本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)保乳膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，在食品包裝、紙包裝方面使用的膠粘劑如：熱熔膠，具有固化速度快的特點，但是，需要借助特殊的設(shè)備進行加熱至130～210℃，先將固體膠粒熔解成可涂布的膠液再進行施膠，施膠后降溫至室溫使膠液回復成固態(tài)形成固化粘接，這樣，會損耗大量的電能，產(chǎn)生大量的難聞氣味，給施工現(xiàn)場帶來污染，還要安裝抽風設(shè)備，增加投資及生產(chǎn)費用，在連續(xù)加熱下會分解老化產(chǎn)生膠渣影響作業(yè)，中途加新膠時必須停機，待新膠完全溶解后方能繼續(xù)使用，涂膠量控制性較差，此類產(chǎn)品的價格較高，每平方米的使用量較大，應用成本較高。另外如油水混合型膠水，為了加快膠水的水分揮發(fā)及達到更好的粘接強度，此類產(chǎn)品雖然已經(jīng)使用了部分水作為溶劑，但仍然還含有部分的有機溶劑(甲苯，二甲苯及環(huán)己酮等)，其VOC的排放已經(jīng)不能達到現(xiàn)在的環(huán)保標準，尤其不能使用在食品、藥品的包裝當中。
有鑒于此，確有必要開發(fā)研究出無需加熱設(shè)備、無溶劑揮發(fā)、施膠方便、降低能耗、涂膠量少、成本低同時可以適用于食品藥品包裝中的環(huán)保膠。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種環(huán)保乳膠，特別適用于食品等的紙包裝快速粘接，具有常溫固化快、粘接牢固、全部溶劑為水、超強的耐水性、不發(fā)白發(fā)粘、防水耐溶劑、用膠量小、操作方便、可連續(xù)作業(yè)、成本低、環(huán)保無毒、不易燃不易爆等優(yōu)點。
本發(fā)明還公開了前述環(huán)保乳膠的制備方法。
本發(fā)明為達到上述目的所采用的技術(shù)方案是：
一種環(huán)保乳膠，由包括如下重量百分數(shù)的組分制備而得：去離子水20～50％、丙烯酸丁酯8～40％、苯乙烯15～45％、丙烯酸異辛酯15～45％、丙烯酸5～20％、引發(fā)劑1～10％、乳化劑1～10％、穩(wěn)定劑0.5～5％、交聯(lián)劑1～15％、消泡劑0.1～1％、酸堿調(diào)節(jié)劑0.1～0.5％。通過精心選擇的各組分合理配比，所得產(chǎn)品在常溫自然固化速度快，施膠后即可粘接，加壓1-3秒就可對紙張形成有效粘合，根據(jù)物件的反彈力施予不同的加壓時間，1-2分鐘即可與基材牢固粘接，無需加熱設(shè)備，為用戶節(jié)能降耗，同時能在2-45℃的溫度范圍內(nèi)正常使用，涂布均勻穩(wěn)定，用量省，極少的涂布量，10厘米約0.115克膠就可以進行粘接，而且中途加膠無需停機，可連續(xù)作業(yè)，因為在生產(chǎn)時原膠乳減少后可繼續(xù)添加新膠，由于是全水性膠體，新膠與殘余膠可以很容易相融合，因此無需停機，可連續(xù)施膠，加工效率高，施工方便。
優(yōu)選地，一種環(huán)保乳膠，其由包括如下重量百分數(shù)的組分制備而得：去離子水22～45wt％、丙烯酸丁酯10～30％、苯乙烯16～36％、丙烯酸異辛酯16～36％、丙烯酸5～20％、引發(fā)劑2～6％、乳化劑1～8％、穩(wěn)定劑1～4％、交聯(lián)劑1～10％、消泡劑0.2～0.8％、酸堿調(diào)節(jié)劑0.2～0.3％。
進一步地，所述的引發(fā)劑是由過硫酸鉀2份、過硫酸銨3份、亞硫酸氫鈉1份、過硫酸鈉1份和蒙脫石2份復配而成。采用該引發(fā)劑加入環(huán)保乳膠體系中，引發(fā)效率高，促進各組分反應完全，可以提高合成效率，最終使得粘合劑的固化干燥時間快，粘接強度好，而且耐水，熱穩(wěn)定性佳，綜合性能優(yōu)越。
進一步地，所述的消泡劑是由含氫基質(zhì)量分數(shù)為1.5％的含氫硅油10份、脂肪醇聚氧乙烯醚22份、疏水性二氧化硅1份、去離子水50份經(jīng)復配而形成的，其中含氫硅油在25℃的粘度為10～50mm2/s。將消泡劑加入環(huán)保乳膠體系中，產(chǎn)品制備與應用過程中的消泡效果好，產(chǎn)品固化后具有超強的耐水性能,在水中長期浸泡不會變白及發(fā)粘，耐沸水性能非常突出，耐溶劑性能很好，在粘接有防水要求的紙箱等方面的應用效果好。
進一步地，所述的交聯(lián)劑為乙烯基硅烷偶聯(lián)劑、二乙烯基苯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任一種或兩種；所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇6000、磺基琥珀酸單酯二鈉鹽中的任一種或兩種；所述的穩(wěn)定劑為三乙醇胺、對叔丁基鄰苯二酚、對羥基苯甲醚中的任一種或兩種；所述的酸堿調(diào)節(jié)劑為冰醋酸、檸檬酸中的任一種或兩種。這些組分的加入與基體材料合理配制，融合性好，生產(chǎn)易于控制，有益于產(chǎn)品中聚合物的均勻分布，有益于產(chǎn)品在常溫下即可固化，增加了乳膠與基材之間的粘接強度。
進一步地，該環(huán)保乳膠的PH值為6～7。對包裝材料無腐蝕，無毒環(huán)保，不易燃，不易爆，不屬化學危險品范圍，對運輸和倉儲都沒有特殊的限制。
進一步地，該環(huán)保乳膠的固含量為65～75％。固含量較高，用膠量少，粘接好，超低的VOC排放，為用戶減低了空氣和水的污染物排放，在使用時不會產(chǎn)生難聞氣味，無需安裝抽風設(shè)施節(jié)省開支，降低能耗，讓用戶的使用車間和廠區(qū)空氣更加清新，減少員工患職業(yè)病的危害。
進一步地，該環(huán)保乳膠的粘度范圍為3000～60000mpa.s。粘度范圍可以根據(jù)客戶的要求調(diào)節(jié)膠水的粘稠度，可適應滾涂、刷涂、噴涂、點涂及擠壓等多種涂膠方式。產(chǎn)品應用范圍廣，可用于食品藥品包裝線上快速封盒(替代熱熔膠)，快遞電商紙箱的快速打包封箱(代替封箱膠帶及雙面膠帶)，家庭DIY紙質(zhì)或木質(zhì)品的快速粘接，紙箱及紙盒高速糊口用膠，汽車內(nèi)飾快速粘接用膠等以及需要快速粘接的場景，該粘度范圍容易操作，使用后對機器的簡單清洗(用少量的水或濕布清洗)。
一種前述的環(huán)保乳膠的制備方法，包括以下步驟：
S1：按照設(shè)定的原料配比準確稱取物料，之后將20～80％的去離子水以及全部的丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸、乳化劑、穩(wěn)定劑和交聯(lián)劑加入預乳化缸中并攪拌均勻，得到預乳化混合料；
S2：在反應釜中加入剩余的80～20％的去離子水以及全部的引發(fā)劑和酸堿調(diào)節(jié)劑，開始升溫至80～85℃，之后將步驟S1所得的預乳化混合料滴加到反應釜中進行反應，待物料全部滴加完畢后保溫1.5～2小時，之后降溫至45℃以下，加入全部消泡劑繼續(xù)攪拌0.3～0.6小時，得到粗產(chǎn)品；
S3：將步驟S2所得的粗產(chǎn)品用200目過濾袋過濾后，得到成品，包裝。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的環(huán)保乳膠，是以丙烯酸酯等高分子聚合物以及水基樹脂等為基體原料，溶劑全部為水，不含任何有機溶劑，經(jīng)過精心選擇合理優(yōu)化配制形成的環(huán)保乳膠，產(chǎn)品固化后具有超強的耐水性能、在水中長期浸泡不會變白及發(fā)粘、耐沸水性能非常突出、耐溶劑性能很好等優(yōu)點，在紙包裝的快速粘接方面性能十分突出的乳膠，可以獨特的應用于具有防水要求的紙箱粘接方面，徹底解決了現(xiàn)有熱熔膠、油水混合膠等存在的高能耗、封箱膠帶難降解、不防水、污染大等問題，應用范圍廣，可用于食品藥品包裝線上快速封盒(替代熱熔膠)，快遞電商紙箱的快速打包封箱(代替封箱膠帶及雙面膠帶)，家庭DIY紙質(zhì)或木質(zhì)品的快速粘接，紙箱及紙盒高速糊口用膠，汽車內(nèi)飾快速粘接用膠等以及其他需要快速粘接的場景，滿足了新形勢下對食品、藥品等的紙包裝、環(huán)保包裝快速粘接用膠的需求。
本發(fā)明的環(huán)保乳膠，環(huán)保無毒，不易燃不易爆，不屬于化學危險品，運輸方便；常溫下自然固化速度快，在2～45℃的溫度范圍內(nèi)可正常使用，施膠后即可粘接，施加壓力1～3秒即可對紙張等快速粘合；無需加熱加壓設(shè)備，節(jié)能降耗；涂布均勻穩(wěn)定，用量省，極少的涂布量(10厘米約0.115克膠)即可粘接；中途加膠無需停機，可連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率高；超低的VOC排放，有益于員工身體健康，機器易于清洗，維護方便；膠水粘度可調(diào)，施膠方式多樣，工藝操作簡便，經(jīng)濟效益高，市場前景廣闊。
上述是發(fā)明技術(shù)方案的概述，以下結(jié)合具體實施方式，對本發(fā)明做進一步說明。
具體實施方式：
為了使本發(fā)明的目的和技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例作詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實施例1：本實施例提供的一種環(huán)保乳膠，由包括如下重量百分數(shù)的組分制備而得：去離子水23wt％、丙烯酸丁酯10％、苯乙烯26％、丙烯酸異辛酯26％、丙烯酸6.9％、引發(fā)劑2％、乳化劑2％、穩(wěn)定劑1％、交聯(lián)劑2％、消泡劑1％、酸堿調(diào)節(jié)劑0.1％。該環(huán)保乳膠為乳白色粘稠液體，該環(huán)保乳膠的PH值為6.6，固含量為75％，粘度范圍為40000mpa.s。
其中，引發(fā)劑是由過硫酸鉀2份、過硫酸銨3份、亞硫酸氫鈉1份、過硫酸鈉1份和蒙脫石2份復配而成，各原料為市售，這里如果其他引發(fā)劑可以達到同樣的技術(shù)效果，也可以選用現(xiàn)有的其他引發(fā)劑進行替換。消泡劑是由含氫基質(zhì)量分數(shù)為1.5％的含氫硅油10份、脂肪醇聚氧乙烯醚22份、疏水性二氧化硅1份、去離子水50份經(jīng)復配而形成的，其中含氫硅油在25℃的粘度為10～50mm2/s，各原料為市售，這里如果其他消泡劑可以達到同樣的技術(shù)效果，也可以選用現(xiàn)有的其他消泡劑進行替換。交聯(lián)劑為乙烯基硅烷偶聯(lián)劑、二乙烯基苯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯中的任一種或兩種；所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇6000、磺基琥珀酸單酯二鈉鹽中的任一種或兩種；所述的穩(wěn)定劑為三乙醇胺、對叔丁基鄰苯二酚、對羥基苯甲醚中的任一種或兩種；所述的酸堿調(diào)節(jié)劑為冰醋酸、檸檬酸中的任一種或兩種。上述的乳化劑、穩(wěn)定劑、交聯(lián)劑、酸堿調(diào)節(jié)劑等均為現(xiàn)有市售原料。
本實施例還提供一種前述的環(huán)保乳膠的制備方法，包括以下步驟：
S1：按照設(shè)定的原料配比準確稱取物料，之后將20～80％的去離子水以及全部的丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸、乳化劑、穩(wěn)定劑和交聯(lián)劑加入預乳化缸中并攪拌均勻，得到預乳化混合料；
S2：在反應釜中加入剩余的80～20％的去離子水以及全部的引發(fā)劑和酸堿調(diào)節(jié)劑，開始升溫至80～85℃，之后將步驟S1所得的預乳化混合料滴加到反應釜中進行反應，待物料全部滴加完畢后保溫1.5～2小時，之后降溫至45℃以下，加入全部消泡劑繼續(xù)攪拌0.3～0.6小時，得到粗產(chǎn)品；
S3：將步驟S2所得的粗產(chǎn)品用200目過濾袋過濾后，得到成品，包裝。
實施例2：本實施例的一種環(huán)保乳膠及其制備方法，該環(huán)保乳膠由包括如下重量百分數(shù)的組分制備而得：去離子水50％、丙烯酸丁酯10％、苯乙烯16％、丙烯酸異辛酯15％、丙烯酸5％、引發(fā)劑1％、乳化劑1％、穩(wěn)定劑0.5％、交聯(lián)劑1％、消泡劑0.3％、酸堿調(diào)節(jié)劑0.2％。該環(huán)保乳膠為乳白色粘稠液體，該環(huán)保乳膠的PH值為7，固含量為65％，粘度范圍為6000mpa.s。
其他與實施例1相同，在此不再累贅。
實施例3：本實施例的一種環(huán)保乳膠及其制備方法，該環(huán)保乳膠由包括如下重量百分數(shù)的組分制備而得：去離子水20wt％、丙烯酸丁酯33％、苯乙烯15％、丙烯酸異辛酯20％、丙烯酸6％、引發(fā)劑1％、乳化劑1％、穩(wěn)定劑1％、交聯(lián)劑1.5％、消泡劑1％、酸堿調(diào)節(jié)劑0.5％。該環(huán)保乳膠為乳白色粘稠液體，該環(huán)保乳膠的PH值為6.8，固含量為70％，粘度范圍為10000mpa.s。
其他與實施例1相同，在此不再累贅。
實施例4：本實施例的一種環(huán)保乳膠及其制備方法，該環(huán)保乳膠由包括如下重量百分數(shù)的組分制備而得：去離子水20wt％、丙烯酸丁酯8.5％、苯乙烯25％、丙烯酸異辛酯15％、丙烯酸8％、引發(fā)劑4％、乳化劑5％、穩(wěn)定劑3％、交聯(lián)劑10％、消泡劑1％、酸堿調(diào)節(jié)劑0.5％。該環(huán)保乳膠為乳白色粘稠液體，該環(huán)保乳膠的PH值為7，固含量為72％，粘度范圍為30000mpa.s。
其他與實施例1相同，在此不再累贅。
實施例5：本實施例的一種環(huán)保乳膠及其制備方法，該環(huán)保乳膠由包括如下重量百分數(shù)的組分制備而得：去離子水30wt％、丙烯酸丁酯30％、苯乙烯15％、丙烯酸異辛酯15％、丙烯酸5％、引發(fā)劑1％、乳化劑1％、穩(wěn)定劑0.9％、交聯(lián)劑1％、消泡劑1％、酸堿調(diào)節(jié)劑0.1％。該環(huán)保乳膠為乳白色粘稠液體，該環(huán)保乳膠的PH值為6.5，固含量為68％，粘度范圍為8000mpa.s。
其他與實施例1相同，在此不再累贅。
將本實施例1-5的環(huán)保乳膠與現(xiàn)有市面上的熱熔膠進行性能比較，結(jié)果如下表所示：可見本發(fā)明的環(huán)保乳膠的綜合性能優(yōu)異。
以上只是本實施例優(yōu)選的實施方式中幾種配方，根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對發(fā)明的一些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。