CN108034018A - 一种水性封口胶乳液及其制备方法 - Google Patents

一种水性封口胶乳液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种水性封口胶乳液及其制备方法，属于胶黏剂技术领域，使用该乳液制备的水性封口胶粘结强度高，耐热性好，抗冻性佳。该水性封口胶乳液各组份及其重量份数组成为：聚乙烯醇15～20份，碳酸氢钠2～3份，乳化剂15～20份，引发剂3～4份，丙烯酸丁酯300～500份，醋酸乙烯100～300份，丙烯酸‑2‑羟乙酯10～20份，丙烯酸1～2份，正十二烷基硫醇1～2份，亚硫酸氢钠0.5～1份，消泡剂0.5～1份，防腐剂2～3份和去离子水450～500份。本发明提供的水性封口胶乳液用于制备水性封口胶，可有效用于BOPP/纸、磨光/纸、PET/纸、纸/纸、油墨/纸和UV上光/纸的封边或搭口。

Description

一种水性封口胶乳液及其制备方法
技术领域
本发明属于胶黏剂技术领域，尤其涉及一种水性封口胶中使用的乳液及其制备方法。
背景技术
封口胶是包装工业中使用较为广泛的一种胶粘剂，用于纸盒、纸箱和手提袋等的封边接口。封口胶主要有油性封口胶和水性封口胶两种。油性封口胶一般以甲苯等为溶剂，以SBS、萜烯树脂和松香等为主要原料，对环境和身体健康都有较大危害。水性封口胶是以水为分散介质的环保型胶粘剂，无毒害、无污染，正在逐渐取代油性封口胶。市场上现有的很多水性封口胶在使用后，制成的包装品在高温或低温环境下容易脱胶，给企业造成损失，原因在于这些水性封口胶的粘结强度、耐高温和耐低温性能较差。
发明内容
本发明提供了一种水性封口胶乳液及其制备方法，使用该乳液制备的水性封口胶耐热性好，抗冻性佳，可有效用于BOPP/纸、磨光/纸、PET/纸、纸/纸、油墨/纸和UV上光/纸的封边或搭口。
为了达到上述目的，本发明提供了一种水性封口胶乳液，各组份及其重量份数组成为：
在上述技术方案中，选用丙烯酸丁酯作为软单体、醋酸乙烯作为硬单体，二者共聚后能产生较好的内聚强度，提高耐水性、附着力和透明性。选用丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸作为交联单体，参与共聚，产生交联网状结构，提高粘接强度、耐高温和耐低温性和稳定性。
作为优选，所述聚乙烯醇为PVA1788、PVA0588、PVA1792或PVA1799中的一种或两种以上按任意配比组成的混合物。
作为优选，所述乳化剂为烷基硫酸盐、硫基琥珀酸聚氧乙烯醚酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上按任意配比组成的混合物。
作为优选，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种。
作为优选，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
作为优选，所述防腐剂为苯甲酸钠。
本发明的另一方面提供了一种水性封口胶乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.4～0.6份引发剂溶解于5～10份水中，得初引发剂；将2.5～3.1份引发剂溶解于40～50份水中，得滴引发剂；将0.1～0.3份引发剂溶解于5～10份水中，得后引发剂；将0.5～1份亚硫酸氢钠溶解于10～20份水中，得还原剂；
将300～500份丙烯酸丁酯、100～300份醋酸乙烯、10～20份丙烯酸-2-羟乙酯、1～2份丙烯酸、1～2份正十二烷基硫醇混合搅拌均匀，得混合单体；
2)将余水、15～20份聚乙烯醇加入反应釜，开动搅拌，升温至92℃，搅拌分散聚乙烯醇至完全溶解；
3)降温，将温度保持在75～80℃之间，依次加入2～3份碳酸氢钠、15～20份乳化剂以及初引发剂，然后用6小时匀速滴加混合单体和滴引发剂；随后再用0.5小时匀速滴加后引发剂；
4)升温，将温度保持在80～85℃之间，中速搅拌，保温1小时；
5)随后降温，待温度降至75℃时，用15分钟缓慢匀速加入亚硫酸氢钠溶液，然后将温度降至40℃，依次加入0.5～1份消泡剂、2～3份防腐剂；
6)混合均匀后，放料、过滤，即得水性封口胶乳液。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明所提供的水性封口胶乳液以水为分散介质，以醋酸乙烯、丙烯酸丁酯为主单体聚合而成。其具有碱增稠的特性，初始粘度高；以聚乙烯醇作为保护胶，具备高湿粘性和相容稳定性；含有特殊交联单体丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸，易与粘结界面形成复合交联，赋予更强的附着力、柔韧性和持粘力；低玻璃化温度，抗冻性能好。
2、本发明所提供的水性封口胶乳液，用于制备水性封口胶，使其粘结强度高，耐热性好，抗冻性佳，符合《HJ 2541-2016环境标志产品技术要求胶粘剂》、《GB 18583-2008室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》标准要求，可广泛用于BOPP/纸、磨光/纸、PET/纸、纸/纸、油墨/纸和UV上光/纸的封边或搭口。
具体实施方式
下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
1)原料的称取：
2)制备工艺：
将0.5kg引发剂溶解于5kg水中，得初引发剂；将2.5kg引发剂溶解于45kg水中，得滴引发剂；将0.2kg引发剂溶解于5kg水中，得后引发剂；将0.5kg亚硫酸氢钠溶解于10kg水中，得还原剂。
将310kg丙烯酸丁酯、240kg醋酸乙烯、15kg丙烯酸-2-羟乙酯、1kg丙烯酸、1.2kg正十二烷基硫醇混合搅拌均匀，得混合单体。
将420kg水、17.5kg聚乙烯醇加入反应釜，开动搅拌，升温至92℃，搅拌分散聚乙烯醇至完全溶解。
降温，将温度保持在75～80℃之间，依次加入2.2kg碳酸氢钠、18kg乳化剂以及初引发剂，然后用6小时匀速滴加混合单体和滴引发剂，随后再用0.5小时匀速滴加后引发剂。
升温，将温度保持在80～85℃之间，中速搅拌，保温1小时。
随后降温，待温度降至75℃时，用15分钟缓慢匀速加入亚硫酸氢钠溶液，随后将温度降至40℃，依次加入0.8kg消泡剂、2kg防腐剂。
混合均匀后，放料、过滤，即得Tg＝-25℃的水性封口胶乳液。
实施例2
1)原料的称取：
2)制备工艺：
将0.5kg引发剂溶解于5kg水中，得初引发剂；将2.5kg引发剂溶解于45kg水中，得滴引发剂；将0.2kg引发剂溶解于5kg水中，得后引发剂；将0.5kg亚硫酸氢钠溶解于10kg水中，得还原剂。
将400kg丙烯酸丁酯、150kg醋酸乙烯、15kg丙烯酸-2-羟乙酯、1kg丙烯酸、1.2kg正十二烷基硫醇混合搅拌均匀，得混合单体。
将420kg水、17.5kg聚乙烯醇加入反应釜，开动搅拌，升温至92℃，搅拌分散聚乙烯醇至完全溶解。
降温，将温度保持在75～80℃之间，依次加入2.2kg碳酸氢钠、18kg乳化剂以及初引发剂，然后用6小时匀速滴加混合单体和滴引发剂，随后再用0.5小时匀速滴加后引发剂。
升温，将温度保持在80～85℃之间，中速搅拌，保温1小时。
随后降温，待温度降至75℃时，用15分钟缓慢匀速加入亚硫酸氢钠溶液，随后将温度降至40℃，依次加入0.8kg消泡剂、2kg防腐剂。
混合均匀后，放料、过滤，即得Tg＝-35℃的水性封口胶乳液。
性能测试
按照《GB/T 33320-2016食品包装材料和容器用胶粘剂》、《HJ 2541-2016环境标志产品技术要求·胶粘剂》、《GB 18583-2008室内装饰装修材料·胶粘剂中有害物质限量》标准对实施例1至实施例2制备得到的水性封口胶乳液的理化性能指标进行检测，检测结果如表1所示。
表1理化性能指标检测结果
指标 实施例1 实施例2
外观 乳白色均匀液体 乳白色均匀液体
pH值 4.5 5.0
不挥发物含量 53.50％ 53.66％
黏度(25℃) 4500mPa·s 5500mPa·s
游离甲醛 0.9g/kg 0.85g/kg
为了对以上两个实施例获得的水性封口胶乳液性能进行评价，进行如下实验：以上两个实施例中获得的水性封口胶乳液各取700g放入两个容器中，再分别加入上海光普化工有限公司T-139锚定乳液150g、上海光普化工有限公司T-1316叔碳乳液150g、AMP-95多功能助剂2.5g、2875润湿剂2g、二氧化硅3g、NS-120松香乳液60g、二丙二醇单甲醚5g、8034A消泡剂0.5g、防腐剂1.5g、增稠剂0.2g，混合后搅拌均匀，制得两个水性封口胶成品。
按照《GB/T 33320-2016食品包装材料和容器用胶粘剂》标准制备两个水性封口胶成品的试样，并进行检测，检测结果如表2所示。
表2粘结强度检测结果
指标 标准要求 实施例1成品试样 实施例2成品试样
剥离强度 基材破坏 基材破坏 基材破坏
由表2测试数据表明，本发明制备的乳液经复配得到的水性封口胶具有很高的粘结强度。
使用恒温恒湿试验箱，对两个水性封口胶成品的试样进行检测，检测结果如表3所示。
表3耐热性能及耐低温性能检测结果
由表3测试数据表明，本发明制备的乳液经复配得到的水性封口胶耐热性好，抗冻性佳。

Claims (7)

1.一种水性封口胶乳液，其特征在于，各组份及其重量份数组成为：
2.根据权利要求1所述的水性封口胶乳液，其特征在于，所述聚乙烯醇为PVA1788、PVA0588、PVA1792或PVA1799中的一种或两种以上按任意配比组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的水性封口胶乳液，其特征在于，所述乳化剂为烷基硫酸盐、硫基琥珀酸聚氧乙烯醚酯或脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上按任意配比组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的水性封口胶乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种。
5.根据权利要求1所述的水性封口胶乳液，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的水性封口胶乳液，其特征在于，所述防腐剂为苯甲酸钠。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的水性封口胶乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将0.4～0.6份引发剂溶解于5～10份水中，得初引发剂；将2.5～3.1份引发剂溶解于40～50份水中，得滴引发剂；将0.1～0.3份引发剂溶解于5～10份水中，得后引发剂；将0.5～1份亚硫酸氢钠溶解于10～20份水中，得还原剂；
将300～500份丙烯酸丁酯、100～300份醋酸乙烯、10～20份丙烯酸-2-羟乙酯、1～2份丙烯酸、1～2份正十二烷基硫醇混合搅拌均匀，得混合单体；
2)将余水、15～20份聚乙烯醇加入反应釜，开动搅拌，升温至92℃，搅拌分散聚乙烯醇至完全溶解；
3)降温，将温度保持在75～80℃之间，依次加入2～3份碳酸氢钠、15～20份乳化剂以及初引发剂，然后用6小时匀速滴加混合单体和滴引发剂；随后再用0.5小时匀速滴加后引发剂；
4)升温，将温度保持在80～85℃之间，中速搅拌，保温1小时；
5)随后降温，待温度降至75℃时，用15分钟缓慢匀速加入亚硫酸氢钠溶液，然后将温度降至40℃，依次加入0.5～1份消泡剂、2～3份防腐剂；
6)混合均匀后，放料、过滤，即得水性封口胶乳液。
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