專利名稱：水性復(fù)合粘合劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工材料的高分子聚合物領(lǐng)域，特別是涉及一種水性復(fù)合粘 合劑及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
復(fù)膜膠是用于塑料膜、鋁箔、紙張等材料之間的干式復(fù)合專用膠粘劑， 用它復(fù)合的材料可用于包裝食品、飲料、日化用品、煙酒等，是一種非常經(jīng) 濟(jì)美觀簡易的包裝材料，在食品包裝領(lǐng)域得到迅速的發(fā)展。然而，發(fā)明人發(fā) 現(xiàn)市場上現(xiàn)用的復(fù)膜膠主要是溶劑型膠粘劑，由于這種溶劑型膠粘劑使用大 量的乙酸乙酯、丁酮、異丙醇等有機(jī)溶劑，存在給使用該膠粘劑的工人帶來 很大的身體危害的問題，且這種膠粘劑揮發(fā)到空氣中的溶劑會給環(huán)境帶來污 染，而且復(fù)合過程中殘留的溶劑也可能進(jìn)一步侵入食品中，給食品造成安全 隱患。且現(xiàn)有的溶劑型膠粘劑所用的原材料受石油資源的漲價影響較大，成 本增高，操作也相對復(fù)雜。因此，發(fā)展環(huán)保型粘合劑是當(dāng)務(wù)之急。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施方式提供一種水性復(fù)合粘合劑及其制備方法與應(yīng)用，通過以 無毒無害的水為介質(zhì)，制備得到的水性復(fù)合粘合劑成本低、且制備過程操作 簡單，用于包裝材料時不會造成包裝產(chǎn)品的二次污染。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明實施方式提供一種水性復(fù)合粘合劑，該粘合劑含有A和B兩種組
5分，其中A組分為含-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)的水性丙烯酸聚合物乳液，所述聚合 物乳液中-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)占該聚合物乳液總重量的O. 1 ~ 5%; B組分為 含-NCO基團(tuán)的聚合物，所述聚合物中-NCO基團(tuán)占該聚合物總重量的5 ~ 30%; A組分與B組分的重量配比為100: 0. 5~100: 5。
所述A組分的-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)由丙烯酸酯或曱基丙烯酸酯的功能單體 提供。
所述丙烯酸酯功能單體選用丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、N-羥曱基丙烯酰胺中的至少一種；所述曱基丙烯酸酯功能單體選用曱基丙烯 酸、曱基丙烯酸羥乙酯、曱基丙烯酸羥丙酯中的至少一種。
所述A組分的聚合物乳液的玻璃化溫度Tg為-30 ~ l(TC;聚合物乳液粒徑為 50~ 500nm、乳液靜態(tài)表面張力為30 ~ 40mN/m。
所述B組分含-NCO基團(tuán)的聚合物為多異氰酸酯的聚合物。
所述多異氰酸酯選用2， 4 (或2,6)-曱苯二異氰酸酯(TDI) 、 4,4-二苯 基甲烷二異氰酸酯(MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、四亞曱基二異氰 酸酯、六亞曱基二異氰酸酯(HDI)、十二亞曱基二異氰酸酯、1,4-二異氰酸 酯環(huán)己烷、苯二亞曱基二異氰酸酯(XDI)、萘二異氰酸酯(NDI)、四曱基 苯二亞甲基二異氰酸酯(TMXDI)中的至少一種；
或者，所述多異氰酸酯為2，4 (或2，6)-曱苯二異氰酸酯TDI、六亞曱基 二異氰酸酯HDI、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI中任意兩種的混合物。
所述多異氰酸酯為六亞曱基二異氰酸酯HDI或異佛爾酮二異氰酸酯IPDI的 三聚體，官能度為3~5, -NCO基團(tuán)的重量含量為10 20y。。
所述聚合物乳液中-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)占該聚合物乳液總重量的O. 1 ~ 4
%;
或者，所述聚合物乳液中-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)占該聚合物乳液總重量的 0. 1 ~ 3 % 。
6所述聚合物中-NCO基團(tuán)占該聚合物總重量的8 ~ 25 % ; 或者，所述聚合物中-NC0基團(tuán)占該聚合物總重量的IO ~ 23 % 。 所述A組分與所述B組分的重量配比為100: 1~100: 5; 或者，所述A組分與所述B組分的重量配比為100: 1~100: 3。 本發(fā)明實施方式提供一種水性復(fù)合粘合劑的制備方法，該方法包括分 別制備組成該粘合劑的A組分與B組分； 按下述重量比例取A組分各原料
(曱基)丙烯酸酯單體 40 ~ 49 % 去離子水 50~59% 乳化劑 0.5-1.5% 引發(fā)劑 0.1-0. 5%
氨水 0. 2 ~ 0. 8 %
消泡劑、潤濕劑 0. 1~0. 5%
其中，所述的乳化劑為陰離子型乳化劑；所述的引發(fā)劑為過硫酸鹽類； 所述的潤濕劑陰離子表面活性劑；所述的消泡劑為非有機(jī)硅類消泡劑；
A組分的制備將(曱基)丙烯酸酯功能單體的5 15wty。、全部乳化劑 和去離子水加入到反應(yīng)釜中，攪拌乳化10分鐘，升溫到75。C后，加入引發(fā)劑 溶液的10 20wt。/。，反應(yīng)l 2h;然后在3 ~ 4h內(nèi)滴加完剩余的85 ~ 95wt %所 述(曱基)丙烯酸酯的功能單體和剩余的80 90wty。引發(fā)劑溶液；然后升溫 到80 85。C繼續(xù)反應(yīng)l 2h,反應(yīng)完全后降溫，加入氨水調(diào)節(jié)pH值為中性，再 加入潤濕劑調(diào)節(jié)表面張力、加入消泡劑控制泡沫，即得到A組分的水性丙烯酸 聚合物乳液；
按下述重量比例取B組分各原料
多異氰酸酯聚合物 80-95%
聚乙二醇單乙醚 4.98 - 19.98 %催化劑 0.001-0.01% !冬止劑 0. 001 ~ 0. 01 %
其中，所述的聚乙二醇單乙醚分子量在200 800之間；所述的催化劑為 二月桂酸二丁基錫；所述的終止劑為過氧化苯曱酰氯；
B組分的制備在反應(yīng)釜中加入含-NCO基團(tuán)的多異氰酸酯聚合物，升溫到 90~120°C，滴加聚乙二醇單乙醚，在20min內(nèi)加完，加入催化劑反應(yīng)l 4h, 直到-NCO含量達(dá)到設(shè)定值，加入終止劑即得含-NCO基團(tuán)的聚合物的B組分；
按A組分比B組分的重量比例為100: 0.5 - 100: 5,取A、 B組分配合使 用，即得到粘合劑。
所述按A組分比B組分的重量比例為100: 0. 5~100: 5,取A、 B組分配合 使用包括將所述B組分在攪拌狀態(tài)下加入到A組分中，使所述B組分在所述A 組分中完全分散均勻混合后即得到水性復(fù)合粘合劑。
本發(fā)明實施方式還提供一種上述任一項中所述的水性復(fù)合粘合劑在塑料 膜、鍍鋁膜的干法復(fù)合中的應(yīng)用。
本發(fā)明實施方式還提供一種上述的水性復(fù)合粘合劑在塑料膜、鍍鋁膜的 干法復(fù)合中的應(yīng)用。
由上述本發(fā)明實施方式提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施方式通過 兩組分制備得到復(fù)合粘合劑，B組分中-NCO基團(tuán)可以與A組分中-OH或-NH基團(tuán) 在聚合物成膜過程中發(fā)生反應(yīng)，形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顯著提高了A組分聚合物 的粘接強(qiáng)度，克服了傳統(tǒng)型丙烯酸乳液粘合劑粘接強(qiáng)度差的弊端。該粘合劑 以完全無毒無害的水為介質(zhì)，不會對使用的工人造成危害，不揮發(fā)污染環(huán) 境，且不受石油資源的漲價影響，成本低廉，操作簡便，用于包裝食品的材 料時不會二次污染包裝的食品，是一種環(huán)保的粘合劑。
具體實施例方式
8本發(fā)明實施方式提供一種兩組分的水性復(fù)合粘合劑，該粘合劑以水為介 質(zhì)，無毒無害，可以用于食品包裝材料的復(fù)合，不會對包裝的食品造成二次
污染，是一種環(huán)保的粘合劑，該粘合劑具體包括A、 B兩種組分，其中A組分 為含-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)的水性丙烯酸聚合物乳液，所述聚合物乳液中-OH 或-NH可交聯(lián)基團(tuán)占該聚合物乳液總重量的O. 1 ~ 5 % ; B組分為不含有機(jī)溶劑 的含-NCO基團(tuán)的聚合物，所述聚合物中-NCO基團(tuán)占該聚合物總重量的5 ~ 30 % ，使用時將B組分均勻攪拌混合在A組分中即可。
為便于理解，下面通過具體實施例作進(jìn)一步說明。
實施例一
本實施例提供一種兩組分水性復(fù)合粘合劑，該粘合劑可作為復(fù)膜膠使 用，具體包含A、 B兩種組分，其中A組分為含-OH及-NH可交聯(lián)基團(tuán)的水性丙烯 酸聚合物乳液，聚合物乳液中-OH及-NH可交聯(lián)基團(tuán)占聚合物乳液總重量的 0. 1 ~ 5 % ,優(yōu)選是-OH及-NH可交聯(lián)基團(tuán)占聚合物乳液總重量的0. 1 ~ 4 % ,更 優(yōu)選是-OH及-NH可交聯(lián)基團(tuán)占聚合物乳液總重量的O. 1 ~ 3 % ;
另一組分B為含-NCO基團(tuán)的聚合物，該聚合物不含有機(jī)溶劑，聚合物中-NC0基團(tuán)占該聚合物總重量的5 ~ 30% ,優(yōu)選是-NCO基團(tuán)占該聚合物總重量的 8 ~ 25 % ,更優(yōu)選是-NC0基團(tuán)占該聚合物總重量的IO ~ 23 % ;
A組分與B組分的重量配比為100: 0.5 - 100: 5,優(yōu)選A、 B組分的重量配 比為100: 1 - 100: 5,更優(yōu)選A、 B組分的重量配比為100: 1~100: 3。
實際中，將所述的B組分在攪拌狀態(tài)下緩慢加入到A組分中，并攪拌混合 均勻，即得到可直接使用的水性復(fù)合粘合劑，且每次混合的粘合劑要求在8小 時內(nèi)使用完。
其中，上述粘合劑中的A組分中的-OH及-NH可交聯(lián)的基團(tuán)由丙烯酸酯或曱 基丙烯酸酯的功能單體提供，丙烯酸酯功能單體可以選用丙烯酸、丙烯酸羥 乙酯、丙烯酸羥丙酯、N-羥曱基丙烯酰胺中的至少一種；曱基丙烯酸酯功能
9單體可以選用曱基丙烯酸、曱基丙烯酸羥乙酯、曱基丙烯酸羥丙酯中的至少 一種，所述的丙烯酸酯或曱基丙烯酸酯的功能單體與其他丙烯酸單體一起共
聚，得到含-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)的水性丙烯酸聚合物乳液。該水性丙烯酸聚 合物乳液的玻璃化溫度(Tg)為-30-10。C，優(yōu)選是在-30~ (TC之間，更優(yōu)選 是在-25 (TC之間。該乳液采用種子乳液聚合法進(jìn)行聚合，使得到的乳液粒 徑控制在50 500nm,更優(yōu)選是50 ~ 200nm。為了使乳液在塑料膜、鍍鋁膜表 面具有較好的潤濕性，乳液的靜態(tài)表面張力控制在30 40mN/m，優(yōu)選控制在 30 — 38 mN/m。
其中，B組分含-NCO基團(tuán)的聚合物一般為多異氰酸酯的聚合物，其中，多 異氰酸酯可以選用2,4 (或2，6)-甲苯二異氰酸酯(TDI) 、 4，4-二苯基曱烷二 異氰酸酯(MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、四亞曱基二異氰酸酯、六 亞曱基二異氰酸酯(HDI)、十二亞曱基二異氰酸酯、1，4-二異氰酸酯環(huán)己 烷、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、萘二異氰酸酯(NDI)、四曱基苯二亞 曱基二異氰酸酯(TMXDI)中的至少一種；優(yōu)選使用2，4 (或2，6)-曱苯二異氰 酸酯TDI、六亞曱基二異氰酸酯HDI、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI中的一種或兩 種的混合物。
具體^f吏用時按A、 B兩組分A比B的重量配比100: 0.5 - 100: 5取A、 B組 分，優(yōu)選A比B的重量配比為100: 1 - 100: 5，更優(yōu)選A比B的重量配比為100: 1~100: 3，將A、 B兩組分在攪拌的狀態(tài)下進(jìn)行充分混合即可得到粘合劑。該 粘合劑作為復(fù)合膠可用于塑料膜、鍍鋁膜等材料的干法復(fù)合，復(fù)合強(qiáng)度和封 口強(qiáng)度均較高，能夠滿足使用要求。
實施例二
本實施例提供一種水性復(fù)合粘合劑的制備方法，具體包括 A組分為含-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)的水性丙烯酸聚合物乳液，交聯(lián)基團(tuán)占聚 合物總重量的O. 1~5%，優(yōu)選是O. 1-4%,更優(yōu)選是O. 1~3%。這些可交聯(lián)的基團(tuán)由一些丙烯酸酯或曱基丙烯酸酯的功能單體提供，主要由丙烯酸羥乙 酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、曱基丙烯酸羥丙酯、N-羥曱基丙烯 酰胺等提供，這些單體與其他丙烯酸單體一起共聚，得到含-OH或-NH可交聯(lián) 基團(tuán)的水性丙烯酸聚合物乳液。
A組分原料組成的重量比例如下 (曱基)丙烯酸酯單體 40 ~ 49 %
去離子水 50~59%
乳化劑 0. 5~1. 5%
引發(fā)劑 0. 1~0. 5%
氨水 0. 2 ~ 0. 8 %
消泡劑、潤濕劑 0.1-0. 5%
其中，所述的乳化劑為陰離子型的，可以是磺酸鹽類或者硫酸鹽類；所 述的引發(fā)劑為過硫酸鹽類，可以是過石克酸銨或過石克酸鉀；所述的潤濕劑為陰 離子表面活性劑，為^黃酸鹽類；所述的消泡劑為非有機(jī)硅類；
A組分的制備方法將(曱基)丙烯酸酯的混合單體的5 15wt。/。、全部 乳化劑和去離子水加入到反應(yīng)釜中，攪拌乳化10分鐘，升溫到75。C后，加入 引發(fā)劑溶液的IO ~ 20wt % ，反應(yīng)l ~ 2h。然后開始滴加剩余的85 ~ 95wt %混合 單體和剩余的80 90wt。/。引發(fā)劑溶液，在3 4h內(nèi)滴完。然后升溫到80 - 85。C 繼續(xù)反應(yīng)l 2h,反應(yīng)完全后降溫，加入氨水調(diào)節(jié)pH值為中性，再加入潤濕劑 調(diào)節(jié)表面張力為30 38mN/m之間、加入消泡劑控制泡沫，即可得到A組分的水 性丙烯酸乳液。
B組分為含-NCO基團(tuán)的聚合物，不含任何有機(jī)溶劑，其-NCO基團(tuán)的重量含 量為5~30%,優(yōu)選是8~25%,更優(yōu)選是10~23%。含-NCO基團(tuán)的聚合物一 般選用多異氰酸酯的聚合物，這些可提供-NC0基團(tuán)的為異氰酸酯有2，4 (或 2,6)-曱苯二異氰酸酯(TDI) 、 4,4-二苯基曱烷二異氰酸酯(MDI)、異佛
ii爾酮二異氰酸酯(IPDI )、四亞曱基二異氰酸酯、六亞曱基二異氰酸酯
(HDI)、十二亞曱基二異氰酸酯、1，4-二異氰酸酯環(huán)己烷、苯二亞曱基二異 氰酸酯(XDI)、萘二異氰酸酯(NDI)、四曱基苯二亞曱基二異氰酸酯 (TMXDI )的二聚體或三聚體，優(yōu)選是TDI、 HDI、 IPDI中的二聚體或三聚體， 更優(yōu)選是HDI或IPDI三聚體。
B組分原料組成的重量比例如下 多異氰酸酯聚合物 80~95% 聚乙二醇單乙醚 4.98 - 19.98 %
催化劑 0.001-0.01% 終止劑 0. 001 ~ 0. 01 %
其中，所述的聚乙二醇單乙醚分子量在200 800之間；所述的催化劑為 二月桂酸二丁基錫；所述的終止劑為過氧化苯曱酰氯；
B組分制備方法在反應(yīng)釜中加入含-NCO基團(tuán)的多異氰酸酯聚合物，升溫 到90 120。C,開始滴加聚乙二醇單乙醚，約20min加完，加入催化劑反應(yīng)1 4h，直到-NCO含量達(dá)到設(shè)定值，加入終止劑即得B組分含-NCO基團(tuán)的聚合物；
所述的多異氰酸酯為HDI或IPDI的三聚體，官能度為3~5 , -NCO基團(tuán)含 量為10~20%。
所述的聚乙二醇單乙醚分子量為200 ~ 800,優(yōu)選是200 ~ 500。 兩組分的水性復(fù)膜膠制備按兩組分A: B的比例為100: 0. 5 ~ 100: 5， 優(yōu)選是100: 1 - 100: 5,優(yōu)選是100: 1~100: 3取A、 B組分，將B組分在攪拌 狀態(tài)下緩慢的加入到A組分中，使之在A組分中完全分散均勻，兩組分混合好 后，要求在8h內(nèi)使用完畢。
兩組分水性復(fù)膜膠可用于兩層或三次結(jié)構(gòu)的復(fù)合，如BOPP/CPP， BOPP/VMPET/PE,用于包裝休閑食品、糖果、奶4分等食品包裝，剝離強(qiáng)度可以 達(dá)到2N/15mm以上，封口強(qiáng)度可達(dá)到15N/15mm以上，^f旦不能用于超過100。C的
12水煮或蒸煮的包裝要求。 實施例三
本實施例對A組分的制備方法作進(jìn)一步說明，具體如下 取原料
去離子水(可以自制)550kg
乳化劑A-103 (CYTEC/^司產(chǎn)品)8. 5kg
丙烯酸曱酯200kg
丙烯酸乙酯158kg
丙烯酸丁酯72kg
曱基丙烯酸5
丙烯酸羥乙酯15kg
引發(fā)劑APS (過硫酸銨)2. 3kg
氨水4. 2kg
潤濕劑OT-75 (CYTEC公司產(chǎn)品)1. 6kg 消泡劑8034 (Cognis公司產(chǎn)品)1. 5kg
制備方法將丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、曱基丙烯酸和丙 烯酸羥乙酯的混合單體的1 Owt % 、全部乳化劑和去離子水加入到反應(yīng)釜中， 攪拌乳化10分鐘，升溫到75。C后，加入引發(fā)劑溶液的15wt。/。，反應(yīng)lh。然后 開始滴加剩余的混合單體和引發(fā)劑溶液，在3 4h內(nèi)滴完。然后升溫到82~83 。C繼續(xù)反應(yīng)lh,反應(yīng)完全后降溫，加入氨水調(diào)節(jié)pH值為中性，再加入潤濕劑 調(diào)節(jié)表面張力、加入消泡劑控制泡沫，即可得到A組分的水性丙烯酸乳液。該 水性丙烯酸乳液的固體物含量(重量)為45. 1%,粘度為30mPas，乳液粒徑 120nm,表面張力37. OmN/m。
實施例四
本實施例也是對制備A組分的方法的進(jìn)一步說明，具體如下
13取制備A組分所用的各原料
去離子水(可以自制)580kg
乳化劑A-103 (CYTEC/^司產(chǎn)品)7.8kg
曱基丙烯酸曱酯154kg
丙烯酸乙酯116kg
丙烯酸丁酯128kg
丙烯酸6kg
N-雍曱基丙烯酰胺6kg 丙烯酸羥丙酯13kg 引發(fā)劑APS (過硫酸銨)2. 2kg 氨水4. 8kg
潤濕劑OT-75 (CYTEC公司產(chǎn)品)1. 9kg 消泡劑8034 (Cognis/^司產(chǎn)品)1. 8kg
制備方法將曱基丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、N-羥曱基丙烯酰胺和丙烯酸羥丙酯的混合單體的8wt % 、全部乳化劑和去離子水 加入到反應(yīng)釜中，攪拌乳化10分鐘，升溫到75。C后，加入引發(fā)劑溶液的12wt %,反應(yīng)lh。然后開始滴加剩余的單體和引發(fā)劑溶液，在3 4h內(nèi)滴完。然后 升溫到82 ~ 83。C繼續(xù)反應(yīng)l. 5h,反應(yīng)完全后降溫，加入氨水調(diào)節(jié)pH值為中 性，再加入潤濕劑調(diào)節(jié)表面張力、加入消泡劑控制泡沫，即可得到A組分的水 性丙烯酸乳液。該水性丙烯酸乳液的固體物含量(重量)為42. 3%,粘度為 25mPas,乳液粒徑為105nm，表面張力為35. 3mN/m。
實施例五
本實施例也是對制備A組分的方法的進(jìn)一步說明，具體如下 取各原料
去離子水(可以自制)560kg
14乳化劑A-103 (CYTEO^司產(chǎn)品)8. 2kg
丙烯酸曱酯285kg
丙烯酸丁酯132kg
曱基丙烯酸9kg
N-羥曱基丙烯酰胺4kg
曱基丙烯酸羥乙酯12kg
引發(fā)劑APS (過硫酸銨)2. 4kg
氨水5kg
潤濕劑OT-75 (CYTEC公司產(chǎn)品)1. 7kg 消泡劑8034 (Cognis/^司產(chǎn)品)1. 6kg
制備方法將丙烯酸曱酯、丙烯酸丁酯、曱基丙烯酸、N-羥曱基丙烯酰 胺和曱基丙烯酸羥乙酯的混合單體的12wt % 、全部乳化劑和去離子水加入到 反應(yīng)釜中，攪拌乳化10分鐘，升溫到75。C后，加入引發(fā)劑溶液的16wt。/。，反 應(yīng)1.5h。然后開始滴加剩余的單體和引發(fā)劑溶液，在3 4h內(nèi)滴完。然后升溫 到82 83。C繼續(xù)反應(yīng)lh，反應(yīng)完全后降溫，加入氨水調(diào)節(jié)pH值為中性，再加 入潤濕劑調(diào)節(jié)表面張力、加入消泡劑控制泡沫，即可得到A組分的水性丙烯酸 乳液。該水性丙烯酸乳液的固體物含量(重量)為44. 2%,粘度為35mPas， 乳液并立徑為90nm，表面張力為36. 5mN/m。
實施例六
本實施例也是對制備A組分的方法的進(jìn)一步說明，具體如下
取各原料
去離子水540kg
乳化劑A-103 (CYTEC/厶司產(chǎn)品)8. 5kg
曱基丙烯酸甲酯117kg
丙烯酸乙酯193kg丙烯酸丁酯126kg丙烯酸7kg
曱基丙烯酸羥丙酯17kg引發(fā)劑APS (過硫酸銨)2. 5kg氨水5. 2kg
潤濕劑OT-75 (CYTE(^司產(chǎn)品)1. 5kg消泡劑8034 (Cognis/^司產(chǎn)品)1. 7kg
制備方法將曱基丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和曱基丙烯酸輕丙酯的混合單體的13wt % 、全部乳化劑和去離子水加入到反應(yīng)蒼中，攪拌乳化10分鐘，升溫到75。C后，加入引發(fā)劑溶液的17wt % ，反應(yīng)1.5h。然后開始滴加剩余的單體和引發(fā)劑溶液，在3 4h內(nèi)滴完。然后升溫到82 83。C繼續(xù)反應(yīng)lh,反應(yīng)完全后降溫，加入氨水調(diào)節(jié)pH值為中性，再加入潤濕劑調(diào)節(jié)表面張力、加入消泡劑控制泡沫，即可得到A組分的水性丙烯酸乳液。該水性丙烯酸乳液的固體物含量(重量)為46. 2%，粘度為40mPas,乳液氺立徑為110nm,表面張力為37. 2mN/m。
實施例七
本實施例是組成上述水性粘合劑主要成分的B組分的制備方法的進(jìn)一步說明具體包括在反應(yīng)釜中投入500kg的HDI三聚體(官能度3. 5, NCO含量19.5%),溫度升到110。C時滴加58kg聚乙二醇單乙醚(分子量350 ) , 20分鐘滴加完畢，加入10g二月桂酸二丁基錫，直到NC0含量達(dá)到17. 5%左右，然后加入9g過氧化苯曱酰氯終止反應(yīng)，降溫至室溫，得到一種透明至淡黃色溶液產(chǎn)物，固體物重量含量為99.8%,粘度約為2000mPas。
實施例八
本實施例也是組成上述水性粘合劑主要成分的B組分的制備方法的進(jìn)一步說明具體包括在反應(yīng)釜中投入500kg的IPDI三聚體(官能度3. 5, NCO含量19.5%),溫度升到100。C時滴加72kg聚乙二醇單乙醚(分子量450 ) ， 20分鐘滴加完畢，加入10g二月桂酸二丁基錫，直到-NC0含量達(dá)到18. 2%左右，然后加入9g過氧化苯曱酰氯終止反應(yīng)，降溫至室溫，得到一種透明至淡黃色溶液產(chǎn)物，固體物的重量含量為99. 9% ，粘度約為1800mPas。實施例九
本實施例對包括A、 B組成的水性粘合劑的具體應(yīng)用作進(jìn)一步說明，具體如下取20kg A組分在塑料桶中，開動攪拌，轉(zhuǎn)速以能看到中間形成一個漩渦為宜，將O. 40kg的B組分緩慢加入到其中，加完后繼續(xù)攪拌5分鐘。然后將混合好的水膠倒入膠槽中，采用干法復(fù)合BOPP/CPP、 PET/PE、 PA/PE、BOPP/VMPET結(jié)構(gòu)，控制上膠量在l. 8~2. 4g/m2,烘道溫度為70 - 80 - 90°C ,風(fēng)速大于6m/s，復(fù)合輥溫度為60 7(TC,復(fù)合膜放在50。C條件下熟化8 ~ 12h即可，取樣測試剝離強(qiáng)度及封口強(qiáng)度。
實施例十
本實施例對包括A、 B組成的水性粘合劑的具體應(yīng)用作進(jìn)一步說明，具體如下取20kg組分A倒入塑料桶中，開動攪拌，轉(zhuǎn)速以能看到中間形成一個旋渦為宜，將O. 25kg的B組分緩慢加入到其中，加完后繼續(xù)攪拌5分鐘。然后將混合好的水膠倒入膠槽中，采用干法復(fù)合BOPP/CPP、 PET/PE、 PA/PE、.BOPP/VMPET結(jié)構(gòu)，控制上膠量在1.8-2. 4g/m2，烘道溫度為70 - 80 - 90°C ，風(fēng)速大于6m/s，復(fù)合輥溫度為60 70。C,復(fù)合膜放在50。C條件下熟化8 ~ 12h即可，取樣測試剝離強(qiáng)度及封口強(qiáng)度。實施例十一
本實施例對包括A 、 B兩組分組成的水性粘合劑的具體應(yīng)用作進(jìn)一步說明，具體如下取20kg組分A倒入塑料桶中，開動攪拌，轉(zhuǎn)速以能看到中間形成一個漩渦為宜，將O. 32kg的B組分緩慢加入到其中，加完后繼續(xù)攪拌5分鐘。然后將混合好的水膠倒入膠槽中，采用干法復(fù)合BOPP/CPP、 PET/PE、PA/PE、 BOPP/VMPET結(jié)構(gòu)，控制上膠量在l. 8 ~ 2. 4g/m2，烘道溫度為70 - 80 -90°C，風(fēng)速大于6m/s，復(fù)合輥溫度為60 7(TC,復(fù)合膜》t在5(TC條件下熟化
178 12h即可，制袋后測試剝離強(qiáng)度及封口強(qiáng)度。測試結(jié)果如下表1 3。表l兩組分水性復(fù)膜膠的應(yīng)用性能(實施例九制備得到的復(fù)膜膠)
復(fù)合結(jié)構(gòu)上膠量/g/m2剝離強(qiáng)度/N/15mm封口強(qiáng)度/N/15mm
B0PP/CPP2. 02. 316. 8
B0PP/VMPET1. 92. 2
PET/PE2. 22. 91 7. 0
PA/PE2. 43. 419. 2
表2兩組分水性復(fù)膜膠的應(yīng)用性能(實施例十制備得到的復(fù)膜膠)
復(fù)合結(jié)構(gòu)上膠量/g/m2剝離強(qiáng)度/N/15mm封口強(qiáng)度/N/15mm
B0PP/CPP1. 92. 016. 5
B0PP/VMPET1. 82. 0—
PET/PE2. 33. 118. 3
PA/PE2. 33. 018. 2
表3兩組分水性復(fù)膜膠的應(yīng)用性能(實施例十一制備得到的復(fù)膜膠)
復(fù)合結(jié)構(gòu)上膠量/g/m2剝離強(qiáng)度/N/15mm封口強(qiáng)度/N/15mm
B0PP/CPP2. 12. 517. 2
BOPP/VMPET2. 02. 1—
PET/PE2. 02. 717. 2
PA/PE2. 23. 118. 5
由表l ~ 3可見，本發(fā)明實施例中的兩組分的水性復(fù)合粘合劑作為復(fù)膜膠時應(yīng)用性能較好，剝離強(qiáng)度能達(dá)到2N/15隨以上，封口強(qiáng)度在16 20N/15mm，既能復(fù)合兩層結(jié)構(gòu)，也可復(fù)合三層結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)用的酯溶型聚氨酯膠性能相
18當(dāng)，可以用于休閑食品、糖果、奶粉等食品的包裝材料制備，所制備得到的包裝材料能夠替代非環(huán)保的溶劑膠。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施例，各實施例之間不具有前后的次序關(guān)系，不因各實施例的序號相互之間造成影響，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種水性復(fù)合粘合劑，該粘合劑含有A和B兩種組分，其中A組分為含-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)的水性丙烯酸聚合物乳液，所述聚合物乳液中-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)占該聚合物乳液總重量的0.1～5％；B組分為含-NCO基團(tuán)的聚合物，所述聚合物中-NCO基團(tuán)占該聚合物總重量的5～30％；A組分與B組分的重量配比為100∶0.5～100∶5。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的粘合劑，其中，所述A組分的-OH或-NH可交聯(lián)基 團(tuán)由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的功能單體提供。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的粘合劑，其中，所述丙烯酸酯功能單體選用丙 烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、N-羥曱基丙烯酰胺中的至少一種；所 述曱基丙烯酸酯功能單體選用曱基丙烯酸、曱基丙烯酸羥乙酯、曱基丙烯酸 羥丙酯中的至少一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粘合劑，其中，所述A組分的聚合物乳液的 玻璃化溫度Tg為-30 ~ l(TC;聚合物乳液粒徑為50 ~ 500nm、乳液靜態(tài)表面張力 為30 ~ 40mN/m。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的粘合劑，其中，所述B組分含-NCO基團(tuán)的聚合物 為多異氰酸酯的聚合物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的粘合劑，其中，所述多異氰酸酯選用2,4 (或 2,6)-曱苯二異氰酸酯(TDI) 、 4,4-二苯基曱烷二異氰酸酯(MDI)、異佛 爾酮二異氰酸酯(IPDI )、四亞曱基二異氰酸酯、六亞曱基二異氰酸酯(HDI)、十二亞曱基二異氰酸酯、1，4-二異氰酸酯環(huán)己烷、苯二亞曱基二異 氰酸酯(XDI)、萘二異氰酸酯(NDI)、四曱基苯二亞曱基二異氰酸酯 (TMXDI)中的至少一種；或者，所述多異氰酸酯為2,4 (或2，6)-曱苯二異氰酸酯TDI、六亞曱基二異氰酸酯HDI、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI中任意兩種的混合物。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的粘合劑，其中，所述多異氰酸酯為六亞曱基二 異氰酸酯HDI或異佛爾酮二異氰酸酯IPDI的三聚體，官能度為3~5, -NC0基團(tuán) 的重量含量為10~20%。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的粘合劑，其中，所述聚合物乳液中-OH或-麗可 交聯(lián)基團(tuán)占該聚合物乳液總重量的O. 1 ~ 4 % ;或者，所述聚合物乳液中-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)占該聚合物乳液總重量的 0. 1 ~ 3 % 。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的粘合劑，其中，所述聚合物中-NCO基團(tuán)占該聚 合物總重量的8~25%;或者，所述聚合物中-NCO基團(tuán)占該聚合物總重量的IO ~ 23 % 。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的粘合劑，其中，所述A組分與所述B組分的重量 配比為100: 1~100: 5;或者，所述A組分與所述B組分的重量配比為100: 1~100: 3。
11、 一種水性復(fù)合粘合劑的制備方法，該方法包括分別制備組成該粘 合劑的A組分與B組分；按下述重量比取A組分各原料 (曱基)丙烯酸酯單體40 - 49 % 去離子水 50~59% 乳化劑 0.5-1.5% 引發(fā)劑 0. 1~0. 5%氨水 0. 2 ~ 0. 8 %消泡劑、潤濕劑 0. 1~0. 5%其中，所述的乳化劑為陰離子型乳化劑；所述的引發(fā)劑為過硫酸鹽類； 所述的潤濕劑陰離子表面活性劑；所述的消泡劑為非有機(jī)硅類消泡劑；A組分的制備將(曱基)丙烯酸酯功能單體的5 15wt。/。、全部乳化劑 和去離子水加入到反應(yīng)釜中，攪拌乳化10分鐘，升溫到75。C后，加入引發(fā)劑 溶液的10 20wt。/。，反應(yīng)l 2h;然后在3 ~ 4h內(nèi)滴加完剩余的85 ~ 95wt %所 述(曱基)丙烯酸酯的功能單體和剩余的80 90wt。/o引發(fā)劑溶液；然后升溫 到80 85。C繼續(xù)反應(yīng)l 2h,反應(yīng)完全后降溫，加入氨水調(diào)節(jié)pH值為中性，再 加入潤濕劑調(diào)節(jié)表面張力、加入消泡劑控制泡沫，即得到A組分的水性丙烯酸 聚合物乳液；按下述重量比例取B組分各原料多異氰酸酯聚合物 80 ~ 95 %聚乙二醇單乙醚 4. 98 ~ 19. 98%催化劑 0. 001 ~ 0. 01 %終止劑 0.001-0.01%其中，所述的聚乙二醇單乙醚分子量在200 800之間；所述的催化劑為 二月桂酸二丁基錫；所述的終止劑為過氧化苯曱酰氯；B組分的制備在反應(yīng)釜中加入含-NCO基團(tuán)的多異氰酸酯聚合物，升溫到 90~120°C，滴加聚乙二醇單乙醚，在20min內(nèi)加完，加入催化劑反應(yīng)l 4h， 直到-NCO含量達(dá)到設(shè)定值，加入終止劑即得含-NCO基團(tuán)的聚合物的B組分；才要A組分比B組分的重量比例為100: 0.5 - 100: 5,取A、 B組分配合寸吏 用，即得到粘合劑。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，所述按A組分比B組分的重量比例為 100: 0.5 - 100: 5，取A、 B組分配合使用包括將所述B組分在攪拌狀態(tài)下加 入到A組分中，使所述B組分在所述A組分中完全分散均勻混合后即得到水性復(fù) 合粘合劑。
13、 一種如權(quán)利要求1 10中任一項所述的水性復(fù)合粘合劑在塑料膜、鍍 鋁膜的干法復(fù)合中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開一種水性復(fù)合粘合劑，該粘合劑含有A和B兩種組分，其中A組分為含-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)的水性丙烯酸聚合物乳液，所述聚合物乳液中-OH或-NH可交聯(lián)基團(tuán)占該聚合物乳液總重量的0.1～5％；B組分為含-NCO基團(tuán)的聚合物，所述聚合物中-NCO基團(tuán)占該聚合物總重量的5～30％；A組分與B組分的重量配比為100∶0.5～100∶5。該粘合劑不會對使用的工人造成危害，不揮發(fā)污染環(huán)境，且不受石油資源的漲價影響，成本低廉，操作簡便，用于包裝食品的材料時不會二次污染包裝的食品，是一種環(huán)保的粘合劑。
文檔編號C09J9/00GK101580682SQ20081011185
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者崗 李, 峰 沈, 郭仁星, 陳小鋒 申請人:北京高盟燕山科技有限公司;北京高盟化工有限公司