CN102140318B - 水性镀铝转移胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性丙烯酸镀铝转移胶及其制备方法，属胶粘剂制备领域。该转移胶以单体、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂、水性助剂和去离子水为原料，经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为45～55％的转移胶；所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；其中，所述硬单体采用苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯；所述软单体采用丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯；所述功能单体由丙烯酸或甲基丙烯酸中的任一种、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任一种和N-羟甲基丙烯酰胺组成。该转移胶具有粘接力和剥离强度高，不会脱落，涂布性好，操作起来更加方便，也就不会发生粘辊现象等优点。

Description

水性镀铝转移胶及其制备方法

技术领域

本发明属于粘合剂制造领域，特别涉及一种水性镀铝转移胶及其制备方法。

背景技术

目前用来做香烟、食品、化妆品和礼品等包装物的金银卡纸，大部分采用的是铝箔或镀铝塑料膜与卡纸的直接复合，卡纸表面的铝箔或塑料膜无法直接回收，带来了环保压力。近年来，镀铝转移纸作为一种新型环保包装材料得到了广泛运用。镀铝转移纸的主要用途包括镀铝转移啤酒标签纸、镀铝转移卷烟内衬纸、镀铝转移包装卡纸、镀铝转移食品包装纸等。它是利用镀铝转移层的可剥离性，将蒸镀在塑料膜上的具有各种美观效果的铝层通过胶粘剂转移到纸张上面，形成各种美观效果的纸张。

现有使用的镀铝转移胶粘剂在产品性能和涂布工艺上都存在一定缺陷，有的粘合性欠佳，在使用过程中铝箔与纸剥离，或者在进行下一道工序加工时出现铝层脱落；有的转移后的纸张耐折性不好，容易断裂；有的涂布工艺复杂，使用不方便，容易造成浪费，或出现与涂布复合机适应性不好，施胶时产生粘辊现象等。

发明内容

本发明的目的是提供一种水性丙烯酸镀铝转移胶及其制备方法，可解决现有上镀铝转移胶产品存在的不足，该转移胶粘接力强，能将塑料膜基材上的镀铝层向纸面完全转移，不会脱落、不皱折、不易断裂，施胶方便，涂布性能好。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式一种水性丙烯酸镀铝转移胶，该转移胶以单体、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂、水性助剂和去离子水为原料，经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为45～55％的转移胶；

所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；其中，所述硬单体采用苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯；

所述软单体采用丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯；

所述功能单体由丙烯酸或甲基丙烯酸中的任一种、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任一种和N-羟甲基丙烯酰胺组成。

本发明实施方式还提供一种水性丙烯酸镀铝转移胶的制备方法，包括：

按上述的水性丙烯酸镀铝转移胶的配方取各原料；

利用各原料经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为45～55％的转移胶。

通过本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式的配方中用部分苯乙烯作为硬单体，可以降低成本，并加入少量含有羧基、羟基和氨基的单体参与共聚，形成具有一定的交联作用的聚合物分子链，与镀铝层表面的化学基团发生反应，从而提高镀铝层与纸张的粘接力和剥离强度，不会脱落。通过选择合适的软硬单体配比，使得聚合物成膜后具有较好的柔软性，镀铝层转移后不会发生褶皱或断裂现象。通过加入各种性能优异的水性助剂，调节合适的乳液粘度，改善乳液在镀铝层表面的润湿流平性，从而改善胶水的涂布性，操作起来更加方便，也就不会发生粘辊现象。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合对本发明实施例作进一步地详细描述。

实施例1

本实施例提供一种水性镀铝转移胶，用在制备镀铝转移纸中，该转移胶是以单体、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂、水性助剂和去离子水为原料，经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为45～55％的转移胶。

上述转移胶原料中的单体包括硬单体、软单体和功能单体；其中，所述硬单体采用苯乙烯(St)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)；所述软单体采用丙烯酸乙酯(FA)和丙烯酸丁酯(BA)；所述功能单体由丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸(MAA)中的任一种、丙烯酸羟乙酯(HEA)或丙烯酸羟丙酯(HPA)中的任一种和N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)组成。

所述单体中各原料的用量按重量百分比计为：苯乙烯10～20％、甲基丙烯酸甲酯20～30％、丙烯酸乙酯20～30％、丙烯酸丁酯20～30％、丙烯酸或甲基丙烯酸1～5％、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯1～5％、N-羟甲基丙烯酰胺1～5％。

上述转移胶原料中的复合乳化剂包括烷基醚硫酸铵、琥珀酸单酯磺酸钠，二者质量比例为4∶1～8∶1，所述复合乳化剂总用量为所述单体总重量的0.5～2％。

上述转移胶原料中的引发剂采用过硫酸铵或过硫酸钠中任一种，所述引发剂总用量为所述单体总重量的0.4～1.0％。

上述转移胶原料中的缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中的任一种，所述缓冲剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.5％。

上述转移胶原料中的pH调节剂采用氨水，所述pH调节剂的用量为所述单体总重量的0.5～2％。

上述所述去离子水的用量为：去离子水总重量与所述单体总重量之比为0.8～1.2∶1。

上述转移胶原料中的水性助剂包括水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂，其中，所述水性润湿剂采用阴离子表面活性剂，所述水性润湿剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；所述水性消泡剂采用含矿物油类的水性消泡剂，所述水性消泡剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；所述水性防腐剂采用含异噻唑啉酮类，所述水性防腐剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.5％。

对上述的转移胶制备时，利用各原料经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为45～55％的转移胶，具体为：

预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量40～50％的去离子水、复合乳化剂中占烷基醚硫酸铵总重量70～80％的烷基醚硫酸铵、全部单体，开动搅拌进行不低于30分钟的乳化得到预乳化液；

种子反应：向聚合反应釜中投入占去离子水总重量40～45％的去离子水、复合乳化剂中剩余的烷基醚硫酸铵及全部琥珀酸单酯磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt％的上述制得的预乳化液到聚合反应釜中，加入占引发剂总重量40～50％的引发剂，所述引发剂用去离子水配成约10％质量浓度的溶液，反应10～20分钟；

聚合反应：将剩余的引发剂加入到所述乳化釜中，与所述乳化釜中的预乳化液一起混合5～10分钟；当种子反应结束后，温度稳定在80℃时，将乳化釜的预乳化液向聚合反应釜中滴加，在3～4小时内滴完，然后升温到83～85℃继续保温反应1～2小时；

复配：保温反应结束后，将聚合反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂，将聚合反应釜内反应体系的pH值调为6.5～7.5；取样测试乳液的粘度为100～300mPas、固含量为45～55％，则为合格，之后加入各种水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到该水性镀铝转移胶。

本实施例中的转移胶，配方中采用部分苯乙烯作为硬单体，可以降低成本，并加入少量含有羧基、羟基和氨基的单体参与共聚，形成具有一定的交联作用的聚合物分子链，与镀铝层表面的化学基团发生反应，从而提高镀铝层与纸张的粘接力和剥离强度，不会脱落。通过选择合适的软硬单体配比，使得聚合物成膜后具有较好的柔软性，镀铝层转移后不会发生褶皱或断裂现象。通过加入各种性能优异的水性助剂，调节合适的乳液粘度，改善乳液在镀铝层表面的润湿流平性，从而改善胶水的涂布性，操作起来更加方便，也就不会发生粘辊现象。

实施例2

本实施例提供一种水性镀铝转移胶，用于制备镀铝纸，该水性镀铝转移胶按下述配方取各原料，包括：

原料配方                                        重量份数

去离子水                                        106

甲基丙烯酸甲酯(MMA)                             26

苯乙烯                                          12

丙烯酸乙酯                                      28

丙烯酸丁酯                                      24

甲基丙烯酸                                      5

丙烯酸羟丙酯                                    3.6

N-羟基丙烯酰胺                                  1.4

烷基醚硫酸铵(乳化剂)                            1.2

琥珀酸单酯磺酸钠(乳化剂)                        0.3

过硫酸铵(引发剂)                                0.6

碳酸氢钠(缓冲剂)                                0.2

氨水(pH调节剂)                                  1.2

水性润湿剂(OT-75，Cytec公司产品)                0.15

水性消泡剂(DF691，Rhodia公司产品)               0.1

水性防腐剂(A-26，德国舒美公司产品)              0.2

制备方法包括下述步骤：

(1)预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量50％的去离子水、占烷基醚硫酸铵总重量70％的烷基醚硫酸铵、全部单体，开动搅拌乳化30min以上，得到预乳化液；

(2)种子反应：向聚合反应釜中投入占去离子水总重量40％的去离子水、剩余的烷基醚硫酸铵及琥珀酸单酯磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt％的预乳化液到聚合反应釜中，加入占总重量40～50％的引发剂溶液(用去离子配成约10％质量浓度的溶液)，反应10～20分钟；

(3)聚合反应：将剩余的引发剂加入到所述乳化釜中，一起混合5～10分钟；当所述聚合反应釜中的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，将所述乳化釜中的预乳化液向所述聚合反应釜中滴加，在3～4小时内滴完，然后升温到83～85℃继续保温反应1～2小时；

(4)复配：保温反应结束后，将所述聚合反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂，将所述聚合反应釜内乳液的pH值调为6.5～7.5；取样测试粘度和固含量合格后(测试取样乳液的粘度为100～300mPas、固含量为45～55％，则为合格)，加入各种水性助剂(水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂)，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到该水性镀铝转移胶成品。最后实际检测本实施制得转移胶的固含量为49.5％，粘度为250mPas，pH值为7.2。

实施例3

本实施例提供一种水性镀铝转移胶，用于制备镀铝纸，该水性镀铝转移胶按下述配方取各原料，包括：

原料配方                                    重量份数

去离子水                                    116

甲基丙烯酸甲酯                              30

苯乙烯                                      12

丙烯酸乙酯                                  20

丙烯酸丁酯                                  28

丙烯酸                                      4.0

丙烯酸羟乙酯                                4.5

N-羟甲基丙烯酰胺                            1.5

烷基醚硫酸铵(乳化剂)                        1.2

琥珀酸单酯磺酸钠(乳化剂)                    0.2

过硫酸钠(引发剂)                            0.7

碳酸氢铵(缓冲剂)                            0.25

氨水(pH调节剂)                              1.0

水性润湿剂(OT-75，Cytec公司产品)            0.25

水性消泡剂(DF691，Rhodia公司产品)           0.2

水性防腐剂(A-26，德国舒美公司产品)          0.10

制备方法包括下述步骤：

(1)预乳化：向乳化釜中投入45wt％的去离子水、占烷基醚硫酸铵总重量75wt％的烷基醚硫酸铵、全部单体，开动搅拌乳化30min以上得到预乳化液；

(2)种子反应：向聚合反应釜中投入45wt％的去离子水、剩余的烷基醚硫酸铵及全部琥珀酸单酯磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt％的预乳化液到聚合反应釜中，加入40～50wt％的引发剂溶液(用去离子配成约10％质量浓度的溶液)，反应10～20分钟；

(3)聚合反应：将剩余的引发剂加入到乳化釜中，一起混合5～10分钟；当聚合反应釜中的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，开始将乳化釜剩余的预乳化液向聚合反应釜中滴加，在3～4小时内滴完，然后使聚合反应釜升温到83～85℃继续保温反应1～2小时；

(4)复配：保温反应结束后，将聚合反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂，将聚合反应釜内乳液的pH值调为6.5～7.5；取样测试粘度和固含量合格后(测试取样乳液的粘度为100～300mPas、固含量为45～55％，则为合格)，加入各种水性助剂(水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂)，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性镀铝转移胶成品。最后实际检测本实施制得转移胶的固含量为46.6％，粘度为180mPas，pH值为6.8。

实施例4

本实施例提供一种水性镀铝转移胶，用于制备镀铝膜复合纸，该水性镀铝转移胶按下述配方取各原料，包括：

原料配方                                  重量份数

去离子水                                  90

甲基丙烯酸甲酯                            22

苯乙烯                                    15

丙烯酸乙酯                                  27

丙烯酸丁酯                                  26

甲基丙烯酸                                  4

丙烯酸羟乙酯                                4

N-羟甲基丙烯酰胺                            2

烷基醚硫酸铵(乳化剂)                        1.4

琥珀酸单酯磺酸钠(乳化剂)                    0.2

过硫酸铵(引发剂)                            0.8

碳酸氢铵(缓冲剂)                            0.3

氨水(pH调节剂)                              0.8

水性润湿剂(OT-75，Cytec公司产品)            0.15

水性消泡剂(DF691，Rhodia公司产品)           0.2

水性防腐剂(A-26，德国舒美公司产品)          0.15

制备方法包括下述步骤：

(1)预乳化：向乳化釜中投入50wt％的去离子水、占烷基醚硫酸铵总重量80wt％的烷基醚硫酸铵、全部单体，开动搅拌乳化30min以上得到预乳化液；

(2)种子反应：向聚合反应釜中投入40wt％的去离子水、剩余的烷基醚硫酸铵及全部琥珀酸单酯磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt％的预乳化液到反应釜中，加入40～50wt％的引发剂溶液(均用去离子配成约10％质量浓度的溶液)，反应10～20分钟；

(3)聚合反应：将剩余的引发剂溶液加入到乳化釜中，一起乳化5～10分钟；当聚合反应釜中的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，开始向聚合反应釜中滴加乳化釜中剩余的预乳化液，在3～4小时内滴完，然后升温到83～85℃继续保温反应1～2小时；

(4)复配：保温反应结束后，使聚合反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂，将聚合反应釜内乳液的pH值调为6.5～7.5；取样测试粘度和固含量合格后(测试取样乳液的粘度为100～300mPas、固含量为45～55％，则为合格)，加入各种水性助剂(水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂)，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性镀铝转移胶成品。最后实际检测本实施制得转移胶的固含量为52.8％，粘度为280mPas，pH值为6.6。

综上所述，本发明实施例的转移胶配方中用部分苯乙烯作为硬单体，可以降低成本，并加入少量含有羧基、羟基和氨基的单体参与共聚，形成具有一定的交联作用的聚合物分子链，与镀铝层表面的化学基团发生反应，从而提高镀铝层与纸张的粘接力和剥离强度，不会脱落。通过选择合适的软硬单体配比，使得聚合物成膜后具有较好的柔软性，镀铝层转移后不会发生褶皱或断裂现象。通过加入各种性能优异的水性助剂，调节合适的乳液粘度，改善乳液在镀铝层表面的润湿流平性，从而改善胶水的涂布性，操作起来更加方便，也就不会发生粘辊现象。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种水性丙烯酸镀铝转移胶，其特征在于，该转移胶以单体、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂、水性助剂和去离子水为原料，经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为45～55%的转移胶；

所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；其中，所述硬单体采用苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯；

所述软单体采用丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯；

所述功能单体由丙烯酸或甲基丙烯酸中的任一种、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任一种和N-羟甲基丙烯酰胺组成；

所述单体中各原料的用量按重量百分比计为：苯乙烯10～20%、甲基丙烯酸甲酯20～30%、丙烯酸乙酯20～30％、丙烯酸丁酯20～30%、丙烯酸或甲基丙烯酸1～5%、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯1～5%、N-羟甲基丙烯酰胺1～5%；

所述转移胶原料中的复合乳化剂包括：烷基醚硫酸铵和琥珀酸单酯磺酸钠，烷基醚硫酸铵和琥珀酸单酯磺酸钠的质量比例为4：1～8：1，所述复合乳化剂用量为所述单体总重量的0.5～2%。

2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸镀铝转移胶，其特征在于，所述转移胶原料中的引发剂采用过硫酸铵或过硫酸钠中任一种，所述引发剂用量为所述单体总重量的0.4～1.0%。

3.根据权利要求1所述的水性丙烯酸镀铝转移胶，其特征在于，所述转移胶原料中的缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中的任一种，所述缓冲剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.5%。

4.根据权利要求1所述的水性丙烯酸镀铝转移胶，其特征在于，所述转移胶原料中的pH调节剂采用氨水，所述pH调节剂的用量为所述单体总重量的0.5～2%；

所述去离子水的用量为：去离子水总重量与所述单体总重量之比为0.8～1.2:1。

5.根据权利要求1所述的水性丙烯酸镀铝转移胶，其特征在于，所述转移胶原料中的水性助剂包括：

水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂，其中，所述水性润湿剂采用阴离子表面活性剂，所述水性润湿剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.5%；所述水性消泡剂采用含矿物油类的水性消泡剂，所述水性消泡剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.5%；所述水性防腐剂采用含异噻唑啉酮类，所述水性防腐剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.5%。

6.根据权利要求1所述的水性丙烯酸镀铝转移胶，其特征在于，所述对转移胶制备时，经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为45～55%的转移胶具体为：

预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量40～50%的去离子水、复合乳化剂中占烷基醚硫酸铵总重量70～80%的烷基醚硫酸铵、全部单体，开动搅拌进行不低于30分钟的乳化得到预乳化液；

种子反应：向聚合反应釜中投入占去离子水总重量40～45%的去离子水、复合乳化剂中剩余的烷基醚硫酸铵及全部琥珀酸单酯磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt%的上述制得的预乳化液到聚合反应釜中，加入占引发剂总重量40～50%的引发剂，所述引发剂用去离子水配成10%质量浓度的溶液，反应10～20分钟；

聚合反应：将剩余的引发剂加入到所述乳化釜中，与所述乳化釜中的预乳化液一起混合5～10分钟；当种子反应结束后，温度稳定在80℃时，将乳化釜的预乳化液向聚合反应釜中滴加，在3～4小时内滴完，然后升温到83～85℃继续保温反应1～2小时；

复配：保温反应结束后，将所述聚合反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂，将所述聚合反应釜内反应体系的pH值调为6.5～7.5；取样测试乳液的粘度为100～300mPas、固含量为45～55%，则为合格；之后加入各种水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到该水性镀铝转移胶。

7.一种水性丙烯酸镀铝转移胶的制备方法，其特征在于，包括：

按上述权利要求1～6任一项所述的水性丙烯酸镀铝转移胶的配方取各原料；

利用各原料经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为45～55%的转移胶。

8.根据权利要求7所述的水性丙烯酸镀铝转移胶的制备方法，其特征在于，所述利用各原料经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为45～55%的转移胶具体为：

预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量40～50%的去离子水、复合乳化剂中占烷基醚硫酸铵总重量70～80%的烷基醚硫酸铵、全部单体，开动搅拌进行不低于30分钟的乳化得到预乳化液；

种子反应：向聚合反应釜中投入占去离子水总重量40～45%的去离子水、复合乳化剂中剩余的烷基醚硫酸铵及全部的琥珀酸单酯磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt%的上述制得的预乳化液到聚合反应釜中，加入占引发剂总重量40～50%的引发剂，所述引发剂用去离子水配成10%质量浓度的溶液，反应10～20分钟；

聚合反应：将剩余的引发剂加入到所述乳化釜中，与所述乳化釜中的预乳化液一起混合5～10分钟；当种子反应结束后，温度稳定在80℃时，开始将所述乳化釜的预乳化液向所述聚合反应釜中滴加，在3～4小时内滴完，然后升温到83～85℃继续保温反应1～2小时；

复配：所述聚合反应釜保温反应结束后，将所述聚合反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂，将所述聚合反应釜内反应体系的pH值调为6.5～7.5；取样测试乳液的粘度为100～300mPas、固含量为45～55%，则为合格，之后加入各种水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到该水性镀铝转移胶。