CN102140321B - 水性镀铝膜复合胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水性镀铝膜复合胶及其制备方法，属粘合剂制造领域。该复合胶是以单体、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40～50%的复合胶；所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；其中硬单体采用苯乙烯和醋酸乙烯酯；软单体采用丙烯酸丁酯；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。该复合胶稳定性好、成本低，可提高胶膜对粘接基材的粘接力和剥离强度。通过加入各种性能优异的水性助剂，减少产品使用中的泡沫，改善乳液在镀铝膜表面的润湿流平性，从而改善胶水的涂布性，成膜后透明性更佳。

Description

水性镀铝膜复合胶及其制备方法

技术领域

本发明属于粘合剂制造领域，特别涉及一种新型的水性镀铝膜复合胶及其制备方法。

背景技术

镀铝膜复合纸具有非常美观的效果，现广泛应用于各种高档牙膏盒、化妆品盒、首饰盒和烟盒的包装。它是将各种镀铝膜（或镭射膜）与卡纸或铜版纸进行复合，利用镀铝膜（或镭射膜）的亮丽外观增加包装盒的美观效果，提升包装档次，吸引消费者的关注，这其中胶粘剂起到非常重要的作用。

当前，镀铝膜复合胶主要有乳液型和溶剂型两种，溶剂型复合胶由于采用甲苯、乙酸乙酯等有机物作溶剂，存在着环保和安全的问题，已逐渐被市场淘汰，取而代之的是水性胶粘剂。乳液型复合胶以水作溶剂，无毒无味，是一种符合环保要求的胶粘剂。目前，市场上一般的乳液型复合胶主要有水性丙烯酸类的，包括纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液，也有部分VAE（乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液），它们在应用中还存在一些问题，比如稳定性差、易起泡、涂布性不好、粘接强度不高等。

发明内容

本发明实施例提供一种水性镀铝膜复合胶及其制备方法，提供一种稳定性好、透明性好、粘接强度高的新型水性镀铝膜复合胶，可解决当前市场上乳液型镀铝复合胶产品存在的问题。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明实施例提供一种水性镀铝膜复合胶，该复合胶是以单体、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40～50%的复合胶；

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（St）和醋酸乙烯酯（VAc）；

所述软单体采用丙烯酸丁酯（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。

本发明实施例进一步提供一种水性镀铝膜复合胶的制备方法的制备方法，包括：

按上述水性镀铝膜复合胶的配方取各原料；

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50～60%的烷基醚硫酸铵及占烷基酚聚氧乙烯醚总重量70～80%的烷基酚聚氧乙烯醚和全部的乙烯基磺酸钠、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剩余的烷基酚聚氧乙烯醚、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达70℃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30～40%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30～40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75℃时，开始将所述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78～80℃继续保温反应1～2小时；

复配：聚合反应釜保温反应结束后，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7.0～8.5；取样测试乳液的粘度为50～300mPas、固含量为40～50%，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，即得到该水性镀铝膜复合胶。

通过本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例中通过将预乳化液兼作为种子乳液进行聚合，并在引发剂作用下在75℃左右进行反应，产生的聚合物凝胶少，能够得到稳定性更好的乳液产品。配方中用部分醋酸乙烯酯作为硬单体，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，与镀铝膜表面的化学基团发生反应，从而提高胶膜对粘接基材的粘接力和剥离强度。通过加入各种性能优异的水性助剂，减少产品使用中的泡沫，改善乳液在镀铝膜表面的润湿流平性，从而改善胶水的涂布性，成膜后透明性更佳。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例提供一种水性镀铝膜复合胶，用在制备镀铝膜复合纸中，该复合胶是以单体、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40～50%的复合胶。

上述复合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）和醋酸乙烯酯（VAc）；所述软单体采用丙烯酸丁酯（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20～40%、醋酸乙烯酯10～30%、丙烯酸丁酯30～50%、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%。

上述复合胶原料中的复合乳化剂包括烷基醚硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚和乙烯基磺酸钠，三者质量比例为2：1：0.4～0.8，所述复合乳化剂总用量为所述单体总重量的2～4%。

上述复合胶原料中的引发剂采用过硫酸铵与亚硫酸氢钠的氧化-还原体系，二者的质量比为1：1.5，所述引发剂总用量为所述单体总重量的0.5～2.0%。

上述复合胶原料中的缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中的一种，所述缓冲剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.3%。

上述复合胶原料中的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%。

上述复合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或非离子表面活性剂，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%。

上述复合胶原料中所用的去离子水的用量为所述单体总重量的100～125%。

上述对复合胶制备时，经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为40～50%的复合胶，具体包括下述步骤：

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50～60%的烷基醚硫酸铵及占烷基酚聚氧乙烯醚总重量70～80%的烷基酚聚氧乙烯醚和全部的乙烯基磺酸钠、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剩余的烷基酚聚氧乙烯醚、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达70℃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30～40%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30～40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75℃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78～80℃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7.0～8.5；取样测试乳液的粘度为50～300mPas、固含量为40～50%，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，即得到该水性镀铝膜复合胶。

本实施例中的复合胶，通过将预乳化液兼作为种子乳液进行聚合，并在氧化-还原体系的引发剂作用下在75℃左右进行反应，产生的聚合物凝胶少，能够得到稳定性更好的乳液产品。配方中用部分醋酸乙烯酯作为硬单体，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，与镀铝膜表面的化学基团发生反应，从而提高胶膜对粘接基材的粘接力和剥离强度。通过加入各种性能优异的水性助剂，减少产品使用中的泡沫，改善乳液在镀铝膜表面的润湿流平性，从而改善胶水的涂布性，成膜后透明性更佳。

实施例2

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

制备方法包括下述步骤：

（1）预乳化：向乳化釜中投入占占去离子水总重量50%的去离子水、占烷基醚硫酸铵总重量60%的烷基醚硫酸铵、占烷基酚聚氧乙烯醚总重量80%的烷基酚聚氧乙烯醚及全部的乙烯基磺酸钠、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剩余的烷基酚聚氧乙烯醚、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30～40%的引发剂溶液（用去离子配成约10%质量浓度的溶液），反应30～40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75℃时，将乳化釜中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78～80℃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pPH调节剂，将聚合反应釜内乳液的pH值调为7.0～8.5；取样测试粘度和固含量合格后（测试取样乳液的粘度为100～500mPas、固含量为40～50%，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，即得到该水性镀铝膜复合胶成品。最后检测该产品的固含量为49.5%，粘度为150mPas，pH值为7.2。

实施例3

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

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55wt%的烷基醚硫酸铵、占烷基酚聚氧乙烯醚总重量75wt%的烷基酚聚氧乙烯醚及全部的乙烯基磺酸钠、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剩余的烷基酚聚氧乙烯醚、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30～40wt%的引发剂溶液（用去离子配成约10%质量浓度的溶液），反应30～40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75℃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78～80℃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7.0～8.5；取样测试粘度和固含量合格后（测试取样乳液的粘度为100～500mPas、固含量为40～50%，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，即得到水性镀铝膜复合胶成品。最后检测该产品的固含量为42.6%，粘度为200mPas，pH值为7.8。

实施例4

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

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50wt%的烷基醚硫酸铵、占烷基酚聚氧乙烯醚总重量70wt%的烷基酚聚氧乙烯醚及全部的乙烯基磺酸钠、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剩余的烷基酚聚氧乙烯醚、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30～40wt%的引发剂溶液（均用去离子配成约10%质量浓度的溶液），反应30～40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75℃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78～80℃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7.0～8.5；取样测试粘度和固含量合格后（测试取样乳液的粘度为100～500mPas、固含量为40～50%，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，即得到水性镀铝膜复合胶成品。最后检测该产品的固含量为45.8%，粘度为320mPas，pH值为8.2。

综上所述，本发明实施例中通过采用预乳化液兼种子乳液的聚合工艺，使用氧化-还原引发剂，在75℃左右进行反应，产生的聚合物凝胶少，能够得到稳定性更好的乳液产品。配方中用部分醋酸乙烯酯作为硬单体，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，与镀铝膜表面的化学基团发生反应，从而提高胶膜对粘接基材的粘接力和剥离强度。通过加入各种性能优异的水性助剂，减少产品使用中的泡沫，改善乳液在镀铝膜表面的润湿流平性，从而改善胶水的涂布性，成膜后透明性更佳。

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揭露的技术范围内，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)

1.一种水性镀铝膜复合胶，其特征在于，该复合胶是以单体、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40～50%的复合胶；

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醋酸乙烯酯；

所述软单体采用丙烯酸丁酯；

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20～40%、醋酸乙烯酯10～30%、丙烯酸丁酯30～50%、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%；

所述的复合乳化剂包括烷基醚硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚和乙烯基磺酸钠，三者质量比例为2：1：0.4～0.8，所述复合乳化剂总用量为所述单体总重量的2～4%。

2.根据权利要求1所述的水性镀铝膜复合胶，其特征在于，所述引发剂采用过硫酸铵与亚硫酸氢钠的氧化-还原体系，二者的质量比为1：1.5，所述引发剂总用量为所述单体总重量的0.5～2.0%。

3.根据权利要求1所述的水性镀铝膜复合胶，其特征在于，所述缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中的一种，所述缓冲剂的用量为所述单体总重量的0.1～0.3%。

4.根据权利要求1所述的水性镀铝膜复合胶，其特征在于，所述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%。

5.根据权利要求1所述的水性镀铝膜复合胶，其特征在于，所述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或非离子表面活性剂，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所述的水性镀铝膜复合胶，其特征在于，所述去离子水的用量为所述单体总重量的100～125%。

7.根据权利要求1所述的水性镀铝膜复合胶，其特征在于，所述经预乳化、种子反应、聚合反应和复配后制得的固含量为40～50%的复合胶具体包括：

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50～60%的烷基醚硫酸铵及占烷基酚聚氧乙烯醚总重量70～80%的烷基酚聚氧乙烯醚和全部的乙烯基磺酸钠、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剩余的烷基酚聚氧乙烯醚、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达70℃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30～40%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30～40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75℃时，将所述乳化釜中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78～80℃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7.0～8.5；取样测试乳液的粘度为50～300mPas、固含量为40～50%，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，即得到该水性镀铝膜复合胶。

8.一种水性镀铝膜复合胶的制备方法的制备方法，其特征在于，包括：

按上述权利要求1～6任一项所述的水性镀铝膜复合胶的配方取各原料；

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50～60%的烷基醚硫酸铵及占烷基酚聚氧乙烯醚总重量70～80%的烷基酚聚氧乙烯醚和全部的乙烯基磺酸钠、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剩余的烷基酚聚氧乙烯醚、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达70℃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30～40%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30～40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75℃时，将所述乳化釜中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78～80℃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7.0～8.5；取样测试乳液的粘度为50～300mPas、固含量为40～50%，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，即得到该水性镀铝膜复合胶。