一種水性紙塑乾式複合膠及其製備方法
2023-10-17 20:41:14 4
專利名稱：：一種水性紙塑乾式複合膠及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及粘合劑製品領域，是一種水性紙塑乾式複合膠及其製備方法。
背景技術：
：紙塑複合是包裝的一個重要技術工藝。紙張經複合聚合物膜(如B0PP、PET、PVC)後，可耐潮、防汙，增加硬挺度，同時色彩更加豔麗，因此，這種工藝在包裝印刷界廣泛使用，且使用範圍和使用量都呈上升趨勢。紙塑複合的工藝有多種，其中應用最多的、佔主導地位的還是使用甲苯作溶劑的溶劑型膠的複合。這類膠由甲苯作溶劑，溶解SBS、松香、萜烯等高分子材料製成，成品為固含量45%左右，使用時再用甲苯稀釋成25%左右濃度。這些溶劑最終全部排放到空氣中，造成嚴重的毒害性汙染，且火災隱患嚴重。此外，天然松香的大量使用也導致產品的耐老化性差，複合品時間久後會變黃，牢度下降嚴重。SBS的高熔點也使得膠的熔點高，熔融粘度大，複合產品會有白點。這些缺點已經嚴重限制了這類複合工藝的應用。
發明內容本發明的一個目的是為解決上述現有技術大部分採用甲苯作溶劑，使用時再用甲苯稀釋造成嚴重的毒害性汙染，且火災隱患嚴重。此外產品的耐老化性差，熔點高，熔融粘度大，複合產品會有白點，嚴重影響複合工藝的應用等問題，提供一種水性紙塑乾式複合膠。一種水性紙塑乾式複合膠，按照重量份計，包括丙烯酸丁酯30-50份，醋酸乙烯40-50份，丙烯酸3-10份，交聯單體2-3份；過硫酸銨0.5-1份。還包括其它功能單體0-3份。本發明的優選方案為水性紙塑乾式複合膠，按照重量份計，包括丙烯酸丁酯35-45份，醋酸乙烯42-48份，丙烯酸5-6份，交聯單體2.2-2.8份，其它功能單體2.2-2.8份；過硫酸銨0.6-0.8份。本發明在使用時，配水100份。本發明的另一個目的是提供一種水性紙塑乾式複合膠的製備方法。該方法包括如下步驟1.按照配方混合原料並乳化；配製引發劑溶液；2.種子反應；3.滴加剩餘的乳預化液和引發劑4.保溫；5.降溫冷卻。更進一步說該方法包括如下步驟l)單體按配方量混合好，送入均質器進行乳化10-20分鐘，優選15分鐘，得到預乳化液。3)在8085度下加入步驟1製得的預乳化液的5-15%和引發劑過硫酸銨的20-40%，在反應釜內進行10-20分鐘的種子反應；3)滴加剩餘的乳預化液和引發劑，80-120分鐘滴加完畢；4)保溫0，8-1.5個小時；5)降溫至40度以下冷卻出料。更進一步說該方法包括如下步驟1，單體按配方量混合好，送入均質器進行乳化15分鐘，得到預乳化液。引發劑的配方為過硫酸銨0.8份，蒸餾水30份。2，在8085度下加入預乳化液的10%和引發劑的三分之一，在反應釜內進行15分鐘的種子反應；3，滴加剩餘的乳預化液和引發劑，90分鐘滴加完畢；4，保溫一個小時；5，降溫至30度冷卻出料。所述交聯單體為多氨基化合物，分子結構為H2N-(CH20)nCH2-NH2。其中，n大於IO，優選15-20，更優選17-19，最優先18;其它功能單體為甲基丙烯酸和丙烯酸羥丙酯的混合物。混合比例為1:35。這類功能單體的使用，保證了複合牢度和耐候性的可靠性。2、丙烯酸用量的範圍丙烯酸對粘接起著重要的作用。通過試驗，我們發現它的用量和剝離強度關係密切。反覆試驗表明，丙烯酸的用量在56比較理想。3、交聯單體的用量的範圍。自合成的一種交聯單體對複合品質量起至關重要的作用。該單體含有活潑H，可以在室溫下酸性PH值環境中形成交聯，從而提高內聚強度。其用量範圍為45%。4、乳液合成工藝的確定。乳液的聚合工藝有多種，且合成的乳液特點各不相同。常規乳液聚合，工藝簡單，但不適合作高固含量乳液；核殼法聚合，乳液的理化指標好，但工藝過程控制較為複雜，對設備的要求也高；先乳化，後聚合，乳液粒徑好控制，可以合成高固含量的乳液。經過反覆摸索，本項目最終採用了先乳化，後聚合的方法。依照上述工藝，製得的本項目產品對現有的設備工藝適應性強，綜合性能優異。玻璃強度基本達到材料破壞，滿足複合的強度要求。對於裱瓦、對裱、模切、壓紋等後道加工工藝，均可滿足。使用成本還較傳統工藝有所降低。有益效果1、本項目採用常規丙烯酸乳液聚合法得到一種可以用於紙塑複合的環保產品。其技術關核心是交聯單體和功能單體的使用。這些技術的使用，不僅保證了合成工藝的穩定性，也確保了乳液對紙塑複合的力學性能和工藝適應性能的滿足，具有創新性和先進性。2、本項目以水代替甲苯，完全不含任何有機溶劑，完全無毒，不燃不爆。對環這境保護十分有利，是完全環保產品。3、採用自行合成的純高分子作粘接材料，不使用任何助齊廿，耐候性優良，複合牢度好，複合產品光潔度高，對於裱瓦、對裱、模切、壓紋等後道加工工藝，均可滿足。4、可以完全克服油性膠的種種缺點，使用成本也有一定程度的降低。實際生產統計成本降低可達10%以上。5、本項目以水代替甲苯，採用自行合成的高分子乳液作粘接材料，耐候性優良，複合牢度好，複合產品光潔度高，可以完全克服油性膠的種種缺點，使用成本也有一定程度的降低。對環這境保護十分有利。以每1噸水膠機功率1KW，每臺油膠機功率25KW為例，全國在用水膠機功率2.5萬臺左右，每小時可節約用電62.5萬度，每年可節約用電15億度(按每臺機日工作8小時，月工作25天計)；以目前全國甲苯膠消耗量3-5萬噸/年，每年向空氣中排放甲苯6-7萬噸/年計算，每使用1噸水性幹復膠，可減少向空氣中排放甲苯1.2噸。本項目稍有不足之處在於水的揮發速度比甲苯慢，導致複合速度有一定的降低。但是通過提高烘道溫度以及加工方式，可以很輕易地成功解決這一問題。6、現有技術為解決粘接的廣泛適應性，使用的是添加助劑的辦法。而添加助劑的結果是膠的耐候性下降，穩定性下降。生產過程也更為複雜。我們通過交聯單體和其它單體的使用，直接合成了一種結構上滿足複合牢度和生產工藝的乳液，勿需添加任何助劑。也就是從分子結構設計的方法上完成對功能的要求。不管在理論上還使應用上都是先進的創造。具體實施例方式下面結合實施例來進一步說明本發明，但並不作為對本發明的限定。實施例1配方如下(單位千克)丙烯酸丁酯45;醋酸乙烯45;丙烯酸5;交聯單體2;其它功能單體3所述交聯單體分子結構為H2N-(CH20)18CH2-NH2;所述其它功能單體為甲基丙烯酸和丙烯酸羥丙酯的混合物；混合比例為1:4。本配方合成乳液，合成方法將單體按配方量混合好，送入均質器進行乳化15分鐘，得到預乳化液。然後在8085度下加入預乳化液的10%和引發劑的三分之一，在反應釜內進行15分鐘的種子反應，然後滴加剩餘的乳預化液和引發劑，90分鐘滴加完畢，保溫一個小時降溫至40度冷卻出料。乳液稠度12秒(6#杯)，可滿足橋式機的工藝，塗布優異，複合膠版紙亮度好，牢度好。實施例2同實施例1相同的方法製備產品，配方如下(單位千克)丙烯酸丁酯51;醋酸乙烯39;丙烯酸2;交聯單體4;其它功能單體5。所述交聯單體分子結構為H2N-(CH20)17CH2-NH2;所述其它功能單體為甲基丙烯酸和丙烯酸羥丙酯的混合物；混合比例為1:4.5。本配方合成乳液合成方法為將單體按配方量混合好，送入均質器進行乳化18分鐘，得到預乳化液。然後在8085度下加入預乳化液的12%和引發劑的40%，在反應釜內進行18分鐘的種子反應，然後滴加剩餘的乳預化液和引發劑，100分鐘滴加完畢，保溫一個小時降溫至30度冷卻出料。乳液稠度10秒(6#杯)，可滿足橋式機的工藝，塗布優異，複合銅版紙亮度好，牢度好。實施例3同實施例1相同的方法製備產品，配方如下(單位千克)i丙烯酸丁酯41;醋酸乙烯48;丙烯酸5;交聯單體3;其它功能單體3;將單體按配方量混合好，送入均質器進行乳化10分鐘，得到預乳化液。然後在8085度下加入預乳化液的5%和引發劑的20%，在反應釜內進行IO分鐘的種子反應，然後滴加剩餘的乳預化液和引發劑，80分鐘滴加完畢，保溫一個小時降溫至室溫冷卻出料。所述交聯單體分子結構為H2N-(CH20)l8CH2-NH2..所述其它功能單體為甲基丙烯酸和丙烯酸羥丙酯的混合物；混合比例為1:3.5。本配方合成乳液同上，稠度10秒(6#杯)，可滿足橋式機的工藝，塗布優異，複合品亮度好，牢度好。滿足後道加工工藝。實施例4-15如實施例1所述的方法製備產品，配方如下tableseeoriginaldocumentpage9所述交聯單體分子結構為H2N-(CH20)18CH2-NH2;其中n值如上表所示。設定甲基丙烯酸和丙烯酸羥丙酯的混合比例為x，x值如上表所示。實施例19按照實施例1的配方生產產品，方法如下將單體按配方量混合好，送入均質器進行乳化20分鐘，得到預乳化液。然後在8085度下加入預乳化液的15%和引發劑的40%，在反應釜內進行20分鐘的種子反應，然後滴加剩餘的乳預化液和引發劑，120分鐘滴加完畢，保溫一個小時降溫至35度冷卻出料即可。丙烯酸丁酯、丙烯酸上海高橋化工股份有限公司功能單體上海高橋化工股份有限公司醋酸乙烯四川維尼綸廠權利要求1.一種水性紙塑乾式複合膠，其特徵在於，包括丙烯酸丁酯30-50份，醋酸乙烯40-50份，丙烯酸3-10份，交聯單體2-3份；過硫酸銨0.5-1份。2.根據權利要求1所述水性紙塑乾式複合膠，其特徵在於，還包括其它功能單體0-3份。3.根據權利要求2所述水性紙塑乾式複合膠，其特徵在於，包括丙烯酸丁酯35-45份，醋酸乙烯42-48份，丙烯酸5-6份，交聯單體2.2-2.8份，其它功能單體2.2-2.8份；過硫酸銨0.6-0.8份。4.根據權利要求1或2所述水性紙塑乾式複合膠，其特徵在於，所述交聯單體為多氨基化合物，所述多氨基化合物的分子結構為H2N-(CH20)nCH2-NH2，n大於10。5.根據權利要求4所述水性紙塑乾式複合膠，其特徵在於，所述交聯單體為多氨基化合物，所述多氨基化合物的分子結構為H2N-(CH20)nCH2-NH2，n為15-20。6.根據權利要求5所述水性紙塑乾式複合膠，其特徵在於，所述交聯單體為多氨基化合物，所述多氨基化合物的分子結構為H2N-(CH20)nCH2-NH2，n為17-19。7.根據權利要求5所述水性紙塑乾式複合膠，其特徵在於，所述交聯單體為多氨基化合物，所述多氨基化合物的分子結構為H2N-(CH20)nCH2-NH2，n為18。8.根據權利要求l或2所述水性紙塑乾式複合膠，其特徵在於，所述其它功能單體為甲基丙烯酸和丙烯酸羥丙酯的混合物，混合比例為1:35。9.根據權利要求1所述水性紙塑乾式複合膠的製備方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟1)按照配方混合原料並乳化；2)種子反應;3)滴加剩餘的乳預化液和引發劑；4)保溫5)降溫冷卻。10.根據權利要求9所述水性紙塑乾式複合膠的製備方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟1)單體按配方量混合好，送入均質器進行乳化10-20分鐘，優選15分鐘得到預乳化液；2)在8085度下加入步驟1製得的預乳化液的5-15%和引發劑過硫酸銨的20-40%，在反應釜內進行10-20分鐘的種子反應；3)滴加剩餘的乳預化液和引發劑，80-120分鐘滴加完畢；4)保溫0，8-1.5個小時；5)降溫至40度以下冷卻出料。全文摘要本發明涉及粘合劑製品領域，是一種水性紙塑乾式複合膠及其製備方法。解決了現有技術大部分採用甲苯作溶劑，使用時再用甲苯稀釋造成嚴重的毒害性汙染，且火災隱患嚴重。此外產品的耐老化性差，熔點高，熔融粘度大，複合產品會有白點，嚴重影響複合工藝的應用等問題，提供一種水性紙塑乾式複合膠。水性紙塑乾式複合膠，按照重量份計，包括丙烯酸丁酯30～50份，醋酸乙烯40～50份，丙烯酸3～10份，交聯單體2～3份。還包括其它功能單體0～3份。本發明所述的產品完全不含任何有機溶劑，安全無毒，不燃不爆，耐候性優良，複合牢度好，複合產品光潔度高，性能好。文檔編號C09J133/08GK101353559SQ20081016686公開日2009年1月28日申請日期2008年9月27日優先權日2008年9月27日發明者葉先科,孫家勝,徐國剛,朱萬平申請人:葉先科;朱萬平;孫家勝;徐國剛