CN103102851A - 一种多功能水基真空镀铝膜复合胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能水基真空镀铝膜复合胶及其制备方法，由以下原料聚合而成：硬单体、软单体、功能性单体、复合乳化剂、pH缓冲剂、引发剂、功能性助剂、粘度调节剂和去离子水。还提供了上述水基真空镀铝膜复合胶的制备方法。本发明由于采用水性介质，无污染，消除了生产、使用人员受到有害有机溶剂对身体的危害，且体系无甲醛产生，完全可以满足食品和烟草行业的要求；通过特种工艺的自由基乳液聚合反应制备出可达纳米级半透明水基型胶粘剂，流平好，易成膜，干膜平整度好，和基材有优异的粘结力；通过引入功能性的羟基和羧基可以大大改善与基材的粘结力和耐折性，通过加入各种水性助剂可以达到流平好，提高复合平整度。

Description

一种多功能水基真空镀铝膜复合胶及其制备方法
技术领域
本发明属于冷贴纸塑复膜胶领域，尤其涉及一种多功能水基真空PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，以下简称PET)或BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜，以下称为BOPP)镀铝膜复合胶及其制备方法。
背景技术
真空镀铝膜包装材料是一种高档的包装材料，广泛用于烟、酒、瓶贴、茶叶、食品、化妆品、日化、百货、礼品、工艺品等产品的精美包装。水性镀铝膜与卡纸复合胶(俗称复合胶)是用于镀铝膜(BOPP或PET镀铝膜)和卡纸复合的胶粘剂，典型工艺为镀铝面涂胶后与卡纸湿式复合，经干燥工序即可真空镀铝膜包装材料。
随着人们生活水平的提高和环保意识的增强，一度占主要地位的溶剂型复合胶由于其采用甲苯、二甲苯和乙酸乙酯等作溶剂，其毒性和使用安全性问题日益突出，必将逐渐被市场所淘汰；同时，水基型复合胶以水作介质，符合当前低碳环保的要求，所以水性复合胶逐步取代溶剂型复合胶已是大势所趋。
然而，目前市场上尽管已有水性复合胶的产品销售，但在实际应用中还存在如粘结强度不够、耐折性差、平整度差和易起皱等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种多功能水基真空镀铝复合胶，该多功能水基真空镀铝复合胶是通过特种工艺的自由基乳液聚合反应制备得到的可达纳米级半透明水基型胶粘剂，流平好，易成膜，干膜平整度好，与基材有优异的粘结力。
本发明的另外一个目的在于提供一种多功能水基真空镀铝复合胶的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶，是由以下原料聚合而成：硬单体、软单体、功能性单体、复合乳化剂、pH缓冲剂、引发剂、功能性助剂、粘度调节剂和去离子水，其中，
所述硬单体为苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；
所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸异辛酯中的至少一种；
所述功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种；
所述复合乳化剂为酚醚硫酸盐和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比2.7∶7.3复配制得；
所述pH缓冲剂为碳酸氢铵或碳酸氢钠；
所述引发剂为过硫酸盐；
所述功能性助剂包括水性润湿剂和水性消泡剂；
所述粘度调节剂为氨水。
上述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶，其中，所述水性润湿剂为OT-75，所述水性消泡剂为水性矿物油或聚醚改性有机硅。
上述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶，其中，所述原料的重量份数如下：
Figure BDA00002615375600021
上述原料均为市售产品。
本发明还提供了一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，包括以下步骤：
A、将定量的复合乳化剂、硬单体、软单体、功能性单体和去离子水加入预乳化釜中，经搅拌后得到预乳化液，称量出其中的5％设为垫底种子反应液备用；
B、将定量的复合乳化剂、pH缓冲剂、去离子水加入到聚合反应釜中，搅拌并升温至82℃，投入步骤A中称出的垫底种子反应液，加入引发剂反应70分钟，并往聚合反应釜续加入去离子水，缓慢降温直至55℃，控制温度在55～60℃的条件下将聚合反应釜抽真空2小时，再升温至80℃，将步骤A中剩余量的预乳化液通过滴加的方式加入聚合反应釜，滴加时间15.0～16.0小时，并控制温度在80～85℃，滴加结束后继续控制温度在80～85℃保温反应2小时，再降温到40～50℃；
C、加入功能性助剂，用粘度调节剂调节粘度为100-250mpa.s，继续降温至45℃以下，用去离子水调节固含量为42％，用500目过滤袋过滤包装出料。
上述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，其中，步骤A中所述预乳化釜的搅拌桨为开启弯叶式，叶片数为5叶，其直径与预乳化釜直径之比为0.76，其叶片直径与叶片高度之比为4.5。
上述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，其中，步骤A中的搅拌转速控制在550转/分钟，搅拌时间为120分钟。
上述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，其中，步骤A中所述去离子水的电导率控制在10μs/cm～20μs/cm。
上述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，其中，步骤B中聚合反应釜抽真空时的真空度保持在80毫米汞柱。
上述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，其中，步骤C中粘度调节剂为氨水，其中NH3的含量控制在5-8％，所述去离子水电导率控制在100μs/cm～200μs/cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于采用水性介质，无污染，消除了生产、使用人员受到有害有机溶剂对身体的危害，且体系无甲醛产生，完全可以满足食品和烟草行业的要求；本发明方法通过特种工艺的自由基乳液聚合反应制备出可达纳米级半透明水基型胶粘剂，流平好，易成膜，干膜平整度好，和基材有优异的粘结力；通过引入功能性的羟基和羧基可以大大改善与基材的粘结力和耐折性，通过加入各种水性助剂可以达到流平好，提高复合平整度。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
将340重量份的去离子水，18重量份的复合乳化剂(4.86重量份的酚醚硫酸盐和13.14重量份的烷基酚聚氧乙烯醚)，50重量份的功能性单体(包括30重量份的丙烯酸和20重量份的丙烯酸羟乙酯)，800重量份的软单体(丙烯酸丁酯)，150重量份的硬单体(苯乙烯)加入到预乳化釜中搅拌(转速为550rpm)120分钟，配成预乳化液后，称取67.9重量份的预乳化液作为垫底种子反应液备用；
将500重量份的去离子水，22重量份的pH缓冲剂(碳酸氢铵)，18重量份的复合乳化剂(4.86重量份的酚醚硫酸盐和13.14重量份的烷基酚聚氧乙烯醚)加入到聚合反应釜中升温至82℃，投入67.9重量份的垫底种子反应液，加入60重量份的引发剂(质量分数为50％的过硫酸铵水溶液)，反应70分钟，并持续往聚合反应釜中加入100重量份去离子水，缓慢降温至55℃，控制温度在55～60℃下抽真空2小时(压力80毫米汞柱)，抽真空结束后升温至80℃，并开始滴加剩余的预乳化液，滴加温度控制在80～85℃，滴加时间为15小时；
滴加完毕后，保持温度在80～85℃继续反应2小时，降温至45℃；
加入40重量份的功能性助剂(其中：20重量份的OT-75、20重量份的矿物油)，滴加氨水(NH3的含量控制在5-8％)来调整粘度为170±10mpa.s，待温度降至40℃，用去离子水调节固含量为42％，用500目过滤袋过滤包装。
本实施例中，预乳化釜的搅拌桨为开启弯叶式，叶片数为5叶，其直径与预乳化釜直径之比为0.76，其叶片直径与叶片高度之比为4.5
本实施例制备得到的多功能水基真空镀铝膜复合胶，其各项性能如下：乳白色带蓝光水性分散体，不分层，无沉淀，无结皮，搅拌后呈均匀状态；粘度：170±10mpa.s；pH值：7±1；固含量：42％。
实施例2
将340重量份的去离子水，18重量份的复合乳化剂(4.86重量份的酚醚硫酸盐和13.14重量份的烷基酚聚氧乙烯醚)，50重量份的功能性单体(包括30重量份的丙烯酸和20重量份的丙烯酸羟乙酯)，850重量份的软单体(丙烯酸丁酯)，100重量份的硬单体(甲基丙烯酸甲酯)加入到预乳化釜中搅拌(转速为550rpm)120分钟，配成预乳化液后，称取67.9重量份的预乳化液作为垫底种子反应液备用；
将500重量份的去离子水，22重量份的pH缓冲剂(碳酸氢钠)，18重量份的复合乳化剂(4.86重量份的酚醚硫酸盐和13.14重量份的烷基酚聚氧乙烯醚)加入到反应釜中升温至82℃，投入67.9重量份的垫底种子反应液，加入60重量份的引发剂(质量分数为50％的过硫酸铵水溶液)，反应70分钟，并持续往聚合反应釜中加入100重量份去离子水，缓慢降温至55℃，控制温度在55～60℃下抽真空2小时(压力80毫米汞柱)，抽真空结束后升温至80℃，并开始滴加剩余的预乳化液，滴加温度控制在80～85℃，滴加时间为16.0小时；
滴加完毕后，保持温度在80～85℃继续反应2小时，降温至45℃；
加入50重量份的功能性助剂(其中：25重量份的OT-75、25重量份的矿物油)，滴加氨水(NH3的含量控制在5-8％)来调整粘度为170±20mpa.s，待温度降至35℃，用去离子水调节固含量为42％，用500目过滤袋过滤包装。
本实施例制备得到的多功能水基真空镀铝膜复合胶，其各项性能如下：乳白色带蓝光水性分散体，不分层，无沉淀，无结皮，搅拌后呈均匀状态；粘度：170±20mpa.s；pH值：7±1；固含量：42％。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种多功能水基真空镀铝膜复合胶，其特征在于，是由以下原料聚合而成：硬单体、软单体、功能性单体、复合乳化剂、pH缓冲剂、引发剂、功能性助剂、粘度调节剂和去离子水，其中，
所述硬单体为苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；
所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸异辛酯中的至少一种；
所述功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种；
所述复合乳化剂为酚醚硫酸盐和烷基酚聚氧乙烯醚按质量比2.7∶7.3复配制得；
所述pH缓冲剂为碳酸氢铵或碳酸氢钠；
所述引发剂为过硫酸盐；
所述功能性助剂包括水性润湿剂和水性消泡剂；
所述粘度调节剂为氨水。
2.如权利要求1所述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶，其特征在于，所述水性润湿剂为OT-75，所述水性消泡剂为水性矿物油或聚醚改性有机硅。
3.如权利要求1或2所述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶，其特征在于，所述原料的重量份数如下：
Figure FDA00002615375500011
4.一种如权利要求1所述的多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将定量的复合乳化剂、硬单体、软单体、功能性单体和去离子水加入预乳化釜中，经搅拌后得到预乳化液，称量出其中的5％设为垫底种子反应液备用；
B、将定量的复合乳化剂、pH缓冲剂、去离子水加入到聚合反应釜中，搅拌并升温至82℃，投入步骤A中称出的垫底种子反应液，加入引发剂反应70分钟，并往聚合反应釜续加入去离子水，缓慢降温直至55℃，控制温度在55～60℃的条件下将聚合反应釜抽真空2小时，再升温至80℃，将步骤A中剩余量的预乳化液通过滴加的方式加入聚合反应釜，滴加时间15.0～16.0小时，并控制温度在80～85℃，滴加结束后继续控制温度在80～85℃保温反应2小时，再降温到40～50℃；
C、加入功能性助剂，用粘度调节剂调节粘度为100-250mpa.s，继续降温至45℃以下，用去离子水调节固含量为42％，用500目过滤袋过滤包装出料。
5.如权利要求4所述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，其特征在于，步骤A中所述预乳化釜的搅拌桨为开启弯叶式，叶片数为5叶，其直径与预乳化釜直径之比为0.76，其叶片直径与叶片高度之比为4.5。
6.如权利要求4所述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，，其特征在于，步骤A中的搅拌转速控制在550转/分钟，搅拌时间为120分钟。
7.如权利要求4所述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，，其特征在于，步骤A中所述去离子水的电导率控制在10μs/cm～20μs/cm。
8.如权利要求4所述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，，其特征在于，步骤B中聚合反应釜抽真空时的真空度保持在80毫米汞柱。
9.如权利要求4所述的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶的制备方法，，其特征在于，步骤C中粘度调节剂为氨水，其中NH3的含量控制在5-8％，所述去离子水电导率控制在100μs/cm～200μs/cm。
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