一種用于聚乙烯醇/聚烯烴復(fù)合薄膜的專用粘接劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粘接材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于聚乙烯醇/聚烯烴復(fù)合薄膜的專用粘接劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚烯烴(P0)類塑料(PE、PP等)薄膜因?yàn)闊o(wú)毒、透明、阻隔水汽等特征，被廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜和其他食品的包裝。但在使用中，由于聚烯烴類塑料薄膜對(duì)氧氣、二氧化碳等的阻隔性低，所以被包裝的食品在一定時(shí)間內(nèi)容易使食品因氧化而變質(zhì)或品質(zhì)下降。為了提高包裝薄膜的性能，目前:1)采取與阻隔性能優(yōu)良的薄膜進(jìn)行復(fù)合使用，如使用EV0H、PVDC等阻隔性優(yōu)異的薄膜復(fù)合制備包裝食品等用薄膜；2)對(duì)聚烯烴薄膜進(jìn)行鍍鋁等等，都是為了提高聚烯烴基材的阻隔性能以保證對(duì)食品等被包裝物的品質(zhì)；3)或直接使用鋁薄進(jìn)行復(fù)合后作為包裝材料使用等等。這些都是為了提高包裝材料的阻隔性能而提高被包裝物品的存儲(chǔ)時(shí)間和存儲(chǔ)質(zhì)量。目前采取的高阻隔性材料如EV0H、PVDC等，不但價(jià)格高昂，加工也較困難，其阻隔性能也不如PVA ;雖說(shuō)使用鋁薄進(jìn)行復(fù)合能大幅提高復(fù)合薄膜的阻隔性能，但包裝材料只能是不透明的包裝材料，而使用PVA進(jìn)行復(fù)合生產(chǎn)的包裝材料，即能大幅提高復(fù)合薄膜的阻隔性能，而且還能保持復(fù)合薄膜的透明性；同時(shí)PVA是一種物美價(jià)廉的阻隔性優(yōu)異材料，具有大量開(kāi)發(fā)使用的實(shí)際價(jià)值。
[0003]由于聚乙烯醇PVA是種強(qiáng)極性的高分子材料，而要復(fù)合使用的其他薄膜基材聚烯烴(P0)類塑料薄膜(PE、PP等)都是非極性的高分子材料，使用直接進(jìn)行復(fù)合是非常困難和難以實(shí)現(xiàn)的。所以必須使用中間層進(jìn)行粘接復(fù)合才能保證復(fù)合后的薄膜具有整體性。而本發(fā)明就是針對(duì)解決PVA薄膜在進(jìn)行復(fù)合時(shí)需要的中間粘接層而開(kāi)發(fā)的，此專用復(fù)合粘接劑不但與聚烯烴(P0)薄膜基材具有優(yōu)異的粘結(jié)性能，同時(shí)又與聚乙烯醇(PVA)涂覆層具有優(yōu)異的粘結(jié)性能，使復(fù)合后的薄膜形成:聚烯烴(P0)薄膜基材/粘接劑/聚乙烯醇(PVA)結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜。
[0004]本發(fā)明的目的就是為了開(kāi)發(fā)一種具有高阻隔性而又價(jià)廉的包裝材料而提供的一種完美的解決方案:通過(guò)開(kāi)發(fā)一種專用的表面粘結(jié)材料而實(shí)現(xiàn)PVA薄膜與聚烯烴(P0)薄膜基材的復(fù)合而制備出本發(fā)明所要得到的PVA復(fù)合薄膜。此復(fù)合薄膜是種具有高阻隔性能，高強(qiáng)度，高透明、能印刷、能熱封的新型包裝材料。此復(fù)合薄膜可以廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜、蛋禽等生鮮食品的包裝；也能應(yīng)用于其他食品的直接包裝；還能應(yīng)用于化妝品、藥品等活性物品的包裝和存儲(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種用于聚乙烯醇/聚烯烴復(fù)合薄膜的專用粘接劑及其制備方法，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，具體技術(shù)方案如下。
[0006]一種用于聚乙烯醇(PVA) /聚烯烴(P0)復(fù)合薄膜的專用粘接劑，該專用粘接劑是由以下物質(zhì)及比例混合成混合單體，而后在水溶性低沸點(diǎn)的醇類溶劑中進(jìn)行溶液聚合后的產(chǎn)物；所述混合單體的化學(xué)組分及各化學(xué)組分在混合單體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:
油性丙烯酸酯類或甲基丙烯酸酯類50 - 70% ;
水性丙烯酸酯類15-35% ;
丙烯酸或甲基丙烯酸1-10%;
丙烯酰胺或N-羥甲基丙烯酰胺3-10%。
[0007]進(jìn)一步地，所述油性類丙烯酸酯類或甲基丙烯酸酯類單體包括:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯等丙烯酸或甲基丙烯酸酯類；粘接劑化學(xué)組分中使用此類物質(zhì)，主要是應(yīng)用丙烯酸酯類優(yōu)異的粘接性能，特別是使用油性類丙烯酸酯類組分，旨在提高PVA復(fù)合薄膜中對(duì)聚烯烴(P0)基材的粘接性能，在復(fù)合薄膜中使用的基材是非極性的聚烯烴(P0)薄膜，而油性丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯類對(duì)非極性的聚烯烴(P0)塑料薄膜基材具有優(yōu)異的粘接性能，所以在粘接劑組分中油性丙烯酸酯類或甲基丙烯酸酯類物質(zhì)就形成了一種不可或缺的組分。
[0008]進(jìn)一步地，所述水性丙烯酸酯類單體包括:丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯等；其主要目的是通過(guò)改善和提供粘接劑的親水性或極性，以提高粘接劑對(duì)極性PVA薄膜的粘接性能。
[0009]進(jìn)一步地，所述丙稀酸或甲基丙稀酸是為了進(jìn)一步提高和改善粘接劑的極性和親水性能從而使粘接劑對(duì)PVA薄膜具有更優(yōu)異的粘接性能。
[0010]進(jìn)一步地，所述丙烯酰胺或N-羥甲基丙烯酰胺是為了調(diào)節(jié)粘接劑的粘度而使用，以提尚粘接劑的初粘力；
進(jìn)一步地，所述聚合使用的水性低沸點(diǎn)醇類溶液為甲醇、乙醇或異丙醇，在溶液聚合時(shí)與混合單體的比例為(30-50): (50-70%);使聚合后的粘接劑有效固含量達(dá)50 - 70%。
[0011]一種用于聚乙烯醇(PVA) /聚烯烴(P0)復(fù)合薄膜的專用粘接劑的制備方法，具體步驟為:將混合單體的化學(xué)組分按比例混合，形成粘接劑合成用混合單體；而后加入到水溶性低沸點(diǎn)的醇類溶劑，使混合單體與水溶性低沸點(diǎn)的醇類溶劑混合后在帶有冷凝回流裝置的聚合釜中進(jìn)行溶液聚合形成一定分子量的粘接劑；其中混合單體與醇類溶劑的質(zhì)量比為(50-70):(30-50)ο
[0012]進(jìn)一步地，所述溶液聚合，使用過(guò)氧化物進(jìn)行催化聚合，過(guò)氧化物催化劑使用量為混合單體重量的0.5 - 2%ο
[0013]進(jìn)一步地，所述溶液聚合中使用的過(guò)氧化物催化劑為過(guò)氧化苯甲酰，為了獲得粘度適宜高固含量的粘接劑溶液，本發(fā)明中使用的催化劑為合成時(shí)混合單體質(zhì)量的
0.5_2.0%。
[0014]進(jìn)一步地，所述溶液聚合，聚合溫度控制在60 _90°C;溶液聚合時(shí)間控制在150 -240分鐘。
[0015]進(jìn)一步地，所述混合單體的化學(xué)組分及各化學(xué)組分在混合單體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:
油性丙烯酸酯類或甲基丙烯酸酯類50 - 70% ;
水性丙烯酸酯類15-35% ; 丙烯酸或甲基丙烯酸1-10%;
丙烯酰胺或N-羥甲基丙烯酰胺3-10%。
[0016]進(jìn)一步地，所述醇類溶劑為甲醇、乙醇或異丙醇。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)與技術(shù)效果:
1、目前聚烯烴(P0)與聚乙烯醇(PVA)薄膜復(fù)合所使用的中間粘接劑，多為聚氨酯類和丙烯酸酯類的溶劑型或乳液型粘接劑，而粘接劑的主要成分均為油溶型單體合成，所以在粘接后，復(fù)合薄膜之間的粘接力較弱；又因?yàn)榫垡蚁┐嘉詷O強(qiáng)，這種強(qiáng)吸濕性很容易導(dǎo)致聚烯烴(P0) /聚乙烯醇(PVA)復(fù)合薄膜中間層產(chǎn)生水份或水汽，而這種中間層存在的水份或水汽，極易使復(fù)合薄膜中間的油性的粘接面粘接力降低，導(dǎo)致復(fù)合薄膜脫離甚至分離；而本發(fā)明技術(shù)就是專為解決此難題而進(jìn)行的，因?yàn)樵谡辰觿┙M份中加入了一定量的水溶性單體，使其形成的粘接劑在與聚烯烴(P0) /聚乙烯醇(PVA)之間形成了一個(gè)油水能共存的粘接面，而不是目前使用的純油性粘接面，一旦出現(xiàn)水份時(shí)即產(chǎn)生油水分離而破壞粘接面使復(fù)合薄膜出現(xiàn)脫離或分離。使用本發(fā)明技術(shù)制備的粘接劑進(jìn)行復(fù)合的聚烯烴(P0) /聚乙烯醇(PVA)復(fù)合薄膜在相對(duì)濕度RH:85%的環(huán)境下(23°C)處理24小時(shí)后，其剝離強(qiáng)度彡2.0N/15min ;而目前使用其他粘接劑復(fù)合的聚稀經(jīng)(P0)/聚乙稀醇(PVA)復(fù)合薄膜在上述相同條件下其剝離強(qiáng)度彡0.5N/15min。
[0018]2、本發(fā)明制備的粘接劑主要解決復(fù)合薄膜中聚烯烴(P0)薄膜基材與聚乙烯醇(PVA)薄膜層之間難以粘結(jié)的問(wèn)題，此粘接劑不但與聚烯烴(P0)薄膜基材具有優(yōu)異的粘結(jié)性能，同時(shí)又與聚乙烯醇(PVA)涂覆層具有優(yōu)異的粘結(jié)性能，使復(fù)合后的薄膜形成:聚烯烴(P0)薄膜基材/粘接劑/聚乙烯醇(PVA)結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜。此復(fù)合薄膜中由于有高阻隔性能的聚乙烯醇(PVA)層存在，所以復(fù)合薄膜具有優(yōu)異的阻隔性能，能廣泛應(yīng)用于果蔬、食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的包裝。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)范圍不限于此。
[0020]實(shí)施例1
混合單體化學(xué)組分及各化學(xué)組分在混合單體中的比例(wt%):
甲基丙烯酸甲酯20
丙烯酸異辛酯45
丙烯酸羥基乙酯20
甲基丙烯酸10
丙