CN102533176A - 水性凹印纸塑复合胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性凹印纸塑复合胶及其制备方法，属粘合剂制造领域。该复合胶由单体、去离子水、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂及水性助剂组成，其固含量为40～50％，粘度为50～100mPa.s；其中单体包括硬单体、软单体和功能单体；所述硬单体为：甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯；所述软单体为丙烯酸丁酯；所述功能单体由丙烯酸或甲基丙烯酸中的任一种、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任一种和N-羟甲基丙烯酰胺组成；复合乳化剂由聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、烷基酚聚氧乙烯醚和烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠组成。该复合胶形成的胶膜对粘接基材的粘接力和剥离强度高，涂布性好，成膜后透明性更佳，可以满足水性凹印纸塑材料的要求。

Description

水性凹印纸塑复合胶及其制备方法

技术领域

本发明属于粘合剂制造领域，特别涉及一种水性凹印纸塑复合胶及其制备方法。

背景技术

纸塑复膜是一种常见的印后加工工艺，是将纸张印刷后与塑料膜(如BOPP、PET)进行覆合，它能对印刷纸张起到很好的防潮、防污、耐磨等保护作用，现广泛应用于各种宣传画册、书籍封皮、手提袋等印刷制品的制作。但是，有一些纸塑复膜制品是在塑料膜上进行印刷，然后再与纸张进行复合，这样可以利用塑料膜的平整性，采用凹版印刷方式，套印准确、印刷效果漂亮，还可以进行很好的色彩及图案设计。普通的纸塑复膜胶无法满足其要求，其主要原因是纸张印刷油墨多为非极性材料，而塑料印刷油墨多为极性材料的，普通复膜胶水成膜后的极性与之不匹配，粘接强度表现较差。另外，纸张印刷多为胶印方式，而塑料膜印刷多为凹印方式，油墨层的厚度不一样，油墨成份相差较大，这些也会对胶水的粘接强度有很大的影响。因此，目前的复膜胶水无法满足制备水性凹印纸塑材料的要求。

发明内容

本发明实施方式提供一种水性凹印纸塑复合胶及其制备方法，可以解决目前的复膜胶水无法满足制备水性凹印纸塑材料的要求，无法制备可采用凹版印刷方式，套印准确、印刷效果漂亮，还可以进行很好的色彩及图案设计的复合纸塑材料。

为解决上述问题本发明提供的技术方案如下：

本发明实施方式提供一种水性凹印纸塑复合胶，该复合胶由单体、去离子水、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂及水性助剂组成，其固含量为40～50％，粘度为50～100mPa.s；

其中所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；

所述硬单体为：甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯；

所述软单体为丙烯酸丁酯；

所述功能单体由丙烯酸或甲基丙烯酸中的任一种、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任一种和N-羟甲基丙烯酰胺组成；

所述复合乳化剂由聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、烷基酚聚氧乙烯醚和烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠组成。

本发明实施方式还提供一种水性凹印纸塑复合胶的制备方法，该方法包括：

按上述配方取制备水性凹印纸塑复合胶各原料；

预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量40～50％的去离子水、占复合乳化剂中的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠总重量70～80％的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、占复合乳化剂中的烷基酚聚氧乙烯醚总重量70～80％的烷基酚聚氧乙烯醚、全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上完成预乳化制得预乳液；

种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量40～45％的去离子水、复合乳化剂中剩余的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、复合乳化剂中剩余的烷基酚聚氧乙烯醚和复合乳化剂中全部的烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入占制得的所述预乳液总重量5～10％的预乳液到反应釜中，加入占引发剂溶液总重量30～40％的引发剂溶液，所述引发剂溶液为将引发剂用去离子配成的质量浓度为8～12％的水溶液，反应30～40分钟，完成种子反应；

聚合反应：将剩余的引发剂溶液加入到乳化釜中，与预乳液一起混合5～10分钟；向种子反应结束后，温度稳定在75℃的所述反应釜中，滴加剩余的预乳液，在3～4小时内滴完，然后使反应釜内升温至80～82℃继续保温反应1～2小时，完成聚合反应；

复配：保温反应结束后，将聚合反应的反应釜温度降至50℃，加入pH调节剂，将乳液的pH值调为6.0～7.5，取样测试粘度若为50～100mPa.s和固含量为40～50％，则加入水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性凹印镀铝复合胶。

由上述提供的技术方案可以看出，本发明实施方式提供的复合胶，配方中通过引入反应性乳化剂烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠，减少了普通乳化剂的加入量，这样就减少了因乳化剂小分子迁移到纸/油墨界面带来的影响，提高了粘接强度；配方中用部分醋酸乙烯酯来作硬单体，可以降低成本，并加入少量含有羧基、羟基和氨基的单体参与共聚，形成具有一定的交联作用的聚合物分子链，可与油墨层表面的化学基团发生反应，从而提高胶膜对粘接基材的粘接力和剥离强度。通过加入各种性能优异的水性助剂，减少产品使用中的泡沫，改善乳液在纸塑层表面的润湿流平性，从而改善胶水的涂布性，成膜后透明性更佳。使得该复合胶满足水性凹印纸塑的要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种水性凹印纸塑复合胶，该复合胶由单体、去离子水、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂及水性助剂组成，其固含量为40～50％，粘度为50～100mPa.s；

其中所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；

所述硬单体为：甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯；

所述软单体为丙烯酸丁酯；

所述功能单体由丙烯酸或甲基丙烯酸中的任一种、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任一种和N-羟甲基丙烯酰胺组成；

所述复合乳化剂由聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、烷基酚聚氧乙烯醚和烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠组成。

上述复合胶中的单体的各组分按质量百分比计为：

甲基丙烯酸甲酯20～35％、醋酸乙烯酯15～30％、丙烯酸丁酯35～45％、丙烯酸或甲基丙烯酸1～5％、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯1～5％、N-羟甲基丙烯酰胺1～5％。

上述复合胶的复合乳化剂中，聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、烷基酚聚氧乙烯醚和烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠的质量比为2∶1∶0.3～0.6，复合乳化剂的用量为所述单体总重量的2～4％。

上述复合胶中，引发剂采用过硫酸铵或过硫酸钾中的任一种，引发剂的用量为所述单体总重量的0.4～1.0％。

上述复合胶中，所述缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中的任一种，缓冲剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.3％。

上述复合胶中，所述pH调节剂采用氨水，pH调节剂的用量为所述单体总重量的0.5～2％。

上述复合胶中，所述水性助剂包括：水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂三种，其中所述水性润湿剂采用阴离子或非离子表面活性剂，水性润湿剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；所述水性消泡剂采用含矿物油类的水性消泡剂，水性消泡剂其用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；所述水性防腐剂采用含异噻唑啉酮类水性防腐剂，水性防腐剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％。

上述水性凹印纸塑复合胶的制备方法，包括以下步骤：

预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量40～50％的去离子水、占复合乳化剂中的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠总重量70～80％的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、占复合乳化剂中的烷基酚聚氧乙烯醚总重量70～80％的烷基酚聚氧乙烯醚、全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上完成预乳化制得预乳液；

种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量40～45％的去离子水、复合乳化剂中剩余的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、剩余的烷基酚聚氧乙烯醚和全部的烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入占制得的所述预乳液总重量5～10％的预乳液到反应釜中，加入占引发剂溶液总重量30～40％的引发剂溶液，所述引发剂溶液为将引发剂用去离子配成的质量浓度为8～12％的水溶液，反应30～40分钟，完成种子反应；

聚合反应：将剩余的引发剂溶液加入到乳化釜中，与预乳液一起混合5～10分钟；向种子反应结束后，温度稳定在75℃的所述反应釜中，滴加剩余的预乳液，在3～4小时内滴完，然后使反应釜内升温至80～82℃继续保温反应1～2小时，完成聚合反应；

复配：保温反应结束后，将聚合反应的反应釜温度降至50℃，加入pH调节剂，将乳液的pH值调为6.0～7.5，取样测试粘度若为50～100mPa.s和固含量为40～50％，则加入水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性凹印镀铝复合胶。

下面结合具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

实施例一

本实施例提供一种水性凹印纸塑复合胶，可用于制备水性凹印纸塑复合材料，该复合胶的配方如下：

上述复合胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量50％的去离子水、占聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠总重量70％的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、占烷基酚聚氧乙烯醚总重量80％的烷基酚聚氧乙烯醚、全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上，得到预乳液；

(2)种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量40％的去离子水、复合乳化剂中剩余的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、剩余的烷基酚聚氧乙烯醚和全部的烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，将占预乳液总重量5～10％的预乳液投入到反应釜中，加入占引发剂溶液总重量30～40％的引发剂溶液(引发剂溶液为将引发剂用去离子配成的质量浓度为8％的水溶液)，反应30～40分钟，完成种子反应；

(3)聚合反应：将剩余的引发剂溶液加入到乳化釜中，与其中的预乳液一起混合5～10分钟；向种子反应结束后，温度稳定在75℃的反应釜中，滴加剩余的预乳液，在3～4小时内滴完，然后升温到80～82℃使反应釜继续保温反应1～2小时，完成聚合反应；

(4)复配：保温反应结束后，将聚合反应后的反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂，将乳液的pH值调为6.0～7.5；取样测试粘度和固含量合格后(测试取样乳液的粘度为30～100mPa.s、固含量为40～50％，则为合格)，加入各种水性助剂(水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂)，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性凹印纸塑复合胶成品。检测该水性凹印纸塑复合胶的固含量为49.5％，粘度为80mPa.s，pH值为7.2。

实施例二

本实施例提供一种水性凹印纸塑复合胶，可用于制备水性凹印纸塑复合材料，该复合胶的配方如下：

上述复合胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量45％的去离子水、占复合乳化剂中的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠总重量75％的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、占复合乳化剂中的烷基酚聚氧乙烯醚总重量75％的烷基酚聚氧乙烯醚、全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上，得到预乳液；

(2)种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量45％的去离子水、剩余的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、剩余的烷基酚聚氧乙烯醚和全部的烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，将占预乳液总重量5～10％的预乳液投入到反应釜中，加入占引发剂溶液总重量30～40％的引发剂溶液(引发剂溶液为将引发剂用去离子配成的质量浓度为10％的水溶液)，反应30～40分钟，完成种子反应；

(3)聚合反应：将剩余的引发剂溶液加入到乳化釜中，与其中的预乳液一起混合5～10分钟；向种子反应结束后，温度稳定在75℃的反应釜中，滴加剩余的预乳液，在3～4小时内滴完；然后升温到80～82℃继续保温反应1～2小时，完成聚合反应；

(4)复配：保温反应结束后，将聚合反应后的反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂，将乳液的pH值调为6.0～7.5；取样测试粘度和固含量合格后(测试取样乳液的粘度为30～100mPa.s、固含量为40～50％，则为合格)，加入各种水性助剂(水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂)，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性凹印纸塑复合胶成品。检测该水性凹印纸塑复合胶的固含量为42.6％，粘度为50mPa.s，pH值为6.8。

实施例三

本实施例提供一种水性凹印纸塑复合胶，可用于制备水性凹印纸塑复合材料，该复合胶的配方如下：

上述复合胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量50％的去离子水、占复合乳化剂中的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠总重量80％的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、占复合乳化剂中的烷基酚聚氧乙烯醚总重量70％的烷基酚聚氧乙烯醚、全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上，得到预乳液；

(2)种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量40％的去离子水、复合乳化剂中剩余的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、剩余的烷基酚聚氧乙烯醚和全部的烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，将占制得的预乳液总重量5～10％的预乳液投入到反应釜中，加入占引发剂溶液30～40％的引发剂溶液(引发剂溶液为将引发剂用去离子配成的质量浓度为12％的水溶液)，反应30～40分钟，完成种子反应；

(3)聚合反应：将剩余的引发剂溶液加入到乳化釜中，与其中的预乳液一起乳化5～10分钟；向种子反应结束后，温度稳定在75℃的反应釜中，滴加剩余的预乳液，在3～4小时内滴完，然后升温到80～82℃继续保温反应1～2小时，完成聚合反应；

(4)复配：保温反应结束后，将聚合反应后的反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂，将乳液的pH值调为6.0～7.5；取样测试粘度和固含量合格后(测试取样乳液的粘度为30～100mPa.s、固含量为40～50％，则为合格)，加入各种水性助剂(水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂)，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性凹印纸塑复合胶成品。检测该水性凹印纸塑复合胶的固含量为45.8％，粘度为60mPa.s，pH值为6.4。

综上所述，本发明实施例的复合胶中，复合胶，配方中通过引入反应性乳化剂烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠，减少了普通乳化剂的加入量，这样就减少了因乳化剂小分子迁移到纸/油墨界面带来的影响，提高了粘接强度；配方中用部分醋酸乙烯酯来作硬单体，可以降低成本，并加入少量含有羧基、羟基和氨基的单体参与共聚，形成具有一定的交联作用的聚合物分子链，可与油墨层表面的化学基团发生反应，从而提高胶膜对粘接基材的粘接力和剥离强度。通过加入各种性能优异的水性助剂，减少产品使用中的泡沫，改善乳液在纸塑层表面的润湿流平性，从而改善胶水的涂布性，成膜后透明性更佳。使得该复合胶满足水性凹印纸塑的要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种水性凹印纸塑复合胶，其特征在于，该复合胶由单体、去离子水、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂及水性助剂组成，其固含量为40～50％，粘度为50～100mPa.s；

其中所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；

所述硬单体为：甲基丙烯酸甲酯和醋酸乙烯酯；

所述软单体为丙烯酸丁酯；

所述功能单体由丙烯酸或甲基丙烯酸中的任一种、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任一种和N-羟甲基丙烯酰胺组成；

所述复合乳化剂由聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、烷基酚聚氧乙烯醚和烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠组成。

2.如权利要求1所述的水性凹印纸塑复合胶，其特征在于，所述单体的各组分按质量百分比计为：

甲基丙烯酸甲酯20～35％、醋酸乙烯酯15～30％、丙烯酸丁酯35～45％、丙烯酸或甲基丙烯酸1～5％、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯1～5％、N-羟甲基丙烯酰胺1～5％。

3.如权利要求1所述的水性凹印纸塑复合胶，其特征在于，所述复合乳化剂中，聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、烷基酚聚氧乙烯醚和烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠的质量比为2∶1∶0.3～0.6，复合乳化剂的用量为所述单体总重量的2～4％。

4.如权利要求1所述的水性凹印纸塑复合胶，其特征在于，所述引发剂采用过硫酸铵或过硫酸钾中的任一种，引发剂的用量为所述单体总重量的0.4～1.0％。

5.如权利要求1所述的水性凹印镀铝复合胶，其特征在于，所述缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中的任一种，缓冲剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.3％。

6.如权利要求1所述的水性凹印镀铝复合胶，其特征在于，所述pH调节剂采用氨水，pH调节剂的用量为所述单体总重量的0.5～2％。

7.如权利要求1所述的水性凹印纸塑复合胶，其特征在于，所述水性助剂包括：水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂三种，其中所述水性润湿剂采用阴离子或非离子表面活性剂，水性润湿剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；所述水性消泡剂采用含矿物油类的水性消泡剂，水性消泡剂其用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；所述水性防腐剂采用含异噻唑啉酮类水性防腐剂，水性防腐剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％。

8.一种水性凹印镀铝复合胶的制备方法，其特征在于，该方法包括：

按上述权利要求1～7任一项的配方取制备水性凹印镀铝复合胶各原料；

预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量40～50％的去离子水、占复合乳化剂中的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠总重量70～80％的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、占复合乳化剂中的烷基酚聚氧乙烯醚总重量70～80％的烷基酚聚氧乙烯醚、全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上完成预乳化制得预乳液；

种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量40～45％的去离子水、复合乳化剂中剩余的聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯钠、剩余的烷基酚聚氧乙烯醚和全部的烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入占制得的所述预乳液总重量5～10％的预乳液到反应釜中，加入占引发剂溶液总重量30～40％的引发剂溶液，所述引发剂溶液为将引发剂用去离子配成的质量浓度为8～12％的水溶液，反应30～40分钟，完成种子反应；

聚合反应：将剩余的引发剂溶液加入到乳化釜中，与预乳液一起混合5～10分钟；向种子反应结束后，温度稳定在75℃的所述反应釜中，滴加剩余的预乳液，在3～4小时内滴完，然后使反应釜内升温至80～82℃继续保温反应1～2小时，完成聚合反应；

复配：保温反应结束后，将聚合反应的反应釜温度降至50℃，加入pH调节剂，将乳液的pH值调为6.0～7.5，取样测试粘度若为50～100mPa.s和固含量为40～50％，则加入水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性凹印镀铝复合胶。