификаторов, факультативно, один или более придающих липкость агентов, факультативно, один или более усилителей адгезии и/или, факультативно, комбинации указанных агентов.
Настоящее изобретение включает композицию ламинирующего клея, более подробно описанную ниже. Композиция ламинирующего клея может дополнительно содержать, факультативно, одно или более поверхностно-активных веществ, факультативно, один или более диспергаторов, факультативно, один или более загустителей, факультативно, один или более пигментов, факультативно, один или более наполнителей, факультативно, один или более агентов замораживания-оттаивания, факультативно, один или более нейтрализующих агентов, факультативно, один или более пластификаторов, факультативно, один или более придающих липкость агентов, факультативно, один или более усилителей адгезии и/или, факультативно, комбинации указанных агентов. Композиция ламинирующего клея может дополнительно содержать любые другие добавки. Примеры других добавок включают, без ограничения, уничтожающие плесень агенты и фунгициды.
Термин «первый форполимер» в настоящем описании относится к потоку, содержащему первый форполимер. Первый форполимер по существу не содержит растворителя.
Согласно различным вариантам реализации, первый форполимер содержит продукт взаимодействия метилендифенилдиизоцианата (МДИ) и первого полиола. Можно применять любой подходящий МДИ, такой как, например, 2,2'-МДИ, 2,4'-МДИ и 4,4'-МДИ.
Примеры полиолов, которые можно применять для получения первого форполимера, включают, без ограничения, алифатические и ароматические сложные полиэфирполиолы, включая сложные полиэфирполиолы на основе капролактона, сложные полиэфирполиолы на основе растительного масла, любые гибридные сложные полиэфирные/простые полиэфирные полиолы, полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли, полибутиленгликоли, простые полиэфирполиолы на основе PTMEG (политетраметиленэфиргликоля); простые полиэфирполиолы на основе этиленоксида, пропиленоксида, бутиленоксида и смесей указанных соединений, поликарбонатполиолы, полиацетальполиолы, полиакрилатполиолы, полиэфирамидполиолы, политиоэфирполиолы, полиолефинполиолы, такие как насыщенные или ненасыщенные полибутадиенполиолы, низкомолекулярные соединения, содержащие две или более свободные гидроксильные группы, и смеси любых двух или более указанных соединений. Согласно одному из вариантов реализации, применяют смесь, содержащую простые полиэфирполиолы на основе пропиленоксида и сложные полиэфирполиолы.
Первый форполимер содержится в ламинирующем клее в количестве от 0,1 массового процента до 99,9 массовых процентов. Все отдельные значения и поддиапазоны от 0,1 до 99,9 массовых процентов включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, массовый процент первого форполимера может составлять от нижнего предела 0,1, 5, 30 или 45 массовых процентов до верхнего предела 75, 82, 85, 90 или 95 массовых процентов. Например, композиция ламинирующего клея может содержать от 5 до 95 процентов по массе первого форполимера или, альтернативно, композиция ламинирующего клея может содержать от 5 до 90 процентов по массе первого форполимера; или, альтернативно, композиция ламинирующего клея может содержать от 5 до 85 процентов по массе первого форполимера; или, альтернативно, композиция ламинирующего клея может содержать от 30 до 85 процентов по массе первого форполимера.
Среднечисленная молекулярная масса первого форполимера, применяемого в настоящем изобретении, может составлять, например, от 500 до 10000. Все отдельные значения и поддиапазоны от 500 до 10000 включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, первый форполимер может иметь среднечисленную молекулярную массу в диапазоне от 1000 до примерно 5000.
Первый форполимер, применяемый в настоящем изобретении, можно получать при помощи любого общеизвестного способа, например, растворного способа, расплавного способа или способа смешивания форполимера в присутствии одного или более неорганических катализаторов, одного или более органических катализаторов, и/или комбинации указанных катализаторов. Кроме того, первый форполимер можно получать, например, при помощи способа взаимодействия полиизоцианата с соединением, содержащим активный водород, где примеры указанного способа включают 1) способ взаимодействия полиизоцианата с полиолом без применения органического растворителя, и 2) способ взаимодействия полиизоцианата с полиолом в органическом растворителе с последующим удалением растворителя.
Например полиизоцианат может взаимодействовать с соединением, содержащим активный водород, при температуре в диапазоне от 20°С до 120°С; или, альтернативно, в диапазоне от 30°С до 100°C, в эквивалентном отношении изоцианатной группы к группе активного водорода, составляющем, например, от 1,1:1 до 3:1 или, альтернативно, от 1,2:1 до 2:1. В альтернативном варианте, форполимер можно получать с избыточным количеством полиола, что способствует получению полимеров с гидроксильными концевыми группами.
Термин «второй форполимер» в настоящем описании относится к потоку, содержащему второй форполимер. Второй форполимер также по существу не содержит растворителя.
В различных вариантах реализации настоящего изобретения второй форполимер содержит продукт взаимодействия изоцианата и одного или более полиолов. Указанные полиолы могут быть выбраны из перечисленных выше полиолов, и могут быть одинаковыми или отличными от полиола (полиолов), применяемых для получения первого форполимера.
В различных вариантах реализации настоящего изобретения изоцианаты, применяемые для получения второго форполимера, представляют собой алифатические изоцианаты. В одном из вариантов реализации настоящего изобретения изоцианат содержит толуолдиизоцианат (ТДИ).
Коммерческие примеры второго форполимера включают, без ограничения, MOR-FREETM ELM 415A и MOR-FREETM 200C.
Второй форполимер содержится в ламинирующем клее в количестве от 0,1 массового процента до 99,9 массовых процентов. Все отдельные значения и поддиапазоны от 0,1 до 99,9 массовых процентов включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, массовый процент второго форполимера может составлять от нижнего предела 0,4, 2, 8 или 15 массовых процентов до верхнего предела 30, 40, 55, 60 или 75 массовых процентов. Например, композиция ламинирующего клея может содержать от 0,4 до 75 процентов по массе второго форполимера; или, альтернативно, композиция ламинирующего клея может содержать от 2 до 60 процентов по массе второго форполимера; или, альтернативно, композиция ламинирующего клея может содержать от 8 до 55 процентов по массе второго форполимера; или, альтернативно, композиция ламинирующего клея может содержать от 15 до 40 процентов по массе второго форполимера.
Среднечисленная молекулярная масса второго форполимера, применяемого в настоящем изобретении, может составлять, например, от 500 до 10000. Все отдельные значения и поддиапазоны от 500 до 5000 включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, второй форполимер может иметь среднечисленную молекулярную массу в диапазоне от 500 до примерно 2000.
Второй форполимер можно получать так же, как и первый форполимер. Затем второй форполимер подвергают способу отгонки легких фракций, для удаления избытка мономеров изоцианата. Полученный второй форполимер содержит менее 0,1 массового процента мономеров. Все отдельные значения и поддиапазоны от 0 до 0,1 массового процента включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, второй форполимер может содержать 0 массовых процентов мономеров, 0,037 массового процента мономеров, 0,05 массового процента мономеров, 0,06 массового процента мономеров, 0,0 массового процента мономеров, 0,085 массового процента мономеров и 0,09 массового процента мономеров.
Композиция ламинирующего клея может дополнительно содержать, факультативно, одно или более поверхностно-активных веществ, факультативно, один или более диспергаторов, факультативно, один или более загустителей, факультативно, один или более пигментов, факультативно, один или более наполнителей, факультативно, один или более агентов замораживания-оттаивания, факультативно, один или более нейтрализующих агентов, факультативно, один или более пластификаторов, факультативно, один или более придающих липкость агентов, факультативно, один или более усилителей адгезии и/или, факультативно, комбинации указанных агентов.
Кроме того, согласно настоящему изобретению предложен способ получения композиции ламинирующего клея, включающий, состоящий из или состоящий по существу из смешивания i) первого форполимера, содержащего продукт взаимодействия изоцианата, выбранного из группы, состоящей из МДИ и ИМДИ, и первого полиола, и ii) второго форполимера, содержащего менее 0,1 массового процента свободных мономеров.
В различных вариантах реализации настоящего изобретения компоненты можно смешивать при температуре в диапазоне от 20°С до 120°С.
Композицию ламинирующего клея можно получать с использованием любого числа смесительных устройств. Одно из указанных устройств может представлять собой вертикальный смесительный сосуд с двумя осями, причем первая ось несет стреловидную лопасть, и вторая ось несет высокоскоростной диспергатор. В сосуд можно вводить первый и второй форполимеры. В этот момент можно запустить стреловидную лопасть, и после этого в сосуд можно вводить поверхностно-активное вещество, загуститель, диспергатор, агенты замораживания-оттаивания и такие добавки, как пропиленгликоль и пластификатор. После того, как в сосуд введено достаточно материала, так чтобы была покрыта лопасть высокоскоростного диспергатора, указанную лопасть можно запускать. В то время, пока включены стреловидная лопасть и высокоскоростной диспергатор, в указанную смесь можно вводить пигменты, такие как диоксид титана, и наполнители, такие как карбонат кальция. Наконец, в сосуд можно вводить нейтрализующий агент, такой как аммиак. Перемешивание необходимо продолжать, например, при температуре 25°С, до тщательного перемешивания полученной смеси. Смесь можно вакуумировать или не вакуумировать. Вакуумирование смеси можно осуществлять в любом подходящем контейнере, в смесителе или вне смесителя.
Композиция ламинирующего клея в общем случае имеет скорость разложения первичного ароматического амина в диапазоне от 1 дня до 3 дней на пленке ориентированного полиамида/полиэтилена-этилвинилацетата, содержащей 3 массовых процента этилвинилацетата. Все отдельные значения и поддиапазоны от 1 до 3 дней включены в настоящее описание и раскрыты в настоящем описании; например, композиция может иметь скорость разложения первичного ароматического амина 1,4 дня, 2 дня, 2,2 дня, 2,7 дня или 2,9 дня.
Ламинирующие клеи согласно настоящему изобретению подходят для гибкой упаковки для свежих пищевых и молочных продуктов. Также их можно применять в качестве высокотехнологичных ламинатов для упаковки кофе и закусок.
Примеры
MOR-FREE 200C представляет собой тример на основе ГДИ, доступный от The Dow Chemical Company.
Bester 648 представляет собой смолу на основе сложных полиэфиров.
Voranol P400 представляет собой полипропиленгликоль, доступный от The Dow Chemical Company.
SYNALOX 100D45 представляет собой смазывающее вещество на основе поли(оксипропилена), доступное от The Dow Chemical Company.
MOR-FREE ELM 425A представляет собой продукт ТДИ/полиэтиленгликоля, доступный от The Dow Chemical Company. Он содержит < 0,1% масс. свободных мономеров.
MOR-FREE ELM 415A представляет собой продукт ТДИ/полиэтиленгликоля, доступный от The Dow Chemical Company. Он содержит 0% масс. свободных мономеров.
MOR-FREE L75-100 представляет собой продукт МДИ/полипропиленгликоля/ смолы на основе сложных полиэфиров, доступный от The Dow Chemical Company. Он содержит 24% масс. свободных мономеров.
Продукты с крайне низким содержанием мономеров смешивали с различными традиционными не содержащими растворителя клеями. Полученные составы показаны в таблице 1 ниже.
Промежуточный 1 – 49% чистого МДИ, 11% Bester 648, 40% SYNALOX 100D45
Промежуточный 2 – 51% чистого МДИ, 8% Bester 648, 41% SYNALOX 100D45
Смесь МДИ представляла собой смесь 4,4', 4,2' и 2,2' МДИ.
Таблица 1
| Сравнительный пример A | Сравнительный пример B | Сравнительный пример C | Сравнительный пример D | Сравнительный пример E | Пример изобретения 1 | Пример изобретения 2 | |
| Вязкость @ 25°C (мПа·с) | 6200-9500 | 8300 | 4900 | 14700 | 8600 | ||
| NCO (% масс./масс.) | 12,5-13,5 | 12,86 | 9,10 | 13,20 | 10,90 | 12,27 | 12,37 |
| Содержание мономера (% масс./масс.) | 24 | 24 | <0,1 | 17 | <0,1 | 17 | 18 |
| Внешний вид | Прозрачный | Прозрачный | Прозрачный | Прозрачный | Прозрачный | Прозрачный | Прозрачный |
| Чистый 4,4'-МДИ (% масс./масс.) | 22 | 55 | |||||
| Смесь МДИ | 33 | ||||||
| N3300 | 8 | ||||||
| Bester 648 (% масс./масс.) |
9 | 9 | |||||
| MOR-FREE 200C (% масс./масс.) | |||||||
| Voranol P400 (% масс./масс.) | 11 | 11 | |||||
| SYNALOX 100D45 (% масс./масс.) | 26 | 26 | |||||
| MOR-FREE ELM 425A (% масс./масс.) |
100 | ||||||
| MOR-FREE ELM 415A (% масс./масс.) |
100 | 30 | 30 | ||||
| Промежуточный 1 (% масс./масс.) | 92 | ||||||
| Промежуточный 2 | 70 | ||||||
| MOR-FREE L75-100 (% масс./масс.) | 70 |
Сравнительный пример F содержал Liofol H 7735 и этилен-винилацетат (ЭВА).
Таблица 2. Прочность склеивания пленок ориентированного полиамида/полиэтилена – этилен-винилацетата
| Прочность склеивания (Н/15 мм) |
|||
| 1 день | 3 дня (*2 дня) | 7 дней | |
| Сравнительный пример A | 5,6 | 6 | 6 |
| Сравнительный пример B | 5,60 | 6,30 | 6,50 |
| Сравнительный пример C | 6,50 | 6,50 | 6,50 |
| Сравнительный пример F | 7,00 | 6,30 | 6,50 |
| Сравнительный пример D | 3,00 | 5,30 | 5,00 |
| Пример изобретения 1 | 7,20 | 7,10 | 7,00 |
| Сравнительный пример E | 6,70 | 5,70* | 6,30 |
| Пример изобретения 2 | 6,60 | 6,30* | 6,70 |
Таблица 3. Прочность склеивания пленок полиэтилентерефталата/алюминия – полиэтилена
| полиэтилентерефталат//алюминий-полиэтилен (2 г/м2) | ||||
| 1 день (Н/15 мм) | 3 дня (Н/15 мм) | 7 дней (Н/15 мм) | 15 дней (Н/15 мм) | |
| Сравнительный пример B | 5,2 | 3,3 | 3,3 | 3,5 |
| Сравнительный пример C | 3,9 | 3,4 | 2,9 | 3,8 |
| Сравнительный пример F | 4,8 | 4 | 3,5 | 4,5 |
| Пример изобретения 1 | 4,2 | 4,7 | 3,7 | 3,8 |
| Сравнительный пример D | 3,8 | 4 | 3,8 | 3,8 |
| Сравнительный пример E | 1,6 | 3,8 | 3,3 | |
| Пример изобретения 2 | 2,8 | 3,2 | 3,8 | |
| полиэтилентерефталат//алюминий-полиэтилен (2,5 г/м2) | ||||
| Сравнительный пример B | 10,8 | 10,4 | 10,6 | 10,5 |
| Сравнительный пример C | 3,6 | 3,6 | 4,8 | 3,8 |
| Сравнительный пример F | 3,3 | 4,1 | 6,2 | 5,5 |
| Пример изобретения 1 | 4 | 10,1 | 9,8 | 9,7 |
| Сравнительный пример D | 4,1 | 3,9 | 4,2 | 7,5 |
| Сравнительный пример E | 8,5 | 6,7 | 5,6 | |
| Пример изобретения 2 | 11,5 | 12 | 8,9 | |
| Ориентированный полиамид//литой полипропилен (2 г/м2) | ||||
| Сравнительный пример B | 6,3 | 5,7 | 6,1 | |
| Сравнительный пример C | 2,1 | 4,7 | 4,6 | |
| Сравнительный пример F | 4,5 | 5,2 | 5,3 | |
| Пример изобретения 1 | 5,1 | 5,3 | 5,3 | |
| Сравнительный пример D | 5,3 | 5,5 | 5,2 | |
| Сравнительный пример E | 4,7 | 4,8 | 4,5 | |
| Пример изобретения 2 | 5,6 | 6 | 5,6 |
Таблица 4. Прочность склеивания пленок ориентированного полиамида/литого полипропилена (2 г/м2)
| 1 день (Н/15 мм) |
3 дня (Н/15 мм) |
7 дней (Н/15 мм) |
|
| Сравнительный пример B | 6,3 | 5,7 | 6,1 |
| Сравнительный пример C | 2,1 | 4,7 | 4,6 |
| Сравнительный пример F | 4,5 | 5,2 | 5,3 |
| Пример изобретения 1 | 5,1 | 5,3 | 5,3 |
| Сравнительный пример D | 5,3 | 5,5 | 5,2 |
| Сравнительный пример E | 4,7 | 4,8 | 4,5 |
| Пример изобретения 2 | 5,6 | 6 | 5,6 |
Таблица 5. Прочность склеивания после термического цикла (30 мин при 95°C)
| полиэтилентерефталат//алюминий-полиэтилен (2 г/м2), 30 мин 95°C | |
| (Н/15 мм) | |
| Сравнительный пример B | 0,5 |
| Сравнительный пример C | 4,6 |
| Сравнительный пример F | 3,8 |
| Пример изобретения 1 | 3,3 |
| Сравнительный пример D | 3,9 |
| Сравнительный пример E | 6 |
| Пример изобретения 2 | 6 |
| полиэтилентерефталат//алюминий-полиэтилен (2,5 г/м2), 30 мин 95°С | |
| Сравнительный пример B | 1,1 |
| Сравнительный пример C | 1,1 |
| Сравнительный пример F | 3,6 |
| Пример изобретения 1 | 4,9 |
| Сравнительный пример D | 4 |
| Сравнительный пример E | 1,7 |
| Пример изобретения 2 | 2,9 |
| Ориентированный полиамид//литой полипропилен (2 г/м2), 30 мин 121°С | |
| Сравнительный пример B | 6 |
| Сравнительный пример C | 4,7 |
| Сравнительный пример F | 6 |
| Пример изобретения 1 | 6 |
| Сравнительный пример D | 6 |
| Сравнительный пример E | 3,4 |
| Пример изобретения 2 | 4,2 |
Таблица 6. Прочность термосклеивания
| полиэтилентерефталат//алюминий//полиэтилен (2 г/м2) | |
| Прочность термосклеивания (Н/15 мм) | |
| Сравнительный пример B | 41,2 |
| Сравнительный пример C | 49,1 |
| Сравнительный пример F | 53,6 |
| Пример изобретения 1 | 54,2 |
| Сравнительный пример D | 46,9 |
Таблица 7. Прочность термосклеивания
| Ориентированный полиамид//литой полипропилен (2 г/м2) | |
| (Н/15 мм) | |
| Сравнительный пример B | 67,8 |
| Сравнительный пример C | 58,9 |
| Сравнительный пример F | 65,9 |
| Пример изобретения 1 | 64,6 |
| Сравнительный пример D | 69,1 |
Таблица 8. Разложение ПАА (метод УФ-видимого света) (мкг/100 мл анилина)
| 7 дня | 3 дня | 1 день | |
| Сравнительный пример A | 2,38 | 6 | 6 |
| Сравнительный пример B | 1,25 | 6 | 6 |
| Сравнительный пример C | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Сравнительный пример F | 0,6 | 2,35 | 6 |
| Пример изобретения 1 | 0,24 | 0,58 | 6 |
| Сравнительный пример D | 0,2 | 0,44 | 6 |
| Сравнительный пример E | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Пример изобретения 2 | 0,2 | 0,2 | 6 |
Таблицы 9-15: Разложение NCO
Таблица 9. Сравнительный пример B
| h 2919 см-1 (A) | h 2270 см-1 (B) | B/A | % отношение снижения | дни | |
| 1 | 0,3228 | 0,9350 | 2,89653 | 100,00 | 0 |
| 2 | 0,0442 | 0,0082 | 0,18552 | 6,40 | 1 |
| 3 | 0,0662 | 0,0097 | 0,146526 | 5,06 | 2 |
| 4 | 0,0897 | 0,0091 | 0,101449 | 3,50 | 3 |
| 5 | 0,0699 | 0,0071 | 0,101574 | 3,51 | 6 |
| 6 | 0,0543 | 0,0054 | 0,099448 | 3,43 | 8 |
| 7 | 0,0582 | 0,0050 | 0,085911 | 2,97 | 13 |
Таблица 10. Сравнительный пример C
| h 2919 см-1 (A) | h 2270 см-1 (B) | B/A | % отношение снижения | дни | |
| 1 | 0,3112 | 0,8930 | 2,869537 | 100,00 | 0 |
| 2 | 0,0876 | 0,0097 | 0,110731 | 3,86 | 1 |
| 3 | 0,0863 | 0,0001 | 0,001159 | 0,04 | 2 |
Таблица 11. Сравнительный пример F
| h 2867 см-1 (A) | h 2270 см-1 (B) | B/A | % отношение снижения | дни | |
| 1 | 0,2537 | 0,9697 | 3,822231 | 100,00 | 0 |
| 2 | 0,0893 | 0,0150 | 0,167973 | 4,39 | 1 |
| 3 | 0,0554 | 0,0030 | 0,054152 | 1,42 | 2 |
| 4 | 0,0711 | 0,0024 | 0,033755 | 0,88 | 3 |
| 5 | 0,0801 | 0,0014 | 0,017478 | 0,46 | 6 |
Таблица 12. Пример изобретения 1
| h 2919 см-1 (A) | h 2270 см-1 (B) | B/A | % отношение снижения | дни | |
| 1 | 0,3164 | 0,8189 | 2,58818 | 100,00 | 0 |
| 2 | 0,1505 | 0,0028 | 0,018605 | 0,72 | 1 |
| 3 | 0,1213 | 0,0008 | 0,006595 | 0,25 | 2 |
Таблица 13. Сравнительный пример D
| h 2919 см-1 (A) | h 2270 см-1 (B) | B/A | % отношение снижения | дни | |
| 1 | 0,2691 | 0,8171 | 3,036418 | 100,00 | 0 |
| 2 | 0,0861 | 0,0283 | 0,328688 | 10,82 | 1 |
| 3 | 0,0589 | 0,0161 | 0,273345 | 9,00 | 2 |
| 4 | 0,1174 | 0,0128 | 0,109029 | 3,59 | 3 |
| 5 | 0,0656 | 0,0058 | 0,088415 | 2,91 | 6 |
| 6 | 0,0542 | 0,0039 | 0,071956 | 2,37 | 8 |
| 7 | 0,0602 | 0,0048 | 0,079734 | 2,63 | 13 |
Таблица 14. Сравнительный пример E
| h 2868 см-1 (A) | h 2270 см-1 (B) | B/A | % отношение снижения | дни | |
| 1 | 0,3650 | 1,0682 | 2,926575 | 100 | 0 |
| 2 | 0,4036 | 0,6765 | 1,676165 | 57,27 | 1 |
| 3 | 0,1300 | 0,0197 | 0,151538 | 5,18 | 2 |
| 4 | 0,0778 | 0,0013 | 0,01671 | 0,57 | 4 |
| 5 | 0,1115 | 0,0010 | 0,008969 | 0,31 | 7 |
Таблица 15. Пример изобретения 2
| h 2862 см-1 (A) | h 2270 см-1 (B) | B/A | % отношение снижения | дни | |
| 1 | 0,3265 | 1,0622 | 3,253292 | 100 | 0 |
| 2 | 0,1011 | 0,0730 | 0,722057 | 22,19 | 1 |
| 3 | 0,0872 | 0,0375 | 0,430046 | 13,22 | 2 |
| 4 | 0,0625 | 0,0021 | 0,0336 | 1,03 | 4 |
| 5 | 0,0521 | 0,0012 | 0,023033 | 0,71 | 7 |
В испытании на активность измеряли изменение вязкости при напряжении сдвига. Полученные результаты показаны в таблице 16.
Таблица 16. Испытание на активность
| Сравнительный пример A | Сравнительный пример B | Пример изобретения 2 | Пример изобретения 1 | Сравнительный пример D | Сравнительный пример C | Сравнительный пример F | |
| Время (мин) | Вязкость (мПа·с) | Вязкость (мПа·с) | Вязкость (мПа·с) | Вязкость (мПа·с) | Вязкость (мПа·с) | Вязкость (мПа·с) | Вязкость (мПа·с) |
| 0 | 895 | 995 | 935 | 1515 | 820 | 553 | 4413 |
| 1 | 915 | 1005 | 945 | 1525 | 825 | 599 | 4463 |
| 2 | 955 | 1035 | 970 | 1555 | 845 | 647 | 4563 |
| 3 | 990 | 1075 | 1005 | 1610 | 875 | 695 | 4675 |
| 4 | 1045 | 1125 | 1045 | 1685 | 925 | 743 | 4813 |
| 5 | 1100 | 1195 | 1090 | 1775 | 980 | 790 | 4950 |
| 6 | 1160 | 1275 | 1140 | 1885 | 1040 | 834 | 5113 |
| 7 | 1240 | 1360 | 1210 | 2015 | 1110 | 878 | 5288 |
| 8 | 1320 | 1455 | 1280 | 2150 | 1180 | 921 | 5500 |
| 9 | 1400 | 1555 | 1355 | 2305 | 1260 | 961 | 5725 |
| 10 | 1500 | 1675 | 1425 | 2475 | 1320 | 1000 | 5975 |
| 11 | 1605 | 1790 | 1505 | 2640 | 1400 | 1040 | 6225 |
| 12 | 1715 | 1915 | 1595 | 2825 | 1500 | 1080 | 6463 |
| 13 | 1830 | 2060 | 1685 | 3025 | 1605 | 1120 | 6725 |
| 14 | 1950 | 2205 | 1785 | 3240 | 1700 | 1150 | 7013 |
| 15 | 2085 | 2350 | 1890 | 3480 | 1830 | 1180 | 7300 |
| 16 | 2220 | 2520 | 1995 | 3715 | 1950 | 1210 | 7650 |
| 17 | 2365 | 2710 | 2105 | 3980 | 2070 | 1250 | 7950 |
| 18 | 2515 | 2885 | 2230 | 4260 | 2210 | 1280 | 8263 |
| 19 | 2660 | 3080 | 2355 | 4550 | 2360 | 1310 | 8588 |
| 20 | 2825 | 3300 | 2485 | 5163 | 2510 | 1340 | 8950 |
| 21 | 2995 | 3520 | 2620 | 5513 | 2665 | 1380 | 9275 |
| 22 | 3175 | 3755 | 2755 | 5875 | 2835 | 1410 | 9650 |
| 23 | 3365 | 4000 | 2900 | 6250 | 3010 | 1440 | 10038 |
| 24 | 3565 | 4250 | 3040 | 6650 | 3195 | 1470 | 10400 |
| 25 | 3765 | 4530 | 3195 | 7075 | 3375 | 1500 | 10800 |
| 26 | 3975 | 5088 | 3355 | 7438 | 3560 | 1530 | 11163 |
| 27 | 4185 | 5388 | 3530 | 7875 | 3750 | 1550 | 11575 |
| 28 | 4410 | 5700 | 3715 | 8363 | 3960 | 1580 | 12700 |
| 29 | 4650 | 6050 | 3905 | 8913 | 4170 | 1610 | 13200 |
| 30 | 5050 | 6400 | 4095 | 9425 | 4395 | 1640 | 13700 |
| 31 | 5338 | 6775 | 4280 | 9938 | 4640 | 1680 | 14150 |
| 32 | 5650 | 7188 | 4455 | 10550 | 5063 | 1720 | 14700 |
| 33 | 5950 | 7613 | 4650 | 11163 | 5325 | 1750 | 15200 |
| 34 | 6288 | 8038 | 4963 | 11863 | 5613 | 1780 | 15750 |
Таблица 16. (Продолжение)
| 35 | 6588 | 8475 | 5188 | 12950 | 5925 | 1800 | 16300 |
| 36 | 6888 | 8950 | 5425 | 13700 | 6213 | 1830 | 16900 |
| 37 | 7225 | 9463 | 5700 | 14675 | 6538 | 1860 | 17450 |
| 38 | 7588 | 10000 | 5975 | 15670 | 6888 | 1890 | 18050 |
| 39 | 7988 | 10575 | 6225 | 16670 | 7250 | 1920 | 18600 |
| 40 | 8350 | 11125 | 6500 | 17770 | 7638 | 1950 | 19200 |
| 41 | 8713 | 11688 | 6800 | 19055 | 8025 | 1970 | 19850 |
| 42 | 9113 | 12750 | 7125 | 20275 | 8438 | 2000 | 20400 |
| 43 | 9500 | 13450 | 7475 | 21525 | 8838 | 2030 | 21100 |
| 44 | 9988 | 14200 | 7863 | 22875 | 9263 | 2060 | 21800 |
| 45 | 10450 | 14950 | 8238 | 24200 | 9700 | 2080 | 22450 |
| 46 | 10913 | 15700 | 8563 | 25575 | 10163 | 2130 | 23150 |
| 47 | 11363 | 16450 | 8875 | 26900 | 10638 | 2150 | 23850 |
| 48 | 11825 | 17200 | 9225 | 28275 | 11150 | 2180 | 24550 |
| 49 | 12650 | 18050 | 9563 | 29725 | 11638 | 2210 | 25350 |
| 50 | 13200 | 18950 | 9963 | 31255 | 12600 | 2240 | 25650 |
| 51 | 13800 | 19750 | 10350 | 32725 | 13150 | 2270 | 26300 |
| 52 | 14400 | 20650 | 10738 | 34505 | 13750 | 2290 | 27100 |
| 53 | 15050 | 21500 | 11150 | 35870 | 14400 | 2320 | 27750 |
| 54 | 15750 | 22400 | 11625 | 37400 | 15000 | 2340 | 28450 |
| 55 | 16500 | 23300 | 12500 | 38800 | 15700 | 2360 | 29250 |
| 56 | 17300 | 24600 | 13050 | 40100 | 16500 | 2390 | 30100 |
| 57 | 17950 | 25550 | 13600 | 41890 | 17300 | 2420 | 30850 |
| 58 | 18600 | 26680 | 14150 | 43200 | 17950 | 2450 | 31700 |
| 59 | 19300 | 27400 | 14750 | 18500 | 2470 | 32650 | |
| 60 | 20100 | 28450 | 15400 | 2500 | 33600 |
Методы испытаний
Прочность склеивания
Прочность склеивания измеряли на машине Zwicki при скорости испытания 100 мм/мин. Среднюю силу, необходимую для разделения каждого слоя исследуемого образца, получали для единственного образца. Испытывали пять образцов, и среднее значение по пяти испытаниям указывали в качестве конечного результата.
Прочность термосклеивания
Прочность термосклеивания измеряли с использованием пресса для термосклеивания HSG-ETK (Brugger Feinmechanik GmbH). Условия были следующими: губки: плоские 150 x 10 мм. Температура губок (верхней и нижней): для ПЭ: 150°C, литой ПП: 160°C, Соэкструдат: 145°C. Время выдержки: 1 сек. Давление: 4 бар.
Разложение ПАА
Указанная методика описывает метод определения первичных ароматических аминов (ПАА) в имитациях пищевых продуктов, дистиллированной воде и 3% уксусной кислоте. Содержание первичных ароматических аминов в имитациях пищевых продуктов выражали как содержание анилина в мг/л имитации. Метод подходит для количественного определения ПАА в диапазоне от 0,2 мкг/100 мл до 6 мкг/100 мл (от 2 до 60 частей на миллиард). Первичные ароматические амины (ПАА) могут содержаться в контактирующих с пищевыми продуктами изделиях в виде остаточных мономеров, в виде продуктов гидролиза изоцианатов или примесей к азокрасителям. ПАА, возможно, содержащиеся в имитации пищевого продукта, подвергали диазотированию путем введения соляной кислоты и раствора нитрита натрия. Затем вводили сульфамат аммония для предотвращения разрушения нитрозированных ПАА под действием избытка нитрозирующего агента. После этого осуществляли реакцию сочетания нитрозированных ПАА с дигидрохлоридом N-(1-нафтил)-этилендиамина для получения пурпурно окрашенного раствора. Концентрирование полученного красителя осуществляли при помощи колонок твердофазной экстракции (ТФЭ). Содержание первичных ароматических аминов, в пересчете на анилин, определяли фотометрически на длине волны 550 нм. Калибровку проводили путем анализа соответствующих имитаций, содержащих известные количества анилина.
Разложение NCO
Разложение свободного NCO измеряли при помощи инфракрасной спектроскопии, наблюдая за исчезновением сигнала при 2270 см-1. На его интенсивность может влиять масса клеевого покрытия и его однородность. Поэтому важно принять в качестве внутреннего стандарта сигнал, на который не влияют вышеуказанные переменные. В полиуретанах на основе сложных полиэфиров внутренним стандартом является сигнал при 725 см-1, в то время как в полиуретанах на основе простых полиэфиров внутренним стандартом является сигнал CH3 в диапазоне 2900 – 2700 см-1. В качестве альтернативы, для ароматических изоцианатов можно рассматривать сигнал 1598 см-1.
Испытание на активность
Активность клеев измеряли при помощи реометра Rheometer Anton Paar Physica MCR 301. Методики для клеев включали как не содержащие растворителей, так и содержащие растворители системы. В реометре типа конус/плоскость жидкость помещали на горизонтальную пластину, и на нее помещали усеченный конус. Угол между поверхностью конуса и пластиной составлял порядка 1 градуса, т.е. конус был усеченным. Пластину вращали и измеряли силу, прикладываемую к конусу. В ротационном реометре жидкость помещали в круговой зазор, образованный цилиндром, вставленным в другой цилиндр. Один из цилиндров вращали с заданной скоростью для определения скорости сдвига внутри кольцевого зазора. Для измерений активности устанавливали в кольцевом зазоре определенную скорость и регистрировали увеличение вязкости каждую минуту в течение 60 минут (скорость сдвига = 10 1/с, оборотов в минуту = 1,68).
1. Композиция ламинирующего клея, содержащая
a) первый форполимер, содержащий продукт взаимодействия метилендифенилдиизоцианата и первого полиола, и
b) второй форполимер, содержащий продукт взаимодействия изоцианата и второго полиола, причем указанный второй форполимер подвергают отгонке легких фракций, чтобы иметь менее 0,1 массового процента свободных мономеров изоцианата, а изоцианат во втором форполимере содержит толуолдиизоцианат,
причем указанные первый полиол и второй полиол являются одинаковыми или разными и выбраны из группы, состоящей из простых полиэфиров, сложных полиэфиров и комбинаций указанных соединений, и
при этом указанная композиция ламинирующего клея по существу не содержит растворителей и имеет содержание первичных ароматических аминов, равное не более 0,24 мкг/100 мл через 7 дней.
2. Композиция ламинирующего клея по п. 1, отличающаяся тем, что указанный первый форполимер содержится в количестве от 0,1 массового процента до 99,9 массовых процентов, и указанный второй форполимер содержится в количестве от 0,1 массового процента до 99,9 массовых процентов относительно общей массы указанной композиции.
3. Композиция ламинирующего клея по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что метилендифенилдиизоцианат в первом форполимере представляет собой 4,4'-метилендифенилдиизоцианат.
4. Способ получения композиции ламинирующего клея по любому из пп. 1-3, включающий смешивание
i) первого форполимера, содержащего продукт взаимодействия метилендифенилдиизоцианата и первого полиола, и
ii) второго форполимера, содержащего продукт взаимодействия изоцианата и второго полиола.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что i) и ii) смешивают при температуре в диапазоне от 20°С до 120°С.
