一種耐高溫紙塑復膜膠及其製備方法
2023-06-28 10:44:36 1
專利名稱：一種耐高溫紙塑復膜膠及其製備方法
技術領域：
本發明涉及膠黏劑技術領域，具體是涉及一種耐高溫紙塑復膜膠及其製備方法。
背景技術：
紙塑複合是利用膠黏劑將雙向拉伸聚丙烯(BOPP)或滌綸(PET)薄膜與紙張印刷品複合在一起，複合後的印刷品不僅美觀，而且更能耐光、耐熱和耐水，從而大大改進了印刷品的應用性和外觀。紙塑複合產品可廣泛應用於裝飾建材、包裝材料、精裝書籍、產品宣傳廣告或說明書等。能將PP薄膜粘貼到紙產品上的膠黏劑稱為紙塑複合膠黏劑，簡稱復膜膠。市售的復膜膠有以下幾個主要產品聚氨酯雙組份膠、VAE膠、SBS膠和聚丙烯酸酯膠等。目前紙塑複合膠黏劑主要有3類熱熔型、有機溶劑型和水基乳液型。熱熔型復膜膠採用預塗膜的方式，使用不方便、粘結力低、不易後續加工，因而較少採用。有機溶劑型復膜膠由於大量使用甲苯、汽油、醋酸乙酯等有機溶劑，因而物料成本高、勞動條件差、生產及使用不安全、危害身體健康並且嚴重汙染環境，因此發展水性復膜膠勢在必行。其中VAE乳液膠黏劑以其優異的性能備受關注，這種膠黏劑具有如下優點1)溼粘性好，固化速度快，室溫下5 IOmin即可固化結膜；2)固化後膠膜無色透明，柔韌性好， 回彈性好，伸長率可達600%; 耐水性、耐鹼性、耐磨性、耐蠕變、耐凍融性較好；4)耐候性好，對氧、紫外線穩定，不易老化；5)與其他水基膠黏劑相容性好，易於改性獲得新的性能； 6)無毒、無味、無害，適合衛生和食品用。而VAE乳液雖然可以直接作為膠黏劑，但其性能卻不夠理想，應用受到限制，也存在著以下不足之處1)初粘性不夠高；2)粘結強度有待提高；3)耐水性有待提高；4)紙與薄膜分離後粘結表面有粘性，粘手，有紙屑脫落力)耐高溫性不好。
發明內容
本發明的目的是針對VAE乳液膠黏劑自身的不足，提供一種耐高溫紙塑復膜膠的製備方法，得到的復膜膠具有耐高溫性、高初粘力、高剝離強度、耐水性、紙塑分離後粘結面具有乾性，不粘手，不沾紙屑、膠膜具有轉印效果。本發明的目的通過如下技術方案來實現—種耐高溫紙塑復膜膠，以質量百分比計，由如下組份組成複合乳化液60--90VAE乳液1--20增粘樹脂1--20無機粉末填料1--10交聯劑Ι--10消泡劑Ο.2—0.5增稠劑0.2 0.5所述的VAE乳液選自乙烯質量含量為10 % 20 %的VAE乳液；所述的增粘樹脂選自萜烯樹脂乳液、水性松香樹脂乳液、水性松香甘油酯乳液和水性環氧樹脂乳液中的一種或多種；所述的無機粉末填料選自白堊粉、高嶺土、陶土、輕質碳酸鈣、二氧化矽和炭黑中的一種或多種；所述的交聯劑選自雙丙酮丙烯醯胺(DAAM)、己二酸二醯胼(ADH)、N-羥甲基丙烯醯胺(NMA)，甲苯二異氰酸酯(TDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、甲基三乙氧基矽烷、3-氨丙基三乙氧基矽烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷等中的一種或多種；以質量百分比計，所述的複合乳化液組分為乳化劑5 10%、EVA樹脂1 30%、 三乙醇胺1 5%、蠟1 30%和去離子水40 60% ；所述的乳化劑選自十二烷基硫酸鈉 (SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十六烷基三甲基碘化銨、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AEQ、烷基酚聚氧乙烯(10)醚(0P-10)、Tween20和Span20中的一種或多種。所述的蠟選自巴西棕櫚蠟、微晶蠟、蜂蠟、聚乙烯蠟、地蠟、褐煤蠟、南非沙索蠟、改性蒙旦蠟和液體石蠟中的一種或多種。可進一步優先選用蠟混合物，因為蠟的極性較低，對 BOPP膜具有較好的粘結能力，與VAE乳液復配後降低VAE乳液的極性，更好的將紙與薄膜結
I=I O為提高複合乳液的粘度和施工性能，發明中使用增稠劑提高乳液的粘度。本發明的消泡劑和增稠劑可選用本領域通用產品，優選地，所述的消泡劑選自SPA-202、BKY-045、 DEUCHEM090和DEUCHEM091中的一種或多種；所述的增稠劑選自甲基纖維素、羧甲基纖維素、乾酪素、聚丙烯酸鈉、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一種或多種；上述耐高溫紙塑復膜膠的製備方法，其特徵在於包括如下步驟(1)複合乳化液的製備取配方質量份的EVA樹脂、蠟混合物投入反應器中，50°C 120°C，攪拌速度為 300 500rpm下加入配方質量份的三乙醇胺；另取配方質量份的乳化劑與去離子水混合後，在2000 3000rpm剪切分散下緩緩加到EVA樹脂和蠟的混合液中，分散30 50min後， 得到複合乳化液；(2)耐高溫紙塑復膜膠的復配取配方質量份的複合乳化液和VAE乳液混合後置於分散釜中，在攪拌速度為 500 lOOOrpm、室溫下加入配方質量份的消泡劑，分散10 60min ；然後調整攪拌速度至200 300rpm後，加入配方質量份的無機粉末填料，分散10 120min ；加入配方質量份的增粘樹脂，分散10 60min ；再加入配方質量份的交聯劑，分散10 60min ；最後加入配方質量份的增稠劑，調體系粘度至施工粘度後，得到耐高溫紙塑復膜膠產品。相對於現有技術，本發明具有以下優點和有益效果(1)耐高溫性將交聯劑引入了體系當中，使得固化後的樹脂體系的為體型結構，從而增加了塗膜的耐高溫性。(2)高初粘力和高剝離強度將適量的增粘樹脂同時加入到了 VAE乳液中，三者不僅自身具有較高的粘結性， 而且混合後又有了協同增強效果，比單獨使用某種樹脂時無論是在初粘力還是剝離強度上都有明顯的提高；與此同時體系中的交聯官能團還能和紙張纖維中的羥基發生反應，也進一步的提高了該體系的粘結力。(3)紙塑分離後，膜層為乾性，不黏手，不沾紙屑和耐水性在該體系中引入了 EVA樹脂和蠟的複合乳化液，固化膠膜的光澤度、耐水性大大增加，因此膠膜光亮且手感光滑，不再有粘手的感覺，也避免了膠膜表面黏附紙屑的現象。(4)膠膜具有轉印效果在該體系中，第一步被乳化的VAE樹脂中乙烯結構單元較多，使得這種VAE樹脂的內塑性較好、極性較低，從而與常用塑料薄膜(PP、PVC等)具有很好的粘結作用，使得復膜膠與塑料薄膜之間的粘結性較好；在後續步驟中加入的VAE乳液，這種VAE乳液採用的是乙烯結構單元含量較少的VAE乳液，乙醯基較多，極性較大，從而更有利於與紙張中的纖維相結合；而兩種樹脂的用量是前者大於後者，所以復膜膠對塑料薄膜的粘結力大於對紙張的粘結力，這樣以來，使得紙張與薄膜分離時，復膜膠會被粘在薄膜上，保持了紙張的完整性。(5)本發明製備的紙塑復膜膠綜合性能優良，能達到如下技術指標外觀乳白色液體PH 值7-8粘度43秒固含量42 45%初粘性8min180° 剝離強度5. ON · 25mm_1 (GB 2792-1981)熱烘乾穩定性60°C下M小時不起泡，不脫層抗溼熱時間110°C水蒸氣5min後剝離強度無變化
具體實施例方式以下結合實施例對本發明做進一步說明，但本發明要求保護的範圍並不局限於實施例表達的範圍之內。本發明各實施例製備的紙塑復膜膠產品測試方法均按表1中標準測試。表 1CN 102433087 A
說明書
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外觀乳白色液體PH值用精密PH試紙測定粘度按GB/T2794-1995標準測定固含量按GB/T2793-1995標準測定初粘性按GB/T4852-1984標準測定ISOfl剝離強度按GB/T2792-1981標準測定熱烘乾穩定性60°C下24小時觀測膠層的變化情況抗溼熱時間110°C水蒸氣環境下剝離強度的變化情況實施例1(1)取15g的EVA樹脂、4g巴西棕櫚蠟，3g南非沙索蠟，3g地蠟的混合物一併投入反應器中，120°C、攪拌速度為300rpm下將EVA樹脂和混合蠟全部溶解，並加入2g三乙醇胺；另取2g0P-10，2g脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)Ug脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AEQ和2g 十二烷基硫酸鈉(SDQ，一起溶於64g去離子水中，在2000rpm剪切分散下緩緩加到EVA樹脂和蠟的混合液中，分散50min後，得到複合乳化液。(2)將步驟(1)中所得的複合乳化液和IOgVAE乳液混合後置於分散釜中，在攪拌速度為600rpm、室溫下加入0. 3g SPA-202，分散lOmin。
15min。 Ig甲苯:
(3)將步驟O)中的攪拌速度調至200rpm後，加入6g的二氧化矽，分散90min。
(4)保持C3)中攪拌速度不變，加入5g萜烯樹脂乳液、3g水性環氧樹脂乳液，分散乙氧基矽烷，
(5)保持(4)中攪拌速度不變，加入2gN-羥甲基丙烯醯胺，2g甲基J 異氰酸酯，分散20min。
(6)保持( 中攪拌速度不變，加入0.3g甲基纖維素後，調節體系粘度至施工粘度後，即得到紙塑復膜膠產品。按上述實施例製備的紙塑復膜膠，測試產品性能，其技術指標如下表2 表權利要求
1. 一種耐高溫紙塑復膜膠，其特徵在於，以質量百分比計，由如下組份組成複合乳化液60--90VAE乳液1--20增粘樹脂1--20無機粉末填料1--10交聯劑Ι--10消泡劑Ο.2—0.5增稠劑0.2 0.5所述的VAE乳液選自乙烯質量含量為10% 20%的VAE乳液；所述的增粘樹脂選自萜烯樹脂乳液、水性松香樹脂乳液、水性松香甘油酯乳液和水性環氧樹脂乳液中的一種或多種；所述的無機粉末填料選自白堊粉、高嶺土、陶土、輕質碳酸鈣、二氧化矽和炭黑中的一種或多種；所述的交聯劑選自雙丙酮丙烯醯胺(DAAM)、己二酸二醯胼、N-羥甲基丙烯醯胺，甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、甲基三乙氧基矽烷、3-氨丙基三乙氧基矽烷和3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷等中的一種或多種；以質量百分比計，所述的複合乳化液組分為乳化劑5 10%、EVA樹脂1 30%、三乙醇胺1 5%、蠟1 30%和去離子水40 60% ；所述的乳化劑選自十二烷基硫酸鈉 (SDS)、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基碘化銨、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚、Tween20和Span20中的一種或多種。
2.根據權利要求1所述的耐高溫紙塑復膜膠，其特徵在於所述的蠟選自巴西棕櫚蠟、 微晶蠟、蜂蠟、聚乙烯蠟、地蠟、褐煤蠟、南非沙索蠟、改性蒙旦蠟和液體石蠟中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的耐高溫紙塑復膜膠，其特徵在於所述的消泡劑選自 SPA-202, BKY-045, DEUCHEM090 和 DEUCHEM091 中的一種或多種；
4.根據權利要求1所述的耐高溫紙塑復膜膠，其特徵在於所述的增稠劑選自甲基纖維素、羧甲基纖維素、乾酪素、聚丙烯酸鈉、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一種或多種。
5.根據權利要求1-4任一項所述耐高溫紙塑復膜膠的製備方法，其特徵在於包括如下步驟(1)複合乳化液的製備取配方質量份的EVA樹脂、蠟混合物投入反應器中，50°C 120°C，攪拌速度為300 500rpm下加入配方質量份的三乙醇胺；另取配方質量份的乳化劑與去離子水混合後，在 2000 3000rpm剪切分散下加到EVA樹脂和蠟的混合液中，分散30 50min後，得到複合乳化液；(2)耐高溫紙塑復膜膠的復配取配方質量份的複合乳化液和VAE乳液混合後置於分散釜中，在攪拌速度為500 lOOOrpm，室溫下加入配方質量份的消泡劑，分散10 60min ；然後調整攪拌速度至200 300rpm後，加入配方質量份的無機粉末填料，分散10 120min ；加入配方質量份的增粘樹脂，分散10 60min ；再加入配方質量份的交聯劑，分散10 60min ；最後加入配方質量份的增稠劑，調體系粘度至施工粘度後，得到耐高溫紙塑復膜膠產品。
全文摘要
本發明公開了一種耐高溫紙塑復膜膠的製備方法。以質量百分比計，本發明的紙塑復膜膠由60～90份複合乳化液、1～15份VAE乳液、1～15份增粘樹脂、1～10份無機粉末填料、1～10份交聯劑、0.2～0.5份消泡劑及0.2～0.5份增稠劑組成。發明中首先製備EVA樹脂和混合蠟的複合乳化液，然後再將該乳液與VAE乳液、消泡劑、無機粉末填料、增粘樹脂、交聯劑和增稠劑復配，最終製得一種耐高溫紙塑復膜膠。該產品具有耐高溫性、高初粘力、高剝離強度、耐水性、紙塑分離後粘結面具有乾性，不沾紙屑、膠膜具有轉印的效果。
文檔編號C09J193/04GK102433087SQ20111025029
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者文秀芳, 楊卓如, 皮丕輝, 程江, 蔡智奇, 陸亞林 申請人:華南理工大學