CN102229789B - 金银卡用水性复膜胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金银卡用水性复膜胶及其制备方法，属水性粘合剂制备领域。该复膜胶是以单体、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、聚合反应及复配各步骤制备而成的固含量为45～55％的水性复膜胶；其中，单体包括硬单体、软单体和含-COOH、-OH基团的功能单体；硬单体由甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯组成；软单体由丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯组成；含-COOH、-OH基团的功能单体由甲基丙烯酸或丙烯酸中的任一种、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任一种和乙二醇二丙烯酸酯组成；乳化剂由烷基醚硫酸铵和烯丙氧基羟丙基磺酸钠按1∶0.4～0.8的重量比例组成。

Description

金银卡用水性复膜胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶粘剂制造领域，尤其是涉及一种金银卡用水性复膜胶及其制备方法。

背景技术

金银卡是在纸张表面印刷一层金银墨而得到的，这种印刷纸张与塑料膜复合后，能够获得金色、银色的特别效果，用于一些高档礼品、保健品、酒、日用品、化妆品等的包装，给人以很直观的刺激作用，使得包装商品显得比较高档，能提升商品的价值，因此被包装行业大量使用，是纸质包装的一种重要形式。目前市场上所使用的各种复膜胶还有一大部分为溶剂型复膜胶，其需要大量使用甲苯溶剂，对环境造成污染，对操作工人的身心健康也不利。而市场上的普通乳液型复膜胶在对金银卡的覆膜中存在一些缺陷，主要表现为粘接强度不够高、初粘性差；对金银墨层的亲和性不好，当复膜纸被剥离时，油墨难以揭去，容易出现分层现象；后加工性能不好，压痕、击凹凸、模切时出现起皱或脱层现象等。

发明内容

本发明实施方式的目的是提供一种金银卡用水性复膜胶及其制备方法，提供一种水性复膜胶，是一种既安全又环保的产品，其性能与溶剂型复膜胶相当，不仅初粘性好、粘接强度高，而且对油墨亲和性好、剥离时油墨转移率高，能够满足各种后加工要求高性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种金银卡用水性复膜胶，该复膜胶是以单体、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、聚合反应及复配各步骤制备而成的固含量为45～55％的水性复膜胶；

其中，所述单体包括硬单体、软单体和含-COOH、-OH基团的功能单体；

所述单体中的硬单体由甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯组成；

所述单体中的软单体由丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯组成；

所述单体中的含-COOH、-OH基团的功能单体由甲基丙烯酸或丙烯酸中的任一种、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任一种和乙二醇二丙烯酸酯组成；

所述乳化剂由烷基醚硫酸铵和烯丙氧基羟丙基磺酸钠按1∶0.4～0.8的重量比例组成。

上述水性复膜胶中，所述按单体各原料总重量为100％，单体中各原料的用量为：甲基丙烯酸甲酯10～20％、苯乙烯20～40％、丙烯酸丁酯20～40％、丙烯酸异辛酯10～20％、甲基丙烯酸或丙烯酸1～5％、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯1～5％、乙二醇二丙烯酸酯1～5％。

上述水性复膜胶中，乳化剂的用量为占单体总重量的1～3％。

上述水性复膜胶中，所述引发剂采用过硫酸铵或过硫酸钾中任一种，引发剂的用量为单体总重量的0.2～0.6％。

上述水性复膜胶中，所述缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中任一种，缓冲剂的用量为单体总重量的0.1～0.3％。

上述水性复膜胶中，所述pH调节剂采用氨水，pH调节剂的用量为单体总重量的1～3％。

上述水性复膜胶中，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，所用的水性润湿剂采用阴离子或非离子表面活性剂，水性润湿剂的用量为单体总重量的0.1～0.5％；所用的水性消泡剂采用含矿物油类的水性消泡剂，水性消泡剂的用量为单体总重量的0.1～0.5％；所用的水性防腐剂采用含异噻唑啉酮类，水性防腐剂的用量为单体总重量的0.1～0.5％。

上述水性复膜胶中，所述去离子水的用量为单体总重量的的0.8～1.2倍。

本发明实施方式还提供一种金银卡用水性复膜胶的制备方法，该方法包括以下步骤：

按上述金银卡用水性复膜胶的配方取各原料；

预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量20～30％的去离子水、乳化剂中占烷基醚硫酸铵总重量50～70％的烷基醚硫酸铵、占烯丙氧基羟丙基磺酸钠总重量50～70％的烯丙氧基羟基丙磺酸钠和全部单体，搅拌乳化至少30分钟，得到预乳液；

种子反应：向聚合反应釜中投入占去离子水总重量50～60％的去离子水、乳化剂中剩余的烷基醚硫酸铵和剩余的烯丙氧基羟丙基磺酸钠、缓冲剂，搅拌并升温，当温度到达75℃时，向聚合反应釜中投入5～10wt％的上述预乳化步骤制得的预乳液，再加入占引发剂总重量30～40％的引发剂，加入时引发剂用去离子水溶解为5～10％质量浓度的引发剂溶液，反应10～20分钟；

聚合反应：将剩余的引发剂用去离子水溶解为5～10％质量浓度的引发剂溶液后加入到乳化釜剩余的预乳液中，一起乳化5～10分钟；当聚合反应釜中的种子反应结束后，将温度稳定在80℃时，将乳化釜中的剩余的预乳液向聚合反应釜中滴加，在3～4小时内滴完，然后将聚合反应釜升温到82～85℃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℃，向聚合反应釜内的乳液中加入pH调节剂和剩余去离子水，将乳液的pH值调为7.0～8.5之间；在取样测试粘度和固含量合格后，向乳液中加入水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，得到的产物即为金银卡用水性复膜胶。

本发明的有益效果为：该金银卡用水性复膜胶，由于在乳化剂中引入反应性乳化剂烯丙氧基羟丙基磺酸钠，减少了普通乳化剂的加入量，这样就减少了因乳化剂小分子迁移到纸/塑界面带来的影响，提高了该水性复膜胶的初粘性和粘接强度；并通过在单体中引入含-COOH、-OH基团的功能单体并通过合适的添加量，提高了该水性复膜胶对纸张和塑料膜的粘接强度，并改善对油墨的亲和性；同时在功能单体中加入乙二醇二丙烯酸酯参与共聚，可以起到内交联剂的作用，进一步提高胶膜的内聚强度，改善复膜制品的后加工性能，能够满足各种压痕、击凹凸、模切等后加工的要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明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

本实施例提供一种金银卡用水性复膜胶，是一种水性丙烯酸乳液，该复膜胶是以单体、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、聚合反应及复配各步骤制备而成的固含量为45～55％的复膜胶；

其中，所述原料中的单体包括硬单体、软单体和含-COOH、-OH基团的功能单体；所述的硬单体由甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)组成；所述的软单体由丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸异辛酯(EHA)组成；所述的单体中的含-COOH、-OH基团的功能单体由甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)中的任一种、丙烯酸羟乙酯(HEA)或丙烯酸羟丙酯(HPA)中的任一种和乙二醇二丙烯酸酯(EGMA)组成。

按单体各原料总重量为100％，单体中各原料的用量为：甲基丙烯酸甲酯10～20％、苯乙烯20～40％、丙烯酸丁酯20～40％、丙烯酸异辛酯10～20％、甲基丙烯酸或丙烯酸1～5％、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯1～5％、乙二醇二丙烯酸酯1～5％。

上述水性复膜胶原料中的乳化剂由烷基醚硫酸铵和烯丙氧基羟丙基磺酸钠按1∶0.4～0.8的重量比例组成；乳化剂的用量为占单体总重量的1～3％。

上述水性复膜胶原料中的引发剂采用过硫酸铵或过硫酸钾中任一种，引发剂的用量为单体总重量的02～0.6％。

上述水性复膜胶原料中的缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中任一种，缓冲剂的用量为单体总重量的0.1～0.3％。

上述水性复膜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，所用的水性润湿剂采用阴离子或非离子表面活性剂，水性润湿剂的用量为单体总重量的0.1～0.5％；所用的水性消泡剂采用含矿物油类的水性消泡剂，水性消泡剂的用量为单体总重量的0.1～0.5％；所用的水性防腐剂采用含异噻唑啉酮类，水性防腐剂的用量为单体总重量的0.1～0.5％。

上述水性复膜胶原料中的pH调节剂采用氨水，pH调节剂的用量为单体总重量的1～3％。

上述水性复膜胶中，所述去离子水的用量为单体总重量的的0.8～1.2倍。

上述金银卡用水性复膜胶的制备方法，按上述配方取各原料，将各原料通过下述步骤制备成水性复膜胶，包括：

预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量20～30％的去离子水、乳化剂中占烷基醚硫酸铵总重量50～70％的烷基醚硫酸铵、占烯丙氧基羟丙基磺酸钠总重量50～70％的烯丙氧基羟丙基磺酸钠、全部单体，搅拌乳化至少30分钟，得到预乳液；

种子反应：向聚合反应釜中投入占去离子水总重量50～60％的去离子水、乳化剂中剩余的烷基醚硫酸铵和剩余的烯丙氧基羟丙基磺酸钠、缓冲剂，搅拌并升温，当温度到达75℃时，向聚合反应釜中投入5～10wt％的上述预乳化步骤制得的预乳液，再加入占引发剂总重量30～40％的引发剂，加入时引发剂用去离子水溶解为5～10％质量浓度的引发剂溶液，反应30～40分钟；

聚合反应：将剩余的引发剂用去离子水溶解为5～10％质量浓度的引发剂溶液后加入到乳化釜剩余的预乳液中，一起乳化5～10分钟；当聚合反应釜中的种子反应结束后，将温度稳定在80℃时，将乳化釜中的剩余的预乳液向聚合反应釜中滴加，在3～4h内滴完，然后将聚合反应釜升温到82～85℃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℃，向聚合反应釜内的乳液中加入pH调节剂和剩余的去离子水，将乳液的pH值调为7.0～8.5之间；在取样测试粘度和固含量合格后(粘度为100～300mPa.s、固含量为45～55％，则为合格)，向乳液中加入水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，得到的产物即为金银卡用水性复膜胶成品(即一种水性丙烯酸乳液)。

实际中，可根据制备的水性复膜胶的固含量确定单体和去离子水的用量，再根据单体的用量确定其它各原料的用量。

本实施例的金银卡用水性复膜胶，由于在乳化剂中引入反应性乳化剂烯丙氧基羟丙基磺酸钠，减少了普通乳化剂的加入量，这样就减少了因乳化剂小分子迁移到纸/塑界面带来的影响，提高了该水性丙烯酸乳液复膜胶的初粘性和粘接强度；并通过在单体中引入含-COOH、-OH基团的功能单体并通过合适的添加量，提高了该水性丙烯酸乳液对纸张和塑料膜的粘接强度，并改善对油墨的亲和性；同时在功能单体中加入乙二醇二丙烯酸酯参与共聚，可以起到内交联剂的作用，进一步提高胶膜的内聚强度，改善复膜制品的后加工性能，能够满足各种压痕、击凹凸、模切等后加工的要求。

实施例2

本实施例提供一种水性复膜胶，是一种水性丙烯酸乳液，可用在金银卡复合中，该复膜胶包括：

上述水性丙烯酸乳液复膜胶的制备方法，按下述步骤进行：

(1)预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量30％的去离子水、占乳化剂A总重量50％的乳化剂A、占乳化剂B总重量50％的乳化剂B及全部单体，开动搅拌乳化30min以上，制得预乳液；

(2)种子反应：向聚合反应釜中投入占去离子水总重量55％的去离子水、剩余的乳化剂A及剩余的乳化剂B、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt％的上述制得的预乳液到聚合反应釜中，加入占引发剂总重量30％的引发剂(用去离子水配成5～10％质量浓度的引发剂溶液)，反应30～40min；

(3)聚合反应：将剩余的引发剂用去离子水配成5～10％质量浓度的引发剂溶液加入到乳化釜中，一起乳化5～10min；当聚合反应釜内的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，向聚合反应釜内开始滴加乳化釜内剩余的预乳液，在3～4h内滴完，然后升温到82～85℃继续保温反应1～2h；

(4)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调节剂和剩余去离子水，将聚合反应釜内乳液的pH值调为7.0～8.5之间；取样测试粘度和固含量(若粘度为100～300mPa.s、固含量为45～55％，则为合格)，合格后加入各种水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性丙烯酸乳液复膜胶的成品，最后检测产品的固含量为46.5％，25℃下的旋转粘度为120mPa.s，pH值为8.0。

实施例3

本实施例提供一种水性丙烯酸乳液复膜胶，可用在金银卡复合中，该复膜胶包括：

上述水性丙烯酸乳液复膜胶的制备方法，按下述步骤进行：

(1)预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量25％的去离子水、占乳化剂A总重量60％的乳化剂A、占乳化剂B总重量60％的乳化剂B及全部单体，开动搅拌乳化30min以上，制得预乳液；

(2)种子反应：向聚合反应釜中投入占去离子水总重量60％的去离子水、剩余的乳化剂A及剩余的乳化剂B、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt％上述制得的预乳液到聚合反应釜中，加入占引发剂总重量35％的引发剂(用去离子水配成5～10％质量浓度的引发剂溶液)，反应30～40min；

(3)聚合反应：将剩余的引发剂用去离子配成5～10％质量浓度的引发剂溶液加入到乳化釜中，一起乳化5～10min；当聚合反应釜内的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，将乳化釜中剩余的预乳液向聚合反应釜中滴加，在3～4h内滴完，然后升温到82～85℃继续保温反应1～2h；

(4)复配：聚合反应釜保温反应结束后，将聚合釜温度下降到50℃，加入pH调节剂和剩余去离子水，将聚合反应釜内乳液的pH值调为7.0～8.5之间；取样测试粘度和固含量(若粘度为100～300mPa.s、固含量为45～55％，则为合格)，合格后加入各种水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性丙烯酸乳液复膜胶成品；最后检测产品的固含量为52.2％，25℃下的旋转粘度为200mPa.s，pH值为7.0。

实施例4

本实施例提供一种水性丙烯酸乳液复膜胶，可用在金银卡复合中，该复膜胶包括：

上述水性丙烯酸乳液复膜胶的制备方法，按下述步骤进行：

(1)预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量20％的去离子水、占乳化剂A总重量70％的乳化剂A、占乳化剂B总重量70％的乳化剂B及全部单体，开动搅拌乳化30min以上，制得预乳液；

(2)种子反应：向聚合反应釜中投入占去离子水总重量70％的去离子水、剩余的乳化剂A及剩余的乳化剂B、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt％的上述制得的预乳液到聚合反应釜中，加入占引发剂总重量40％的引发剂(用去离子配成5～10％质量浓度的引发剂溶液)，反应30～40min；

(3)聚合反应：将剩余引发剂用去离子配成5～10％质量浓度的引发剂溶液加入到乳化釜中，一起乳化5～10min；当聚合反应釜内的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，向聚合反应釜内开始滴加乳化釜中剩余的预乳液，在3～4h内滴完，然后升温到82～85℃继续保温反应1～2h；

(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调节剂和剩余去离子水，将聚合反应釜内乳液的pH值调为7.0～8.5之间；取样测试粘度和固含量(若粘度为100～300mPa.s、固含量为45～55％，则为合格)，合格后加入各种水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到水性丙烯酸乳液复膜胶成品。最后检测产品的固含量为49.8％，25℃下的旋转粘度为160mPa.s，pH值为7.5。

综上所述，本发明实施例的金银卡用水性复膜胶，通过在乳化剂中引入反应性乳化剂烯丙氧基烷基磺酸钠，减少了普通乳化剂的加入量，这样就减少了因乳化剂小分子迁移到界面带来的影响，提高了该水性丙烯酸乳液复膜胶的初粘性和粘接强度；并通过在单体中引入含-COOH、-OH基团的功能单体并通过调整合适的添加量，提高了该水性丙烯酸乳液复膜胶对金银墨的粘接强度；同时在功能单体中加入乙二醇二丙烯酸酯参与共聚，可以起到内交联剂的作用，进一步提高胶膜的内聚强度，改善复膜制品的后加工性能，能够满足各种压痕、击凹凸、模切等后加工的要求。

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 (7)

1.一种金银卡用水性复膜胶，其特征在于，该复膜胶是以单体、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、聚合反应及复配各步骤制备而成的固含量为45～55%的水性复膜胶；

其中，所述单体包括硬单体、软单体和含-COOH、-OH基团的功能单体；

所述单体中的硬单体由甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯组成；

所述单体中的软单体由丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯组成；

所述单体中的含-COOH、-OH基团的功能单体由甲基丙烯酸或丙烯酸中的任一种、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯中的任一种和乙二醇二丙烯酸酯组成；

所述乳化剂由烷基醚硫酸铵和烯丙氧基羟丙基磺酸钠按1：0.4～0.8的重量比例组成；乳化剂的用量为占单体总重量的1～3%；

所述按单体各原料总重量为100%，单体中各原料的用量为：甲基丙烯酸甲酯10～20%、苯乙烯20～40%、丙烯酸丁酯20～40%、丙烯酸异辛酯10～20%、甲基丙烯酸或丙烯酸1～5%、丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟丙酯1～5%、乙二醇二丙烯酸酯1～5%。

2.根据权利要求1所述的金银卡用水性复膜胶，其特征在于，所述引发剂采用过硫酸铵或过硫酸钾中任一种，引发剂的用量为单体总重量的0.2～0.6%。

3.根据权利要求1所述的金银卡用水性复膜胶，其特征在于，所述缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中任一种，缓冲剂的用量为单体总重量的0.1～0.3%。

4.根据权利要求1所述的金银卡用水性复膜胶，其特征在于，所述pH调节剂采用氨水，pH调节剂的用量为单体总重量的1～3%。

5.根据权利要求1所述的金银卡用水性复膜胶，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，所用的水性润湿剂采用阴离子或非离子表面活性剂，水性润湿剂的用量为单体总重量的0.1～0.5%；所用的水性消泡剂采用含矿物油类的水性消泡剂，水性消泡剂的用量为单体总重量的0.1～0.5%；所用的水性防腐剂采用含异噻唑啉酮类，水性防腐剂的用量为单体总重量的0.1～0.5%。

6.根据权利要求1所述的金银卡用水性复膜胶，其特征在于，所述去离子水的用量为单体总重量的0.8～1.2倍。

7.一种金银卡用水性复膜胶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

按上述权利要求1～6任一项所述的金银卡用水性复膜胶的配方取各原料；

预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量20～30%的去离子水、乳化剂中占烷基醚硫酸铵总重量50～70%的烷基醚硫酸铵、占烯丙氧基羟丙基磺酸钠总重量50～70%的烯丙氧基羟基丙磺酸钠和全部单体，搅拌乳化至少30分钟，得到预乳液；

种子反应：向聚合反应釜中投入占去离子水总重量50～60%的去离子水、乳化剂中剩余的烷基醚硫酸铵和剩余的烯丙氧基羟丙基磺酸钠、缓冲剂，搅拌并升温，当温度到达75℃时，向聚合反应釜中投入5～10wt%的上述预乳化步骤制得的预乳液，再加入占引发剂总重量30～40%的引发剂，加入时引发剂用去离子水溶解为5～10%质量浓度的引发剂溶液，反应10～20分钟；

聚合反应：将剩余的引发剂用去离子水溶解为5～10%质量浓度的引发剂溶液后加入到乳化釜剩余的预乳液中，一起乳化5～10分钟；当聚合反应釜中的种子反应结束后，将温度稳定在80℃时，将乳化釜中的剩余的预乳液向聚合反应釜中滴加，在3～4小时内滴完，然后将聚合反应釜升温到82～85℃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℃，向聚合反应釜内的乳液中加入pH调节剂和剩余去离子水，将乳液的pH值调为7.0～8.5之间；在取样测试粘度和固含量合格后，向乳液中加入水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，得到的产物即为金银卡用水性复膜胶。