本發(fā)明涉及一種不干膠材料的制備方法。
背景技術(shù)：
不干膠材料在日常生活中隨處可見，大多以自粘標(biāo)簽、及時(shí)貼、即時(shí)貼、壓敏標(biāo)簽等形式出現(xiàn)，是以紙張、薄膜或特種材料為面料，背面涂有粘合劑，以涂硅底紙為保護(hù)紙的一種復(fù)合材料，并經(jīng)印刷、模切等加工成為成品標(biāo)簽。應(yīng)用時(shí)，只需要將底紙剝離，輕輕一按，即可貼到各種被貼物的表面，也可以使用貼標(biāo)機(jī)在生產(chǎn)線上自動(dòng)貼標(biāo)。不干膠廣泛應(yīng)用在各種商品上，如藥品標(biāo)簽、食品標(biāo)簽、酒標(biāo)簽、電池標(biāo)簽、外箱標(biāo)簽、日化產(chǎn)品標(biāo)簽等等。
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，一些客戶對(duì)標(biāo)簽的要求越來越高，在多個(gè)生產(chǎn)工序要用到同一產(chǎn)品信息的時(shí)候，這類標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)一般是兩層或多層標(biāo)簽，對(duì)底材的要求也很苛刻，離型力的好壞決定了標(biāo)簽的品質(zhì)，本發(fā)明既制備一種制備工藝新穎，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化的制備方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
1、一種不干膠材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
步驟一：涂布紙的制備：
將納米纖維料和短切纖維按照質(zhì)量比為2-4∶3-8進(jìn)行混合，混合后在高速疏解機(jī)中疏解2-6min，疏解的過程中添加0.5-1％的聚氧化乙烯，之后采用抄片器抄造定量為50g/m2的纖維原紙，烘干后置于恒溫室24h以上進(jìn)行烘干水分，將烘干水分的原紙進(jìn)行熱壓處理，得到涂布紙；
步驟二，涂布紙表面涂覆
將涂布紙表面涂覆硅油溶液，涂覆量為1.1～1.2克/平方米，涂覆完畢后放置于烘箱內(nèi)在溫度150℃～180℃下烘箱內(nèi)烘干得到表面涂覆硅油的涂布紙；
步驟三，膠黏劑的制備
步驟四，不干膠材料的制備
將步驟三制得的膠黏劑涂于面紙紙上，涂膠量為25克/平方米，涂膠溫度為130℃～140℃，將步驟二所制備的經(jīng)過表面涂覆的涂布紙通過橡膠棍和滾筒的壓合，將涂布紙和涂好膠的面紙粘合在一起，即得到不干膠材料。
2、如權(quán)利要求1所述的一種不干膠材料的制備方法，其特征在于步驟一中納米纖維料的制備包括以下步驟：首先純凈水、桉木漿和碳酸鈣以質(zhì)量比為10-15∶50-60∶3-8進(jìn)行攪拌混合制得混合漿料，添加nabr、2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物，攪拌均勻制得混合液，其中nabr、2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物和混合漿料的質(zhì)量比為5-10∶1-2∶80-120；攪拌均勻混合液后，開始滴加nacl0，使得混合液的ph值控制在9-10，反應(yīng)時(shí)間為1-3h，反應(yīng)結(jié)束后添加去離子水進(jìn)行充分洗滌后得到氧化漿料，將制得的氧化漿料采用納米均質(zhì)機(jī)在1000-3000bar壓力下均質(zhì)3-8次得到納米纖維漿料，將納米纖維漿料進(jìn)行甩干脫水處理后得到納米纖維料；所述的短切纖維選自聚酰亞胺短切纖維；所述的熱壓處理的溫度為100-130℃，熱壓速度為1.2m/min，熱壓壓力為80-200n/mm。
3、如權(quán)利要求1所述的一種不干膠材料的制備方法，其特征在于步驟二中所述硅油溶液由無溶劑硅酮，鉑金絡(luò)合物和含氫硅油按質(zhì)量比100∶3-3.5∶4-5混合制得。
4、如權(quán)利要求1所述的一種不干膠材料的制備方法，其特征在于步驟三中的膠黏劑的制備包括以下步驟：
(a)聚氨酯預(yù)聚體
首先將2，4-甲苯二異氰酸酯和第一溶液以nco/oh的比值為0.7-1.5進(jìn)行混合，在65℃條件下攪拌60-80min，升溫到75℃，，保溫反應(yīng)30-60min得到無色透明的溶液，停止加熱后得到聚氨酯預(yù)聚體；
(b)改性聚氨酯乳液的制備
將所制得的聚氨酯預(yù)聚體和異佛爾酮二異氰酸酯、聚己內(nèi)酯二醇在90℃下恒溫反應(yīng)1h；降溫至70℃后加入n-甲基吡咯烷酮反應(yīng)3h，保持70℃溫度，加入的丙烯酸羥乙酯反應(yīng)1h，冷卻至45℃后加人氫氧化鉀溶液中和，控制產(chǎn)品的ph為7.0一8.1，然后在高速攪拌下緩慢加入1，4-丁二醇，30min后即可得到乳白色的液體，既為改性的聚氨酯乳液；
(c)含端羥基的丙烯酸聚合物的制備
含端羥基的丙烯酸聚合物的制備：首先在40℃將聚醚多元醇、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸單體進(jìn)行混合攪拌30-60min，升溫至50℃，加入第二溶液，充氮?dú)獾那闆r下于65℃攪拌45min，得到棕紅色液體，在乙醇中進(jìn)行沉淀，烘干后得到的產(chǎn)物即為含端羥基的丙烯酸聚合物；
(d)膠黏劑的制備
將前述所制備的改性的聚氨酯乳液和含端羥基的丙烯酸聚合物與甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以質(zhì)量比為3-7∶2-6∶1-3∶1-2混合，并在45℃下攪拌30min，升溫至60℃下攪拌30-45min，充氮?dú)獾那闆r下加入咔唑類化合物，溫度控制在60-75℃之間，保溫反應(yīng)30-60min，冷卻至50℃加入偶氮二異丁腈，攪拌40min，之后升溫至60-75℃之間反應(yīng)2h，自然冷卻至40℃，得到膠黏劑，所述改性的聚氨酯乳液、咔唑類化合物和偶氮二異丁腈的質(zhì)量比為5-10∶1-2∶0.5-1。
5、如權(quán)利要求4所述的一種不干膠材料的制備方法，其特征在于步驟三中聚氨酯預(yù)聚體的制備中所述第一溶液為聚乙二醇、二甲亞砜和甲基異丁基酮以質(zhì)量比5-7∶2-5∶1-4的混合溶液)
6、如權(quán)利要求4所述的一種不干膠材料的制備方法，其特征在于步驟三中改性聚氨酯乳液的制備中所述聚氨酯預(yù)聚體、異佛爾酮二異氰酸酯、聚己內(nèi)酯二醇、n-甲基吡咯烷酮、丙烯酸羥乙酯和1，4-丁二醇的質(zhì)量比為：10-20∶1-3∶2-3∶1-2∶0.5-2∶1-2)
7、如權(quán)利要求4所述的一種不干膠材料的制備方法，其特征在于步驟三中含端羥基的丙烯酸聚合物的制備中所述聚醚多元醇、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸單體和第二溶液的質(zhì)量比為1-5∶2-4∶3-7∶1-3。
8、如權(quán)利要求7所述的一種不干膠材料的制備方法，其特征在于所述第二溶液由2，2-偶氮二羥甲基丙腈、二甲基甲酰胺和磷酸二氫鈉以質(zhì)量比為3-4∶1-2∶0.2-0.5組成。
9、如權(quán)利要求4所述的一種不干膠材料的制備方法，其特征在于步驟三中所述咔唑類化合物采用如式(1)所述的結(jié)構(gòu)通式：
其中r1選自氫、c1-6長(zhǎng)度的碳鏈，烯烴，r2，選自氫、氨基，鹵素。
有益效果：
(1)步驟一中涂布紙的制備：現(xiàn)有技術(shù)中常常才能混合制得纖維后進(jìn)行打漿-熱壓制備涂布紙，本發(fā)明中采用了分步法進(jìn)行制備涂布紙，首先制備混合漿料，進(jìn)行簡(jiǎn)單混合，后期加入nabr、2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物(該氧化物的加入使得后期制得的納米纖維材料不會(huì)出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象)，并通過ph值得控制，制備得到納米纖維漿，通過與聚酰亞胺短切纖維混合熱壓得到涂布紙；經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)，由于納米纖維具有較大的比較面積，能夠增強(qiáng)紙張強(qiáng)度，并且使得紙張的致密度增強(qiáng)，縫隙越少(相較于不采用納米纖維的減少60％)，后期涂布的硅油不會(huì)滲入，取消了紙張的淋膜處理步驟，研究還發(fā)現(xiàn)隨著納米纖維的含量增長(zhǎng)至一定階段后，紙張的強(qiáng)度和縫隙率卻沒有產(chǎn)生級(jí)數(shù)級(jí)變化變得比較平穩(wěn)，當(dāng)納米纖維料含量為35％時(shí)候所得到的紙張的強(qiáng)度、孔隙率、透氣性和經(jīng)濟(jì)性能達(dá)到最佳；對(duì)于所述的“熱壓速度為1.2m/min”，該熱壓速度相較于現(xiàn)有的熱壓速度快速了很多，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)纖維中含有納米纖維且按照本發(fā)明的纖維配比，快速的熱壓所能達(dá)到的紙張性能，例如致密度等并未下降，且節(jié)約了大量時(shí)間；由于采用了納米纖維材料，因此可以得到定量為50g/m2的纖維原紙，原紙的致密度高，納米纖維料的長(zhǎng)度為30-100nm。
(2)步驟二中的硅油采用采用無溶劑硅油溶液，不存在汽油、甲苯等溶劑，杜絕了生產(chǎn)過程中出現(xiàn)自燃自爆等現(xiàn)象，環(huán)保無污染，符合國(guó)家和市場(chǎng)的需求；
(3)步驟三中聚氨酯預(yù)聚體的制備過程中：(a)本發(fā)明中添加了二甲亞砜和甲基異丁基酮，這兩種物質(zhì)的加入能夠有效的促進(jìn)聚氨酯預(yù)聚體的形成(通過研究加入上述兩種物質(zhì)比僅僅通過有效控制nco/oh比值得到的預(yù)聚體所需要的時(shí)間短10-15％，)，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)nco/oh為0.95時(shí)，能夠增強(qiáng)聚合物鏈段的運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散能力，使得分子鏈得以充分增長(zhǎng)，且不需要添加親水?dāng)U鏈劑，有效提高不干膠的剝離強(qiáng)度和耐水性能，添加了二甲亞砜和甲基異丁基酮所得到的不干膠的剝離強(qiáng)度能夠相較于未添加的增強(qiáng)了15％；
(4)步驟三中聚氨酯預(yù)聚體的制備過程中：(c)中制備了含端羥基的丙烯酸聚合物，并且在制備的過程中加入了，自制的第二溶液，該第二溶液的加入能夠有效提升不干膠耐蒸煮性能，將不干膠至于100℃的蒸汽中10h，取出后剝離強(qiáng)度減少5％，24h后剝離強(qiáng)度減少10％，能夠有效增強(qiáng)其耐蒸煮性能；
(5)現(xiàn)有技術(shù)中國(guó)外已經(jīng)有報(bào)道采用聚氨酯預(yù)聚體與丙烯酸聚合物進(jìn)行反應(yīng)，但是對(duì)于不干膠的制備中這樣是不行的，本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)通過對(duì)聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行改性制得聚氨酯乳液與所制備的含端羥基的丙烯酸聚合物進(jìn)行反應(yīng)能夠得到性能非常優(yōu)異的不干膠材料，并通過在膠黏劑的制備中加入了，咔唑類化合物，該化合物的加入能夠增強(qiáng)該不干膠的耐寒性能，這是本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)，另外對(duì)于該化合物的加入反應(yīng)時(shí)間也有具體的要求最佳配比為“充氮?dú)獾那闆r下加入咔唑類化合物，溫度控制在70℃之間，保溫反應(yīng)40min”，通過本發(fā)明的工藝步驟，使得該不干膠在-67℃使用時(shí)剝離強(qiáng)度無明顯變化。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
一種不干膠材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
步驟一：涂布紙的制備：
首先純凈水、桉木漿和碳酸鈣以質(zhì)量比為10-15∶50-60∶3-8進(jìn)行攪拌混合制得混合漿料，添加nabr、2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物，攪拌均勻制得混合液，其中nabr、2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物和混合漿料的質(zhì)量比為5-10∶1-2∶80-120；攪拌均勻混合液后，開始滴加naclo，使得混合液的ph值控制在9-10，反應(yīng)時(shí)間為1-3h，反應(yīng)結(jié)束后添加去離子水進(jìn)行充分洗滌后得到氧化漿料，將制得的氧化漿料采用納米均質(zhì)機(jī)在1000-3000bar壓力下均質(zhì)3-8次得到納米纖維漿料，將納米纖維漿料進(jìn)行甩干脫水處理后得到納米纖維料；將納米纖維料和短切纖維按照質(zhì)量比為2-4∶3-8進(jìn)行混合，混合后在高速疏解機(jī)中疏解2-6min，疏解的過程中添加0.5-1％的聚氧化乙烯，之后采用抄片器抄造定量為50g/m2的纖維原紙，烘干后置于恒溫室24h以上進(jìn)行烘干水分，將烘干水分的原紙進(jìn)行熱壓處理，得到涂布紙；所述的短切纖維選自聚酰亞胺短切纖維；所述的熱壓處理的溫度為100-130℃，熱壓速度為1.2m/min，熱壓壓力為80-200n/mm；
步驟二，涂布紙表面涂覆
將涂布紙表面涂覆硅油溶液，涂覆量為1.1～1.2克/平方米，涂覆完畢后放置于烘箱內(nèi)在溫度150℃～180℃下烘箱內(nèi)烘干得到表面涂覆硅油的涂布紙；
步驟三，膠黏劑的制備
(a)聚氨酯預(yù)聚體
首先將2，4-甲苯二異氰酸酯和第一溶液以nco/oh的比值為0.7-1.5進(jìn)行混合，在65℃條件下攪拌60-80min，升溫到75℃，，保溫反應(yīng)30-60min得到無色透明的溶液，停止加熱后得到聚氨酯預(yù)聚體；
(b)改性聚氨酯乳液的制備
將所制得的聚氨酯預(yù)聚體和異佛爾酮二異氰酸酯、聚己內(nèi)酯二醇在90℃下恒溫反應(yīng)1h；降溫至70℃后加入n-甲基吡咯烷酮反應(yīng)3h，保持70℃溫度，加入的丙烯酸羥乙酯反應(yīng)1h，冷卻至45℃后加人氫氧化鉀溶液中和，控制產(chǎn)品的ph為7.0一8.1，然后在高速攪拌下緩慢加入1，4-丁二醇，30min后即可得到乳白色的液體，既為改性的聚氨酯乳液；
(c)含端羥基的丙烯酸聚合物的制備
含端羥基的丙烯酸聚合物的制備：首先在40℃將聚醚多元醇、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸單體進(jìn)行混合攪拌30-60min，升溫至50℃，加入第二溶液，充氮?dú)獾那闆r下于65℃攪拌45min，得到棕紅色液體，在乙醇中進(jìn)行沉淀，烘干后得到的產(chǎn)物即為含端羥基的丙烯酸聚合物；
(d)膠黏劑的制備
將前述所制備的改性的聚氨酯乳液和含端羥基的丙烯酸聚合物與甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以質(zhì)量比為3-7∶2-6∶1-3∶1-2混合，并在45℃下攪拌30min，升溫至60℃下攪拌30-45min，充氮?dú)獾那闆r下加入咔唑類化合物，溫度控制在60-75℃之間，保溫反應(yīng)30-60min，冷卻至50℃加入偶氮二異丁腈，攪拌40min，之后升溫至60-75℃之間反應(yīng)2h，自然冷卻至40℃，得到膠黏劑，所述改性的聚氨酯乳液、咔唑類化合物和偶氮二異丁腈的質(zhì)量比為5-10∶1-2∶0.5-1
步驟四，不干膠材料的制備
將步驟三制得的膠黏劑涂于面紙紙上，涂膠量為25克/平方米，涂膠溫度為130℃～140℃，將步驟二所制備的經(jīng)過表面涂覆的涂布紙通過橡膠棍和滾筒的壓合，將涂布紙和涂好膠的面紙粘合在一起，即得到不干膠材料。
步驟二中所述硅油溶液由無溶劑硅酮，鉑金絡(luò)合物和含氫硅油按質(zhì)量比100∶3-3.5∶4-5混合制得；優(yōu)選100∶3.2∶4.5。
步驟三中聚氨酯預(yù)聚體的制備中所述第一溶液為聚乙二醇、二甲亞砜和甲基異丁基酮以質(zhì)量比5-7∶2-5∶1-4的混合溶液，優(yōu)選6∶3.7∶2.7。
步驟三中改性聚氨酯乳液的制備中所述聚氨酯預(yù)聚體、異佛爾酮二異氰酸酯、聚己內(nèi)酯二醇、n-甲基吡咯烷酮、丙烯酸羥乙酯和1，4-丁二醇的質(zhì)量比為：10-20∶1-3∶2-3∶1-2∶0.5-2∶1-2；優(yōu)選15∶2.3∶2.4∶1.7∶0.9∶1.6；
步驟三中含端羥基的丙烯酸聚合物的制備中所述聚醚多元醇、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸單體和第二溶液的質(zhì)量比為1-5∶2-4∶3-7∶1-3；優(yōu)選3.7∶2.8∶5∶2.4。
所述第二溶液由2，2-偶氮二羥甲基丙腈、二甲基甲酰胺和磷酸二氫鈉以質(zhì)量比為3-4∶1-2∶0.2-0.5組成，優(yōu)選3.5∶1.7∶0.4。
步驟三中所述咔唑類化合物采用如式(1)所述的結(jié)構(gòu)通式：
其中r1選自氫、c1-6長(zhǎng)度的碳鏈，烯烴，r2，選自氫、氨基，鹵素；優(yōu)選咔唑、n-乙基咔唑、3-氨基-9-乙基咔唑、3-溴咔唑或n-乙烯基咔唑，及其它們的組合物。
應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。