專利名稱：復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的組成及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膠粘劑的組成及制備方法，尤其涉及一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的組成及制備方法。
紙塑復(fù)合可以使印刷品表面更加光亮、平滑，色澤更加鮮艷和富有立體感，同時還起到防潮、防偽、耐折、耐磨等作用。近年來，紙塑復(fù)合或塑塑復(fù)合技術(shù)在印刷、包裝行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用和迅速發(fā)展，復(fù)合用膠粘劑的需求量也隨之劇增。目前紙塑復(fù)合膠粘劑存在的主要問題是仍然大量使用甲苯、二甲苯等有毒溶劑和稀釋劑，不僅對操作者的身體健康造成嚴(yán)重?fù)p害，而且易燃、易爆，運輸和貯存極為不便，由于該類膠粘劑主要成分為乙烯-醋酸乙烯樹脂(許研，李國雄，粘合劑，4，15，1989)、丁苯橡膠(張建英，中國膠粘劑，4(5)，10，1995)等，耐候性、耐溶劑性較差，粘接牢度不夠理想且穩(wěn)定性差，復(fù)膜產(chǎn)品容易出現(xiàn)起皺、起泡、脫層等現(xiàn)象。
因此，研制一種無毒、無污染，方便，安全，低成本的紙塑復(fù)合膠粘劑具有重要的意義，乳液型水基膠粘劑被認(rèn)為是最有發(fā)展前途，可全面替代溶劑型紙塑復(fù)膜膠粘劑的新膠種(H.J.Fricke，L.Maempel，粘接，18(2)，25，1997)。
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的組成及制備方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明采取下列措施復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的組成的配比為A丙烯酸丁酯13～30wt％B丙烯酸乙酯6～15wt％C丙烯酸0.5～5wt％D功能性單體0.5～5wt％E乳化劑0.2～1wt％F引發(fā)劑0.05～0.2wt％G緩沖劑0.1～0.8wt％H水55～75wt％I氨水 0.1～1.0wt％復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的制備方法是，其配比為A丙烯酸丁酯13～30wt％B丙烯酸乙酯6～15wt％
C丙烯酸0.5～5wt％D功能性單體0.5～5wt％E乳化劑0.2～1wt％F引發(fā)劑0.05～0.2wt％G緩沖劑0.1～0.8wt％H水55～75wt％I氨水 0.1～1.0wt％其制備方法為將水、緩沖劑、乳化劑加入反應(yīng)釜中，攪拌溶解10～20分鐘，加入1/6～1/4混合單體，乳化30～40分鐘后，加入1/5～1/2引發(fā)劑，升溫至70～85℃，反應(yīng)30～40分鐘后，開始滴加剩余的單體和引發(fā)劑，2～4小時內(nèi)滴加完，80～85℃下保溫1～2小時后，開始降溫，至40～45℃，滴加氨水，調(diào)節(jié)pH值為5～7，120目濾布過濾，出料。
本發(fā)明的優(yōu)點是所制得的膠粘劑不含任何有機溶劑，無毒，有利于環(huán)境保護和操作工人的身體健康，并且易于運輸和儲存。
由于采用丙烯酸酯類單體作為粘接成分，本發(fā)明的膠粘劑具有粘接強度高，光亮度好，克服了橡膠類溶劑性膠粘劑產(chǎn)生的耐候性、耐溶劑性差，粘接牢度不夠理想且穩(wěn)定性差，復(fù)膜產(chǎn)品容易出現(xiàn)起皺、起泡、脫層等現(xiàn)象。
本發(fā)明的另一顯著特點是加入分別含羧基、羥基和氨基的功能單體參與共聚反應(yīng)，形成含有羧基、羥基和氨基等多種功能基的聚合物鏈，這些含有功能基的聚合物鏈相互之間、以及同塑料薄膜表面的羧基、羥基等功能基可發(fā)生多種交聯(lián)反應(yīng)，從而賦予該膠粘劑更強的粘接力和粘接強度，提高膠粘劑的內(nèi)聚力和耐水、耐溶劑性能。
本發(fā)明選用陰離子和非離子乳化劑作為復(fù)合乳化劑，可以提高膠粘劑的聚合穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性，同時有利于膠粘劑在聚乙烯、聚丙烯等薄膜表面上的潤濕性。
由于本發(fā)明采用水作為分散介質(zhì)，不僅消除了復(fù)膜過程中有毒有機溶劑的排放，有利于環(huán)境保護和工人的身體健康，而且可大大降低膠粘劑產(chǎn)品的成本。
下面結(jié)合實施例作詳細(xì)說明復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的組成的配比為A丙烯酸丁酯15～28wt％B丙烯酸乙酯7～13wt％C丙烯酸1～4wt％
D功能性單體1.5～4wt％E乳化劑0.4～0.8wt％F引發(fā)劑0.1～0.2wt％G緩沖劑0.3～0.5wt％H水60～70wt％I氨水 0.4～0.8wt％復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的制備方法是，其配比為A丙烯酸丁酯15～28wt％B丙烯酸乙酯7～13wt％C丙烯酸1～4wt％D功能性單體1.5～4wt％E乳化劑0.4～0.8wt％F引發(fā)劑0.1～0.2wt％G緩沖劑0.3～0.5wt％H水60～70wt％I氨水 0.4～0.8wt％其制備方法為將水、緩沖劑、乳化劑加入反應(yīng)釜中，攪拌溶解10～20分鐘，加入1/6～1/4混合單體，乳化30～40分鐘后，加入1/5～1/2引發(fā)劑，升溫至70～85℃，反應(yīng)30～40分鐘后，開始滴加剩余的單體和引發(fā)劑，2～4小時內(nèi)滴加完，80～85℃下保溫1～2小時后，開始降溫，至40～45℃，滴加氨水，調(diào)節(jié)pH值為5～7，120目濾布過濾，出料。
上述D料選用含有氨基、羥基、羧基或者環(huán)氧基功能基的乙烯基單體。E料選用陰離子及非離子復(fù)合乳化劑；G料選用亞硫酸氫鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉。
含氨基的乙烯基單體選用丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺；含羥基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯；含環(huán)氧基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸縮水甘油酯。
陰離子乳化劑選用十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉；非離子乳化劑選用平平加O、OS-10、OP-10、OP-7、OP-20。
實施例1A丙烯酸丁酯190kgB丙烯酸乙酯90kgC丙烯酸23kg
D功能性單體 23.6kg其中甲基丙烯酸羥乙酯 14kgN-羥甲基丙烯酰胺9.6kgE乳化劑5.2kg其中OP-10 2kg十二烷基苯磺酸鈉3.2kgF過硫酸銨 1.48kgG碳酸氫鈉 4.00kgH水 680kgI氨水 5.9kg其制備方法為將水、緩沖劑、乳化劑加入反應(yīng)釜中，攪拌溶解10～20分鐘，加入1/6～1/4混合單體，乳化30～40分鐘后，加入1/5～1/2引發(fā)劑，升溫至70～85℃，反應(yīng)30～40分鐘后，開始滴加剩余的單體和引發(fā)劑，2～4小時內(nèi)滴加完，80～85℃下保溫1～2小時后，開始降溫，至40～45℃，滴加氨水，調(diào)節(jié)pH值為5～7，120目濾布過濾，出料。
以上配方按上述方法制備得到的復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的性能指標(biāo)如下外觀 白色乳液PH值 6～7固含量/％ 32±1穩(wěn)定性/年 ＞1耐溶劑性 不起皺，不起泡剝離強度/N(2.5cm)-1 ＞3.2實施例2A丙烯酸丁酯 260kgB丙烯酸乙酯 83kgC丙烯酸 30kgD功能性單體 29.8kg其中甲基丙烯酸羥乙酯 16.6kgN-羥甲基丙烯酰胺 13.2kgE乳化劑 6.5kg
其中OP-10 3.3kg十二烷基苯磺酸鈉 3.2kgF過硫酸銨1.8kgG碳酸氫鈉3.00kgH水 620kgI氨水5.0kg制備方法同實施例1。
以上配方按上述方法制備得到的復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的性能指標(biāo)如下外觀 白色乳液pH值 6～7固含量/％ 39±1穩(wěn)定性/年 ＞1耐溶劑性 不起皺，不起泡剝離強度/N(2.5cm)-1＞3.5實施例3A丙烯酸丁酯 239kgB丙烯酸乙酯 76kgC丙烯酸 20kgD功能性單體 20.3kg其中甲基丙烯酸羥乙酯 12.3kgN-羥甲基丙烯酰胺 8kgE乳化劑 8.3kg其中OP-10 5.6kg十二烷基苯磺酸鈉 2.7kgF過硫酸銨1.6kgG碳酸氫鈉2.00kgH水 650kgI氨水2.0kg制備方法同實施例1。
以上配方按上述方法制備得到的復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的性能指標(biāo)如下外觀 白色乳液pH值 6～7固含量/％35±1穩(wěn)定性/年＞1耐溶劑性 不起皺，不起泡剝離強度/N(2.5cm)-1 ＞3.3上述復(fù)膜膠粘劑用于復(fù)膜時可直接使用或適量用水稀釋后使用，基本工藝參數(shù)如下烘道溫度，65℃；壓輥溫度，70℃，輥筒壓力，15～18Kg/cm2；走紙速度≥800m/h。復(fù)膜后的產(chǎn)品可當(dāng)時裁剪，停機后，無須用甲苯等有機溶劑清洗設(shè)備，直接用清水清洗即可。
用本發(fā)明制得的復(fù)膜膠粘劑復(fù)合得到的產(chǎn)品具有外觀平整，光亮度高，耐溶劑性好，是理想的“綠色”復(fù)膜膠粘劑。
權(quán)利要求
1．一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的組成，其特征在于其配比為A丙烯酸丁酯13～30wt％B丙烯酸乙酯 6～15wt％C丙烯酸 0.5～5wt％D功能性單體 0.5～5wt％E乳化劑 0.2～1wt％F引發(fā)劑 0.05～0.2wt％G緩沖劑 0.1～0.8wt％H水 55～75wt％I氨水 0.1～1.0wt％
2．根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的組成其特征在于，其配比為A丙烯酸丁酯15～28wt％B丙烯酸乙酯7～13wt％C丙烯酸1～4wt％D功能性單體1.5～4wt％E乳化劑0.4～0.8wt％F引發(fā)劑0.1～0.2wt％G緩沖劑0.3～0.5wt％H水60～70wt％I氨水 0.4～0.8wt％
3．一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的制備方法，其特征在于其配比為A丙烯酸丁酯13～30wt％B丙烯酸乙酯6～15wt％C丙烯酸0.5～5wt％D功能性單體0.5～5wt％E乳化劑0.2～1wt％F引發(fā)劑0.05～0.2wt％G緩沖劑0.1～0.8wt％H水55～75wt％I氨水0.1～1.0wt％其制備方法為將水、緩沖劑、乳化劑加入反應(yīng)釜中，攪拌溶解10～20分鐘，加入1/6～1/4混合單體，乳化30～40分鐘后，加入1/5～1/2引發(fā)劑，升溫至70～85℃，反應(yīng)30～40分鐘后，開始滴加剩余的單體和引發(fā)劑，2～4小時內(nèi)滴加完，80～85℃下保溫1～2小時后，開始降溫，至40～45℃，滴加氨水，調(diào)節(jié)pH值為5～7，120目濾布過濾，出料。
4．根據(jù)權(quán)利要求書3所述的一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的制備方法，其特征在于，其配比為A丙烯酸丁酯15～28wt％B丙烯酸乙酯7～13wt％C丙烯酸1～4wt％D功能性單體1.5～4wt％E乳化劑0.4～0.8wt％F引發(fā)劑0.1～0.2wt％G緩沖劑0.3～0.5wt％H水60～70wt％I氨水 0.4～0.8wt％其制備方法為將水、緩沖劑、乳化劑加入反應(yīng)釜中，攪拌溶解10～20分鐘，加入1/6～1/4混合單體，乳化30～40分鐘后，加入1/5～1/2引發(fā)劑，升溫至70～85℃，反應(yīng)30～40分鐘后，開始滴加剩余的單體和引發(fā)劑，2～4小時內(nèi)滴加完，80～85℃下保溫1～2小時后，開始降溫，至40～45℃，滴加氨水，調(diào)節(jié)pH值為5～7，120目濾布過濾，出料。
5．根據(jù)權(quán)利要求書1和2所述的一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的組成，其特征在于D料選用含有氨基、羥基、羧基或者環(huán)氧基功能基的乙烯基單體。E料選用陰離子及非離子復(fù)合乳化劑；G料選用亞硫酸氫鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉。
6．根據(jù)權(quán)利要求書5所述的一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的組成，其特征在于，含氨基的乙烯基單體選用丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺；含羥基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯；含環(huán)氧基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸縮水甘油酯。
7．根據(jù)權(quán)利要求書5所述的一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的組成，其特征在于，陰離子乳化劑選用十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉；非離子乳化劑選用平平加O、OS-10、OP-10、OP-7、OP-20。
8．根據(jù)權(quán)利要求書3和4所述的一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的制備方法，其特征在于D料選用含有氨基、羥基、羧基或者環(huán)氧基功能基的乙烯基單體。E料選用陰離子及非離子復(fù)合乳化劑；G料選用亞硫酸氫鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉。
9．根據(jù)權(quán)利要求書8所述的一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的制備方法，其特征在于，含氨基的乙烯基單體選用丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺；含羥基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯；含環(huán)氧基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸縮水甘油酯。
10．根據(jù)權(quán)利要求書8所述的一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的制備方法，其特征在于，陰離子乳化劑選用十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉；非離子乳化劑選用平平加O、OS-10、OP-10、OP-7、OP-20。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合交聯(lián)型水性復(fù)膜膠粘劑的制備方法。其配比為:丙烯酸丁酯13～30wt%,丙烯酸乙酯6～15wt%,丙烯酸0.5～5wt%,功能性單體0.5～5wt%,乳化劑0.2～1wt%,引發(fā)劑0.05～0.2wt%,緩沖劑0.1～0.8wt%,水55～75wt%,氨水0.1～1.0wt%。采用乳液聚合方法得到。本發(fā)明加入含羧基、羥基和氨基的功能單體參與共聚反應(yīng),得到的含有多功能基的聚合物鏈可發(fā)生多種交聯(lián)反應(yīng),賦予膠粘劑更強的粘接力和粘接強度,提高其耐水、耐溶劑性能。
文檔編號C09J133/06GK1285382SQ99117830
公開日2001年2月28日 申請日期1999年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月23日
發(fā)明者張靜, 袁建波 申請人:杭州富陽華源電熱有限公司