CN102443367A - 用于无纺布复合膜的水性胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于无纺布复合膜的水性胶粘剂及其制备方法，属胶粘剂制造领域。该胶粘剂由去离子水、单体、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂和水性助剂组成，其固含量为40～50％；该粘合剂组分中的所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；其中硬单体为苯乙烯或甲基丙烯酸酸甲酯；软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯；功能单体由丙烯酸、丙烯酸羟丙酯和N-羟甲基丙烯酰胺组成；所述单体中各组分按质量百分比为：苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯20～40％、丙烯酸异辛酯10～30％、丙烯酸丁酯30～50％、丙烯酸1～5％、丙烯酸羟丙酯1～5％、N-羟甲基丙烯酰胺1～5％。该水性胶粘剂有效改善在塑料膜表面的润湿流平性，使之与无纺布具有更好的浸润性，提高剥离强度。

Description

用于无纺布复合膜的水性胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明属于胶粘剂制造领域，特别涉及一种无纺布与塑料膜复合用水性胶粘剂及其制备方法。

背景技术

无纺布是没有织造过程，通过机械、化学或热处理等方法纤维结束成纤维聚合体，所以纤维聚集度可具有多样性特征，具有比一般纤维轻而优秀的透气性，已广泛应用于服装类、过滤器材、地毯、软抹布、湿巾等，而采用无纺布跟塑料膜(如PE、PET、PVC膜等)复合而成医用一次性手术服、一次性尿不湿等，具有比原有产品更好的柔软性和透气性，胶粘剂在其中起到至关重要的作用。目前，普遍使用的多为溶剂型胶粘剂，虽然具有较好的粘接强度，但由于使用有机溶剂，其残留在复合制品中的有机溶剂较多，不仅味道大，而且可能危害使用者的身体健康，尤其是与皮肤接触的尿不湿等卫生产品，对残留溶剂更加敏感，限制很多。因此，采用何种水性胶粘剂成为需要解决的问题。

发明内容

本发明实施方式提供一种用于无纺布复合膜的水性胶粘剂及其制备方法，可以解决目前用于无纺布复合膜中多为溶剂型胶粘剂存在环保性差，损害使用者身体健康等问题。该水性胶粘剂环保性好，无毒害在塑料膜表面的润湿流平性，与无纺布具有更好的浸润性，剥离强度高。

为解决上述问题本发明提供的技术方案如下：

本发明实施方式提供一种用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，该胶粘剂由去离子水、单体、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂和水性助剂组成，该粘合剂的固含量为40～50％；

该粘合剂组分中的所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；其中硬单体为苯乙烯或甲基丙烯酸酸甲酯；软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯；功能单体由丙烯酸、丙烯酸羟丙酯和N-羟甲基丙烯酰胺组成；

所述单体中各组分按质量百分比为：苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯20～40％、丙烯酸异辛酯10～30％、丙烯酸丁酯30～50％、丙烯酸1～5％、丙烯酸羟丙酯1～5％、N-羟甲基丙烯酰胺1～5％。

上述水性胶粘剂中，所述复合乳化剂由烷基酚醚硫酸铵和乙烯基磺酸钠组成，烷基酚醚硫酸铵与乙烯基磺酸钠的用量按质量比为1∶0.3～0.8，复合乳化剂用量为所述单体总重量的1～4％。

上述水性胶粘剂中，所述引发剂采用过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂用量为所述单体总重量的0.5～2.0％。

上述水性胶粘剂中，所述缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中的一种，缓冲剂用量为所述单体重量的0.1～0.5％。

上述水性胶粘剂中，所述pH调节剂为氨水，pH调节剂用量为所述单体总重量的0.5～2％。

上述水性胶粘剂中，所述水性助剂包括水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂；其中所述水性润湿剂采用阴离子或非离子表面活性剂，水性润湿剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；水性消泡剂采用含矿物油类的水性消泡剂，水性消泡剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；水性防腐剂采用含异噻唑啉酮类水性防腐剂，水性防腐剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％。

上述水性胶粘剂中，所述去离子水的用量为所述单体总重量的1～1.5倍。

本发明实施方式还提供一种用于无纺布复合膜的水性胶粘剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

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、乳化剂中占烷基酚醚酚硫酸铵总重量50～60％的烷基酚醚酚硫酸铵、占乙烯基磺酸钠总重量70～80％的乙烯基磺酸钠、全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上得到预乳化液；

种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量40～45％的去离子水、乳化剂中剩余的烷基酚醚硫酸铵和剩余的乙烯基磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt％的上述得到的预乳化液到反应釜中，加入占引发剂溶液总重量30～40％的引发剂溶液，所述引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的8～12％质量浓度的水溶液，反应30～40分钟；

聚合反应：将剩余的引发剂溶液加入到所述乳化釜中，与乳化釜剩余的预乳化液一起混合5～10分钟得到混合物；当所述反应釜中的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，向所述反应釜中滴加由剩余的预乳化液和剩余的引发剂溶液混合后形成的所述混合物，在3～4小时内滴完，然后升温到82～83℃继续保温反应1～2小时；

复配：保温反应结束后，将反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂和剩余的去离子水，将反应釜中的乳液的pH值调为7.0～8.5；若测试乳液的粘度为100～300mPa·s、固含量为40～50％，则加入各种水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到用于无纺布复合膜的水性胶粘剂。

由上述提供的技术方案可以看出，本发明实施方式采用预乳化兼种子乳液的聚合工艺，产生的聚合物凝胶少，能够得到稳定性更好的水性胶粘剂产品。并在该配方中加入少量含有羧基、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，与无纺布表面的化学基团发生反应，从而提高胶膜对无纺布的粘接力。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，该水性胶粘剂有效改善在塑料膜表面的润湿流平性，使之与无纺布具有更好的浸润性，提高剥离强度。

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。

本发明实施例提供一种用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，该胶粘剂由去离子水、单体、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂和水性助剂组成，该粘合剂的固含量为40～50％；

该粘合剂组分中的所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；其中硬单体为苯乙烯或甲基丙烯酸酸甲酯；软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯；功能单体由丙烯酸、丙烯酸羟丙酯和N-羟甲基丙烯酰胺组成；

所述单体中各组分按质量百分比为：苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯20～40％、丙烯酸异辛酯10～30％、丙烯酸丁酯30～50％、丙烯酸1～5％、丙烯酸羟丙酯1～5％、N-羟甲基丙烯酰胺1～5％。

上述水性胶粘剂中，所述复合乳化剂由烷基酚醚硫酸铵和乙烯基磺酸钠组成，烷基酚醚硫酸铵与乙烯基磺酸钠的用量按质量比为1∶0.3～0.8，复合乳化剂用量为所述单体总重量的1～4％。

上述水性胶粘剂中，所述引发剂采用过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂用量为所述单体总重量的0.5～2.0％。

上述水性胶粘剂中，所述缓冲剂采用碳酸氢钠或碳酸氢铵中的一种，缓冲剂用量为所述单体重量的0.1～0.5％。

上述水性胶粘剂中，所述pH调节剂为氨水，pH调节剂用量为所述单体总重量的0.5～2％。

上述水性胶粘剂中，所述水性助剂包括水性润湿剂、水性消泡剂和水性防腐剂；其中所述水性润湿剂采用阴离子或非离子表面活性剂，水性润湿剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；水性消泡剂采用含矿物油类的水性消泡剂，水性消泡剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；水性防腐剂采用含异噻唑啉酮类水性防腐剂，水性防腐剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％。

上述水性胶粘剂中，所述去离子水的用量为所述单体总重量的1～1.5倍。

上述用于无纺布复合膜的水性胶粘剂的制备方法，具体包括以下步骤：

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、乳化剂中占烷基酚醚酚硫酸铵总重量50～60％的烷基酚醚酚硫酸铵、占乙烯基磺酸钠总重量70～80％的乙烯基磺酸钠、全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上得到预乳化液；

种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量40～45％的去离子水、乳化剂中剩余的烷基酚醚硫酸铵和剩余的乙烯基磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt％的上述得到的预乳化液到反应釜中，加入占引发剂溶液总重量30～40％的引发剂溶液，所述引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的8～12％质量浓度的水溶液，反应30～40分钟；

聚合反应：将剩余的引发剂溶液加入到所述乳化釜中，与乳化釜剩余的预乳化液一起混合5～10分钟得到混合物；当所述反应釜中的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，向所述反应釜中滴加由剩余的预乳化液和剩余的引发剂溶液混合后形成的所述混合物，在3～4小时内滴完，然后升温到82～83℃继续保温反应1～2小时；

复配：保温反应结束后，将反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂和剩余的去离子水，将反应釜中的乳液的pH值调为7.0～8.5；若测试乳液常温下的粘度为100～300mPa·s、固含量为40～50％，则加入各种水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到用于无纺布复合膜的水性胶粘剂。

下面结合具体实施例对本发明来进一步说明。

实施例一

本实施例提供一种用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，是一种润湿流平性好，与无纺布具有更好的浸润性的水性复合胶粘剂，可用于无纺布复合膜中，具有较高的剥离强度。该水性胶粘剂的各原料及用量如下：

上述水性胶粘剂的制备方法如下：

(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、占烷基酚醚硫酸铵总重量60％的烷基酚醚硫酸铵、占乙烯基磺酸钠总重量80％的乙烯基磺酸钠和全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上得到预乳化液；

(2)种子反应：向反应釜中投入占总重量40％的去离子水、占总重量40％的烷基酚醚硫酸铵及占总重量20％的乙烯基磺酸钠、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，加入占总重量30～40％的引发剂溶液(引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的8％-12％质量浓度的水溶液)，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，一起混合5～10分钟得到混合物；当反应釜中的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，向反应釜中滴加由剩余的预乳化液和剩余的引发剂溶液混合形成的混合物，在3～4小时内滴完；然后升温到82～83℃继续保温反应1～2小时；

(4)复配：保温反应结束后，将反应釜温度下降到50℃，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；取样测试粘度为250mPa·s及固含量为49.1％，符合乳液的粘度为100～300mPa·s、固含量为40～50％的要求，测试粘度和固含量合格后加入各种水性助剂(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，即得到用于无纺布复合膜的水性胶粘剂成品，该水性胶粘剂成品的固含量为49.1％，粘度为250mPa·s，pH值为7.8。

实施例二

本实施例提供一种用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，是一种润湿流平性好，与无纺布具有更好的浸润性的水性复合胶粘剂，可用于无纺布复合膜中，具有较高的剥离强度。该水性胶粘剂的各原料及用量如下：

上述水性胶粘剂的制备方法如下：

(1)预乳化：向乳化釜中投入占去离子水总重量45％的去离子水、占烷基酚醚硫酸铵总重量55％的烷基酚醚硫酸铵、占乙烯基磺酸钠总重量75％的乙烯基磺酸钠和全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上得到预乳化液；

(2)种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量45％的去离子水、复合乳化剂中剩余的烷基酚醚硫酸铵和剩余的乙烯基磺酸钠、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反应釜中，加入30～40wt％的引发剂溶液(引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的8-12％质量浓度的水溶液)，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，一起混合5～10分钟得到混合物；当反应釜中的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，向反应釜中滴加由剩余的预乳化液和剩余的引发剂溶液混合得到的混合物，在3～4小时内滴完；然后升温到82～83℃继续保温反应1～2小时；

(4)复配：保温反应结束后，将反应釜温度下降到50℃，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；取样测试粘度为200mPa·s和固含量为43.6％，符合乳液的粘度为100～300mPa·s、固含量为40～50％的要求，测试粘度和固含量合格后加入各种水性助剂(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，即得到用于无纺布复合膜的水性胶粘剂成品，最后检测该产品的固含量为43.6％，粘度为200mPa·s，pH值为8.0。

实施例三

本实施例提供一种用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，是一种润湿流平性好，与无纺布具有更好的浸润性的水性复合胶粘剂，可用于无纺布复合膜中，具有较高的剥离强度。该水性胶粘剂的各原料及用量如下：

上述水性胶粘剂的制备方法如下：

(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、占烷基酚醚硫酸铵总重量50％的烷基酚醚硫酸铵、占乙烯基磺酸钠总重量70％的乙烯基磺酸钠和全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上得到预乳化液；

(2)种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量40％的去离子水、复合乳化剂中剩余的烷基酚醚硫酸铵和剩余的乙烯基磺酸钠、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，加入占引发剂溶液总重量30～40％的引发剂溶液(引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的8-12％质量浓度的水溶液)，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，与剩余的预乳化液一起乳化5～10分钟形成混合物；当反应釜中的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，开始向反应釜中的滴加由剩余的预乳化液和剩余的引发剂溶液混合形成的混合物，在3～4小时内滴完；然后升温到82～83℃继续保温反应1～2小时；

(4)复配：保温反应结束后，将反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂，将反应釜中乳液的pH值调为7.0～8.5；取样测试粘度为160mPa·s和固含量为46.2％(符合乳液的粘度为100～300mPa·s、固含量为40～50％的要求，合格)，之后加入各种水性助剂(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，即得到水性胶粘剂成品，检测该水性胶粘剂产品的固含量为46.2％，粘度为160mPa·s，pH值为7.2。

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)

1.一种用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，其特征在于，该胶粘剂由去离子水、单体、复合乳化剂、引发剂、缓冲剂、pH调节剂和水性助剂组成，该粘合剂的固含量为40～50％；

该粘合剂组分中的所述单体包括硬单体、软单体和功能单体；其中硬单体为苯乙烯或甲基丙烯酸酸甲酯；软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯；功能单体由丙烯酸、丙烯酸羟丙酯和N-羟甲基丙烯酰胺组成；

所述单体中各组分按质量百分比为：苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯20～40％、丙烯酸异辛酯10～30％、丙烯酸丁酯30～50％、丙烯酸1～5％、丙烯酸羟丙酯1～5％、N-羟甲基丙烯酰胺1～5％。

2.根据权利要求1所述的用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，其特征在于，所述复合乳化剂由烷基酚醚硫酸铵和乙烯基磺酸钠组成，烷基酚醚硫酸铵与乙烯基磺酸钠的用量按质量比为1∶0.3～0.8，复合乳化剂用量为所述单体总重量的1～4％。

3.根据权利要求1所述的用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，其特征在于，所述引发剂采用过硫酸铵或过硫酸钾，引发剂用量为所述单体总重量的0.5～2.0％。

4.根据权利要求1所述的用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，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，缓冲剂用量为所述单体重量的0.1～0.5％。

5.根据权利要求1所述的用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，其特征在于，所述pH调节剂为氨水，pH调节剂用量为所述单体总重量的0.5～2％。

6.根据权利要求1所述的用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，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，水性润湿剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；水性消泡剂采用含矿物油类的水性消泡剂，水性消泡剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％；水性防腐剂采用含异噻唑啉酮类水性防腐剂，水性防腐剂用量为所述单体总重量的0.1～0.5％。

7.根据权利要求1所述的用于无纺布复合膜的水性胶粘剂，其特征在于，所述去离子水的用量为所述单体总重量的1～1.5倍。

8.一种用于无纺布复合膜的水性胶粘剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

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、乳化剂中占烷基酚醚酚硫酸铵总重量50～60％的烷基酚醚酚硫酸铵、占乙烯基磺酸钠总重量70～80％的乙烯基磺酸钠、全部单体，开动搅拌乳化30分钟以上得到预乳化液；

种子反应：向反应釜中投入占去离子水总重量40～45％的去离子水、乳化剂中剩余的烷基酚醚硫酸铵和剩余的乙烯基磺酸钠、缓冲剂，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，投入5～10wt％的上述得到的预乳化液到反应釜中，加入占引发剂溶液总重量30～40％的引发剂溶液，所述引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的8～12％质量浓度的水溶液，反应30～40分钟；

聚合反应：将剩余的引发剂溶液加入到所述乳化釜中，与乳化釜剩余的预乳化液一起混合5～10分钟得到混合物；当所述反应釜中的种子反应结束后，温度稳定在80℃时，向所述反应釜中滴加由剩余的预乳化液和剩余的引发剂溶液混合后形成的所述混合物，在3～4小时内滴完，然后升温到82～83℃继续保温反应1～2小时；

复配：保温反应结束后，将反应釜温度下降到50℃，加入pH调节剂和剩余的去离子水，将反应釜中的乳液的pH值调为7.0～8.5；若测试乳液的粘度为100～300mPa·s、固含量为40～50％，则加入各种水性助剂，继续降温到40℃以下，过滤出料，即得到用于无纺布复合膜的水性胶粘剂。