CN106479407B

CN106479407B - 一种纸塑复合胶黏剂及其制备方法

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Publication number: CN106479407B
Application number: CN201610865227.1A
Authority: CN
Inventors: 赵建国
Original assignee: Dongguan Crown Rubber Industry Co Ltd
Current assignee: Dongguan Crown Rubber Industry Co Ltd
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2019-07-12
Anticipated expiration: 2036-09-29
Also published as: CN106479407A

Abstract

本发明属于胶黏剂技术领域，尤其涉及一种纸塑复合胶黏剂，包括以下重量百分比的组成：丙烯酸丁酯15~35%，醋酸乙烯酯10~20%，甲基丙烯酸甲酯5~10%，丙烯酰胺4~10%，亚甲基丁二酸1~5%，氢氧化钠0.1~1%，去离子水20~50%，乳化剂0.2~2%，引发剂0.5~2%，中和剂1~3%，氨水0.05~0.2%；另外本发明还提供了一种纸塑复合胶黏剂的制备方法。相对于现有技术，一方面本发明所添加的引发剂无毒性且引发效率高，而所添加的中和剂则对体系的稳定性影响较小，从而使得本发明制得的胶黏剂具有较高的稳定性；另一方面，本发明中各组成相互配合，从而使得胶黏剂的粘接强度得到提升。

Description

一种纸塑复合胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，尤其涉及一种纸塑复合胶黏剂及其制备方法。

背景技术

纸塑复合是将纸基印刷品表面复合上一层塑料薄膜，是印刷业常用的复合材料，它综合了纸张与塑料的优点，防水、耐久、装饰性极强，使文字、图案得到了有效保护。

胶粘剂是以粘结物质为主，加以各种固化剂、增塑剂、填料、溶剂、防腐剂、稳定剂和偶联剂等配制而成。随着高分子合成材料的不断发展，各种纸塑复合胶不断涌现，但这些复合胶多数为热包装胶，使用时往往需要加热，存在有毒溶剂残留，而且粘接强度不高，生产出来的纸塑复合包装材料强度不够。

目前，市场上销售的纸塑复合胶黏剂，粘接强度低、稳定性差，严重制约我国包装业的发展。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种纸塑复合胶黏剂，该胶黏剂粘接强度高且稳定性好。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种纸塑复合胶黏剂，包括以下重量百分比的组成：

其中，所述氢氧化钠的浓度为10％，所述引发剂为偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐；所述中和剂为2-氨基-2-甲基丙醇或N-乙基吗啉。

丙烯酸丁酯能提高柔韧性并促进成膜，而丙烯酰胺和亚甲基丁二酸的加入引入了官能团，提供了交联点，从而提高了体系的附着力，与此同时，亚甲基丁二酸还能增强水溶性。另外，丙烯酰胺的量不宜过多，过多的丙烯酰胺的加入会影响体系的稳定性。

偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐是新型的偶氮类引发剂，其不含氰基，分解产物无毒。与其他引发剂(如偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈)相比，偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐在低温、低浓度下能高效引发聚合，产生高线型和高分子质量聚合物。另外，需要说明的是，本发明将引发剂的量控制在0.5～2％，是因为当引发剂量较小时，不足以引发聚合反应，单体反应不完全，共聚物分子量较大，体系黏度大，不易散热，易产生凝胶，导致体系的不稳定；而当引发剂量过大时，引发剂浓度增大，自由基增长速率过快，使得共聚物胶粒在短时间内过于集中，从而引起胶粒粘结，形成凝胶，体系处于不稳定状态。

现有技术中，中和剂一般使用三乙胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺等。其中三乙胺挥发较快，对pH稳定不利；而二甲基乙醇胺可能会和酯基发生酯交换，影响其结构和性能。而本发明选用的2-氨基-2-甲基丙醇或N-乙基吗啉性能较好，对体系的稳定性影响较小。另外，需要说明的是，中和剂的用量应使体系的pH值位于7.0～7.5，不要太高，否则将使体系粘度剧增，影响固含量和施工性能。

所述的纸塑复合胶黏剂，还包括按重量百分比计1～5％的保护胶体，所述保护胶体为羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠或苯乙烯-马来酸酐交替共聚物单钠盐。上述保护胶体都是水性高分子，水性高分子的亲油大分子主链吸附到乳胶粒的表面形成一层保护层可阻止乳胶粒在聚合过程中的凝聚，另外，保护胶体提高了体系的黏度，既有增稠作用，也有利于防止粒子的聚并。

所述的纸塑复合胶黏剂，还包括按重量百分比计的0.1～1％的缓冲剂，所述缓冲剂为碳酸氢钠、磷酸二氢钠或醋酸钠。由于随着乳液聚合的进行，体系的pH值将不断下降，这会影响引发剂的活性，所以通常需要添加缓冲剂。

所述的纸塑复合胶黏剂，还包括按重量百分比计的0.1～1％的助溶剂，所述助溶剂为丙二醇及其醚类。助溶剂有利于聚合过程中的传质、传热，从而使聚合顺利进行。丙二醇及其醚类助溶剂比较安全。

所述乳化剂为烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基丁二酸酯磺酸盐和烷基联苯基醚磺酸盐中至少一种。乳化剂实际上是一种表面活性剂，它可以极大的降低界面(表面)张力，使互不相溶的油水两相借助搅拌的作用转变为能够稳定存在、久置亦难以分层的白色乳液，是乳液聚合的必不可少的组分。

优选的，所述的纸塑复合胶黏剂，包括以下重量百分比的组成：

更为优选的，所述的纸塑复合胶黏剂，包括以下重量百分比的组成：

本发明的另一个目的在于提供一种纸塑复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，预乳化：按照上述质量百分比将丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、亚甲基丁二酸、去离子水加入到预乳化装置中反应形成混合液，其次将所述混合液进行减压蒸馏和氢氧化钠洗涤，最后再搅拌25～45min使所述混合液外观呈均匀乳白色即制得预乳化液；

步骤二，种子乳液聚合：将去离子水、乳化剂、保护胶体、中和剂、缓冲剂、助溶剂、占引发剂总量50％的引发剂依次加入到反应釜中，进行加热和搅拌，升温至45～60℃时加入占预乳化液总量5％的预乳化液；持续升温至78～82℃后滴加入占预乳化液总量95％预乳化液和占引发剂总量20％的引发剂，滴加完成后在82℃条件下保温30min形成种子乳液聚合液；

步骤三，消除反应：将所述种子乳液聚合液降温至75℃后加入占引发剂总量15％的引发剂，恒温30min；再加入占引发剂总量15％的引发剂继续在75℃温度下恒温30min，最后通过抽真空排出剩余单体；

步骤四，调节pH值和乳液粘度：将经过消除反应的种子乳液聚合液降温至50℃时加入氨水，调节pH值为6.5～7.5，再进行过滤后制得所述纸塑复合胶黏剂。

所述的纸塑复合胶黏剂的制备方法，在步骤一中，所述减压蒸馏的压力范围为-0.04～-0.01MPa，所述减压蒸馏的温度范围为60～68℃。

所述的纸塑复合胶黏剂的制备方法，在步骤二中，所述滴加的时间为2.5～3.0h，所述滴加的温度条件为80～85℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供了一种纸塑复合胶黏剂，其所添加的引发剂无毒性且引发效率高，而所添加的中和剂则对体系的稳定性影响较小，从而使得本发明制得的胶黏剂具有较高的稳定性；

(2)本发明所述的纸塑复合胶黏剂配方中各组成相互配合，从而使得胶黏剂的粘接强度也得到提升。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明及其有益效果作进一步详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不局限于此。

实施例1～3

制备纸塑复合胶黏剂，具体组分和含量见表1，制备方法如下：

步骤一，预乳化：按照上述质量百分比将丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、亚甲基丁二酸、去离子水加入到预乳化装置中反应形成混合液，其次将所述混合液进行减压蒸馏和氢氧化钠洗涤，最后再搅拌25～45min使所述混合液外观呈均匀乳白色即制得预乳化液；减压蒸馏的压力范围为-0.04～-0.01MPa，减压蒸馏的温度范围为60～68℃。

步骤二，种子乳液聚合：将去离子水、乳化剂、保护胶体、中和剂、缓冲剂、助溶剂、占引发剂总量50％的引发剂依次加入到反应釜中，进行加热和搅拌，升温至45～60℃时加入占预乳化液总量5％的预乳化液；持续升温至78～82℃后滴加入占预乳化液总量95％预乳化液和占引发剂总量20％的引发剂，滴加完成后在82℃条件下保温30min形成种子乳液聚合液；滴加的时间为2.5～3.0h，滴加的温度条件为80～85℃。

表1实施例组分和含量表

对比例1～3

为了更能突出本发明的有益效果，采用以下对比例1～3，具体组分和含量见表2，其制备方法同实施例1～3。

表2对比例组分和含量表

分别对实施例1～3和对比例1～3进行试验测试，测试结果见表3。

表3测试结果

由表1和表2各胶黏剂组成成分的比较可知，实施例1～3中比对比例1～3多添加了中和剂和保护胶体，而且实施例1～3中所采用的引发剂为偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐，而对比例1～3采用的引发剂则是偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。另外，由表3测试结果可以看出，实施例1～3制得的纸塑复合胶黏剂的稳定性比对比例1～3制得的纸塑复合胶黏剂的稳定性好，而且实施例1～3制得的纸塑复合胶黏剂的粘度较对比例1～3制得的纸塑胶黏剂的粘度大，也即粘接强度大。由此可见，相对于现有技术，本发明通过添加中和剂和保护胶体以及改变引发剂的种类，使得所制得的纸塑复合胶黏剂粘接强度更大且稳定性更好。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种纸塑复合胶黏剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组成：

丙烯酸丁酯 15~35%

醋酸乙烯酯 10~20%

甲基丙烯酸甲酯 5~10%

丙烯酰胺 4~10%

亚甲基丁二酸 1~5%

氢氧化钠 0.1~1%

去离子水 20~50%

乳化剂 0.2~2%

引发剂 0.5~2%

中和剂 1~3%

氨水 0.05~0.2%

保护胶体 1~5%；

其中，所述氢氧化钠的浓度为10%，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁酸二甲酯和偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的至少一种；所述中和剂为2-氨基-2-甲基丙醇或N-乙基吗啉；所述保护胶体为羟乙基纤维素、聚丙烯酸钠或苯乙烯-马来酸酐交替共聚物单钠盐。

2.根据权利要求1所述的纸塑复合胶黏剂，其特征在于，还包括按重量百分比计的0.1~1%的缓冲剂，所述缓冲剂为碳酸氢钠、磷酸二氢钠或醋酸钠。

3.根据权利要求2所述的纸塑复合胶黏剂，其特征在于，还包括按重量百分比计的0.1~1%的助溶剂，所述助溶剂为丙二醇及其醚类。

4.根据权利要求1所述的纸塑复合胶黏剂，其特征在于，所述乳化剂为烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基丁二酸酯磺酸盐和烷基联苯基醚磺酸盐中至少一种。

5.根据权利要求1所述的纸塑复合胶黏剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组成：

丙烯酸丁酯 20~30%

醋酸乙烯酯 12~18%

甲基丙烯酸甲酯 5~8%

丙烯酰胺 5~10%

亚甲基丁二酸 2~4%

氢氧化钠 0.3~0.8%

去离子水 25~45%

乳化剂 0.5~2%

引发剂 1~2%

中和剂 1~3%

保护胶体 2~5%

缓冲剂 0.2~1%

助溶剂 0.2~1%

氨水 0.1~0.2%。

6.根据权利要求5所述的纸塑复合胶黏剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组成：

丙烯酸丁酯 25%

醋酸乙烯酯 15%

甲基丙烯酸甲酯 6%

丙烯酰胺 8%

亚甲基丁二酸 3%

氢氧化钠 0.5%

去离子水 36%

乳化剂 1%

引发剂 1.2%

保护胶体 3%

缓冲剂 0.5%

助溶剂 0.7%

氨水 0.1%。

7.一种权利要求1~6任一项所述的纸塑复合胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，预乳化：按照上述质量百分比将丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、亚甲基丁二酸、去离子水加入到预乳化装置中反应形成混合液，其次将所述混合液进行减压蒸馏和氢氧化钠洗涤，最后再搅拌25~45min使所述混合液外观呈均匀乳白色即制得预乳化液；

步骤二，种子乳液聚合：将去离子水、乳化剂、保护胶体、中和剂、缓冲剂、助溶剂、占引发剂总量50%的引发剂依次加入到反应釜中，进行加热和搅拌，升温至45~60℃时加入占预乳化液总量5%的预乳化液；持续升温至78~82℃后滴加入占预乳化液总量95%预乳化液和占引发剂总量20%的引发剂，滴加完成后在82℃条件下保温30min形成种子乳液聚合液；

步骤三，消除反应：将所述种子乳液聚合液降温至75℃后加入占引发剂总量15%的引发剂，恒温30min；再加入占引发剂总量15%的引发剂继续在75℃温度下恒温30min，最后通过抽真空排出剩余单体；

步骤四，调节pH值和乳液粘度：将经过消除反应的种子乳液聚合液降温至50℃时加入氨水，调节pH值为6.5~7.5，再进行过滤后制得所述纸塑复合胶黏剂。

8.根据权利要求7所述的纸塑复合胶黏剂的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述减压蒸馏的压力范围为-0.04~-0.01MPa，所述减压蒸馏的温度范围为60~68℃。

9.根据权利要求7所述的纸塑复合胶黏剂的制备方法，其特征在于：在步骤二中，所述滴加的时间为2.5~3.0h，所述滴加的温度条件为80~85℃。