CN107189723A - 水性干式覆膜胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性干式覆膜胶及其制备方法，该覆膜胶包括按重量份计的以下原料：丙烯酸丁酯20‑35份、苯乙烯10‑20份、丙烯酸0.5‑5份、功能性单体0.5‑5份、乳化剂0.2‑1份、引发剂0.08‑0.3份、缓冲剂0.1‑0.7份、水45‑55份、功能性助剂0.5‑3.0份、氧化剂0.15份。本发明提供的覆膜胶固含量≥48%，较高的有效成分便之具有优良的盖粉能力，还具有优良的流平性能，本产品安全、水性环保、成本低廉，易于工业化生产；透明度高，盖粉能力强，干燥速度快，耐热性与抗冻性好，初粘力与持粘力俱佳；机械适应性好，分切12小时后可进行对裱、凹凸和深压纹的操作。

Description

水性干式覆膜胶及其制备方法

技术领域

本发明属于胶粘剂领域，具体涉及水性干式覆膜胶及其制备方法，尤其为深压纹不起膜的水性复膜胶。

背景技术

目前市场上有一种复膜纸有包装材料既光亮美观，又耐磨防水，因而被广泛采用。这种材料是把聚丙烯（BOPP）、涤纶（PET）或聚氯乙烯（PVC）等用粘合剂粘合到纸上制成的，所用的粘合剂即为复膜胶。中国市场的复膜胶可分为以下三类型；热熔类、有机溶剂类和水性复膜胶。热熔类复膜胶采用预涂膜的方式，使用不方便，粘结力低、不宜后续加工，因而较少采用。有机溶剂类复膜胶，由于大量使用甲苯、汽油、醋酸乙酯等有机溶剂，因而物料成本高、劳动条件差、生产使用以及储存不安全、伤害身体健康并且严重污染环境；另外一种是热熔覆膜胶，此类技术以及生产设备主要被欧美发达国家控制，产品售价昴贵。现有的水性复膜胶主要有两种类型：一种是冷贴胶。大多以VAE乳液为基料复配或采用外常乳液聚合法生产而成，虽然在一定程度上达到了安全、环保的要求 ，但只适用低档的或油墨层薄的包装材料上，仍然存在适应范围窄、生产效率低，盖粉能力差、持粘力不足的缺点。国内虽然也有大批量生产水性干式复膜胶厂家，但在目前精美包装需要深压纹工艺方面，却不能从根本解决和适应。

发明内容

本发明的目的提供一种水性干式覆膜胶及其制备方法，该水性干式覆膜胶安全、环保，盖粉能力强，透明度高，耐热性与抗冻性好，初粘力与持粘力具佳，成本低廉。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水性干式覆膜胶，包括按重量份计的以下原料：

丙烯酸丁酯20-35份、苯乙烯10-20份、丙烯酸0.5-5份、功能性单体0.5-5份、乳化剂0.2-1份、引发剂0.08-0.3份、缓冲剂0.1-0.7份、水45-55份、功能性助剂0.5-3.0份、氧化剂0.15份。

进一步地，所述功能性单体为双丙酮丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟乙脂、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲脂和邻苯二甲酸二烯丙酯。另外功能性单体还包括丙烯酰胺，其加入量约占总原料重量的0.05%。

进一步地，所述乳化剂为阴离子和非离子复合乳化剂；引发剂为过硫酸铵；缓冲剂为亚硫酸氢钠和碳酸氢钠，功能性助剂为乙二酰肼、消泡剂、润湿剂和氨水。

进一步地，所述的乳化剂由0.06-0.5份的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、0.08-0.3份的环氧乙烷-环氧丙烷-环氧丁烷共聚物和0.06~0.2份1-丙烯氧基-2-羟基丙烷磺酸钠组成。

进一步地，所述功能性助剂为0.5-2份氨水、0.15~0.4份乙二酰肼、0.1~0.3份的润湿剂和消泡剂。

进一步地，所述氨水为20wt%的氨水，用于调节PH值和粘度。

进一步地，所述的氧化剂为30wt%的双氧水。

本发明还涉及制备所述覆膜胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、及功能性单体和部分乳化剂进行乳化，得到预乳化液；

2）将缓冲剂、部分引发剂和剩余的乳化剂进行升温搅拌溶解，然后加入2~5wt%的预乳化液做种子，进一步乳化；

3）向步骤2）所得的液体中滴加剩余的预乳化液及剩余的引发剂，在3-4小时内滴加完，然后加入氧化剂，在80-85℃下保温1-2小时；最后降温至40-45℃，滴加功能性助剂，调节PH值为6.5-7.5，过滤、出料得水性干式覆膜胶。

进一步地，操作过程中每次乳化或者滴加混合时，均根据需要加入水。

我本发明提供的水性干式覆膜胶其具有以下有益效果：

1）采用丙烯酸丁酯为软单体，使水性复膜胶透明度高，具有优良的韧性和耐水性。

2）加入苯乙烯，具有优良的反应活性，同时疏水结构的苯环可显著提高乳液的耐水性和耐碱性。

3）加入丙烯酸则既可以改善乳胶的粒径及分布，增加乳液的粘度及稳定性，又不致降低乳液的耐水、耐碱性能。

4）通过加入双丙酮丙烯酰胺，胶水体系中由乙二酰肼作为后固化剂与之反应，可以显著提高剥离强度以及耐深压纹性能。通过丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和双丙酮丙烯酰胺的合理用量，决定了聚合物合理的玻璃化温度，确保了初粘力与持粘力的完美统一。邻苯二甲酸二烯丙酯作为塑化剂，调节玻璃化温度以及增强与薄膜之间的粘结力。采用丙烯酰胺一方面可以作为稳定剂，保护胶体，促使粒度均匀化；另一方面作为增稠剂使用，相比之前仅通过氨水调节pH控制粘度，本发明中可以减少氨水的使用，优化生产环境。采用阴离子型和非离子型复合乳化体系，使乳液的粒径细目腻、粘度适中、稳定性、耐水性、耐碱性好，胶膜强度高。

5）本发明的固含量≥46%，较高的有效成分使之具有优良的盖粉能力，还具有优良的流平性能。

6）通过原料的配方和制作及工艺中温度的灵敏控制，可以更好的控制反应体系的温度，使用本产品安全、水性环保、成本低廉，易于工业化生产；透明度高，盖粉能力强，干燥速度快，耐热性与抗冻性好，初粘力与持粘力俱佳；机械适应性好，分切12小时后可进行对裱、凹凸和深压纹的操作。

7）本发明加入含羧基、羟基和氨基的聚合物链可发生多种交联反应，赋予胶粘剂最终固化后更强的粘接力和粘接强度，确保深压纹不起膜的性能。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1：

按重量份计，丙烯酸丁酯34份、苯乙烯14份、丙烯酸0.7份、双丙酮丙烯酰胺0.7份、丙烯酸-2-羟乙脂1.2份、丙烯酸异辛酯0.15份和甲基丙烯酸甲酯0.2份、邻苯二甲酸二烯丙酯0.6份、丙烯酰胺0.05份、乳化剂0.3份、引发剂过硫酸铵0.08份、缓冲剂0.1份、水47份、氨水0.5份、乙二酰肼0.15份、润湿剂和消泡剂共0.1份和氧化剂0.15份。乳化剂中阴离子和非离子乳化剂各占一半。

制备所述覆膜胶时，包括以下步骤：

1）将丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟乙脂、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、丙烯酰胺和0.1份乳化剂、18份水进行混合并乳化，得到预乳化液；

2）将缓冲剂、0.05份引发剂、剩余的乳化剂和20份水进行升温搅拌溶解，然后取步骤1）预乳化液的2wt%加入的其中作为种子，进一步乳化；

3）向步骤2）所得的液体中滴加剩余的预乳化液、剩余的引发剂及7份水，在3-4小时内滴加完，然后加入氧化剂，在80-85℃下保温1小时；最后降温至40-45℃，滴加功能性助剂及剩余的水，调节PH值为6.5-7.5，过滤、出料得水性干式覆膜胶。

得到的水性干式覆膜胶中，固含量为48.2%，pH为7.5。

实施例2：

按重量份计，丙烯酸丁酯20份、苯乙烯10份、丙烯酸0.5份、双丙酮丙烯酰胺0.5份、丙烯酸-2-羟乙脂0.2份、丙烯酸异辛酯0.1份和甲基丙烯酸甲酯0.2份、邻苯二甲酸二烯丙酯0.5份、乳化剂0.3份、引发剂过硫酸铵0.08份、缓冲剂0.1份、水50份、氨水0.5份、乙二酰肼0.15份、润湿剂和消泡剂共0.1份和氧化剂0.15份。

制备所述覆膜胶时，包括以下步骤：

1）将丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟乙脂、邻苯二甲酸二烯丙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯和0.1份乳化剂、15份水进行混合并乳化，得到预乳化液；

2）将缓冲剂、0.05份引发剂、剩余的乳化剂和25份水进行升温搅拌溶解，然后取步骤1）预乳化液的2wt%加入的其中作为种子，进一步乳化；

3）向步骤2）所得的液体中滴加剩余的预乳化液、剩余的引发剂及8份水，在3-4小时内滴加完，然后加入氧化剂，在80-85℃下保温1小时；最后降温至40-45℃，滴加功能性助剂及剩余的水，调节PH值为6.5-7.5，过滤、出料得水性干式覆膜胶。其固含量为46.5%，pH为8.0。

实施例3：

按重量份计，丙烯酸丁酯35份、苯乙烯20份、丙烯酸5份、功能性单体5份、乳化剂1份、引发剂0.3份、缓冲剂0.7份、水55份、功能性助剂2.6份、氧化剂0.15份。

其中，功能性单体为双丙酮丙烯酰胺2份、丙烯酸-2-羟乙脂1.5份、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸甲脂共1份、邻苯二甲酸二烯丙酯0.5份。乳化剂由0.5份的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、0.3份的环氧乙烷-环氧丙烷-环氧丁烷共聚物和0.2份1-丙烯氧基-2-羟基丙烷磺酸钠组成；引发剂为过硫酸铵；缓冲剂为亚硫酸氢钠0.3份和碳酸氢钠0.4份，功能性助剂为乙二酰肼0.4份、消泡剂0.1份、润湿剂0.1份和20wt%氨水2份。氧化剂为30wt%的双氧水。

制备时：

1）将丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、及功能性单体和部分乳化剂进行乳化，得到预乳化液；

2）将缓冲剂、部分引发剂和剩余的乳化剂进行升温搅拌溶解，然后加入2~5wt%的预乳化液做种子，进一步乳化；

3）向步骤2）所得的液体中滴加剩余的预乳化液及剩余的引发剂，在3-4小时内滴加完，然后加入氧化剂，在80-85℃下保温1-2小时；最后降温至40-45℃，滴加功能性助剂，调节PH值为6.5-7.5，过滤、出料得水性干式覆膜胶。

进一步地，操作过程中每次乳化或者滴加混合时，均根据需要加入水。

Claims (9)

1.一种水性干式覆膜胶，其特征在于，包括按重量份计的以下原料：

丙烯酸丁酯20-35份、苯乙烯10-20份、丙烯酸0.5-5份、功能性单体0.5-5份、乳化剂0.2-1份、引发剂0.08-0.3份、缓冲剂0.1-0.7份、水45-55份、功能性助剂0.5-3.0份、氧化剂0.15份。

2.根据权利要求1所述的覆膜胶，其特征在于：所述功能性单体为双丙酮丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟乙脂、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲脂和邻苯二甲酸二烯丙酯。

3.根据权利要求1所述的覆膜胶，其特征在于：所述乳化剂为阴离子和非离子复合乳化剂；引发剂为过硫酸铵；缓冲剂为亚硫酸氢钠和碳酸氢钠，功能性助剂为乙二酰肼、消泡剂、润湿剂和氨水。

4.根据权利要求1所述的覆膜胶，其特征在于：所述的乳化剂由0.06-0.5份的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、0.08-0.3份的环氧乙烷-环氧丙烷-环氧丁烷共聚物和0.06~0.2份1-丙烯氧基-2-羟基丙烷磺酸钠组成。

5.根据权利要求3所述的覆膜胶，其特征在于：所述功能性助剂为0.5-2份氨水、0.15~0.4份乙二酰肼、0.1~0.3份的润湿剂和消泡剂。

6.根据权利要求5所述的覆膜胶，其特征在于：所述氨水为20wt%的氨水。

7.根据权利要求1所述的覆膜胶，其特征在于：所述的氧化剂为30wt%的双氧水。

8.制备权利要求1-7任意一项所述覆膜胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、及功能性单体和部分乳化剂进行乳化，得到预乳化液；

2）将缓冲剂、部分引发剂和剩余的乳化剂进行升温搅拌溶解，然后加入2-5wt%的预乳化液做种子，进一步乳化；

3）向步骤2）所得的液体中滴加剩余的预乳化液及剩余的引发剂，在3-4小时内滴加完，然后加入氧化剂，在80-85℃下保温1-2小时；最后降温至40-45℃，滴加功能性助剂，调节PH值为6.5-7.5，过滤、出料得水性干式覆膜胶。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：操作过程中每次乳化或者滴加混合时，均加入水。