CN103031089B - 钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法。该胶黏剂包括N-羟甲基丙烯酰胺3%~5%、软单体20~30%、硬单体5~8%、乳化剂0.45~0.7%、过硫酸铵1.5~2%、PVB1~6%、95%乙醇7~10%、乙酸乙酯7~10%、余量水。该制备方法为：在四口烧瓶加入乳化剂和1/2 N-羟甲基丙烯酰胺、软单体、硬单体；加入1/3过硫酸铵和水；滴加剩余羟甲基丙烯酰胺、软单体、硬单体及过硫酸铵，85℃保温2h后降至50℃；调pH至6~7，得丙烯酸酯胶黏剂；PVB加入95%乙醇，得白色透明胶体，加入乙酸乙酯，加入丙烯酸酯胶黏剂，加热搅拌，得成品。该胶黏剂粘合强度好、拉伸强度好、成本低。

Description

钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶黏剂及其制备技术领域，具体涉及一种钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法。

背景技术

钙塑材料是在树脂中用填料填充改性而发展的一种新材料。它所用的树脂主要是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或聚丙烯等热塑性聚烯烃树脂，所用的质料主要是碳酸钙、硫酸钙或亚硫酸钙等无机钙盐，因此称之为“钙塑材料”。因为钙塑材料具有防潮不怕水，韧性好不易折断的优点，且环保无污染可回收再利用，在包装行业中，钙塑材料已经开始被广泛利用。由钙塑材料做瓦楞芯纸，与精制白牛皮纸或黄牛皮面纸黏结制备钙塑瓦楞纸，不但具有防水增强作用，并且材料可回收利用，成本低。但是，现今适合钙塑片材与纸黏结的胶黏剂却很少，所以研究新型、高效、无污染的钙塑瓦楞纸用胶黏剂非常必要。

丙烯酸系聚合物具有优良的保色、透明性、耐光和耐候性、耐久性，低温性能好，对紫外线的降解作用不敏感，具有高黏结强度和剪切强度与优良的抗氧化性。丙烯酸酯类单体很容易进行乳液聚合，可根据分子设计和粒子设计方法合成出软硬程度不同的乳液胶黏剂。但是，丙烯酸酯类乳液胶黏剂黏结性、耐热性等方面尚不能完全满足使用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，该钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂粘合强度好、拉伸强度好、成本低，更适用于钙塑瓦楞芯纸和面纸的黏结。

本发明所采用的技术方案为：

一种钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，它包括以下重量百分比的各组分：N-羟甲基丙烯酰胺3％～5％、软单体20～30％、硬单体5～8％、乳化剂0.45～0.7％、过硫酸铵1.5～2％、PVB1～6％、95％乙醇7～10％、乙酸乙酯7～10％、余量为水。

所述N-羟甲基丙烯酰胺作为功能性单体，其分子结构中含有两个官能团，即乙烯基和羟甲基，通过乳液聚合N-羟甲基丙烯酰胺可与其余单体(软单体、硬单体)进行共聚，得到热塑性聚合物。

所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯中的一种或几种。合成的聚合物其玻璃化温度较低(20℃-70℃)，可以赋予产品初黏性。

所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯中的一种或几种。硬单体具有较高的玻璃化温度，且能与丙烯酸酯或其他烯类单体共聚。引入硬单体，既可以提高胶黏剂的内聚力和使用温度，又可以明显改善胶黏剂的耐水性、黏结强度和透明性等。

软单体、硬单体配比增大，溶液中单体的浓度也随之增加，导致单体与自由基充分接触后，能更好的进行聚合反应，所以增加了固含量和拉伸强度。但随着软单体、硬单体配比的增加，黏度减小，增大到一定值后，聚合物内聚力下降，黏结性能会下降。所以作为优选，软单体、硬单体配比为(3.64～4):1。

所述乳化剂为OP-10、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、十二烷基丙基琥珀酸钠中的一种或几种。

PVB作为改性增塑剂，可以提高黏合剂的剥离强度和黏结强度。这是由于PVB分子中含有的羟基、乙酰基和醛基，可与羟基发生交联反应，从而有效增强了分子间的作用力，使本发明钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂具有较好的黏结性能。

但是，由于PVB与丙烯酸酯的相容性有限，故PVB用量不可太多。作为优选，PVB占本发明钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂的重量百分比为4-5％。

作为优选，所述PVB为回收PVB。回收PVB可降低本发明钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂的制备成本。

95％乙醇和乙酸乙酯在本发明钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂中是作为溶剂。因为PVB直接加入黏合剂中会产生破乳现象，根据PVB不溶于聚丙烯酸酯胶黏剂，溶于醇、酮、酯等类溶剂特性，实验时，PVB先与乙醇相溶后再加入胶黏剂乳液中进行反应。为使PVB的溶解时间最短，乙醇和乙酸乙酯之间质量比优选为1:1，PVB溶液浓度为5～30％。

所述水为蒸馏水或去离子水。

本发明钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在带搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入全部乳化剂和1/2的N-羟甲基丙烯酰胺、软单体及硬单体，搅拌30分钟，搅拌速度600～800r/min；

(2)将四口烧瓶放入水浴锅中升温至70℃，开启回流冷凝管，加入1/3的过硫酸铵和全部水，等乳液出现蓝光后，关闭回流冷凝管停止回流，调节温度至80℃；

(3)控制滴加速度，在2个小时内滴加完剩余的N-羟甲基丙烯酰胺、软单体、硬单体及过硫酸铵，滴加完毕后升温至85℃，并在此温度下保温2小时，然后自然降温至50℃；

(4)用氢氧化钠溶液调节pH至6～7，得丙烯酸酯胶黏剂；

(5)取PVB于另一烧瓶中，加入95％乙醇作溶剂，加热搅拌直至完全溶解，得白色透明胶体；

(6)将乙酸乙酯加入步骤(5)所得白色透明胶体中，使其溶解，然后缓慢加入步骤(4)中所得丙烯酸酯胶黏剂，加热搅拌，得到成品钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂。

与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和有益效果：

1.本发明的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂以水为介质(溶剂型是以苯、甲苯、汽油等作溶剂，有机溶剂的挥发存在易燃、有毒和污染环境的缺点)，将聚合物制备成稳定的乳状液体，具有环境友好，溶解速度快，使用方便等优点。

2.本发明所述的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂采用乳液聚合方法进行制备，固含量高，pH值为6～7，用PVB增塑剂进行改性，通过引入PVB分子中的羟基、乙酰基和醛基，提高了黏合强度和拉伸强度，尤其适合于钙塑瓦楞芯纸与纸板面纸之间的黏结，并且回收PVB的使用有效降低了生产成本。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。

实施例1：

一种钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，包括以下重量百分比的各组分：

上述钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在带搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入全部乳化剂和1/2的N-羟甲基丙烯酰胺、软单体及硬单体，搅拌30分钟，搅拌速度600～800r/min；

(2)将四口烧瓶放入水浴锅中升温至70℃，开启回流冷凝管，加入1/3的过硫酸铵和全部水，等乳液出现蓝光后，关闭回流冷凝管停止回流，调节温度至80℃；

(3)控制滴加速度，在2个小时内滴加完剩余的羟甲基丙烯酰胺、软单体、硬单体及过硫酸铵，滴加完毕后升温至85℃，并在此温度下保温2小时，然后自然降温至50℃；

(4)用氢氧化钠溶液调节pH至6～7，得丙烯酸酯胶黏剂；

(5)取PVB于另一烧瓶中，加入95％乙醇作溶剂，加热搅拌直至完全溶解，得白色透明胶体；

(6)将乙酸乙酯加入步骤(5)所得白色透明胶体中，使其溶解，然后缓慢加入步骤(4)中所得丙烯酸酯胶黏剂，加热搅拌，得到成品钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，制得的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂呈乳白色，pH值6～7，固含量45.8％，剥离强度为709N/m，拉伸强度为220.4N/25mm，完全满足瓦楞纸板黏合剂指标。

实施例2：

一种钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，包括以下重量百分比的各组分：

上述钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂的制备方法同实施例1，制得的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂呈乳白色，pH值6～7，固含量50％，剥离强度为681N/m，拉伸强度为195.6N/25mm，完全满足瓦楞纸板黏合剂指标。

实施例3：

一种钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，包括以下重量百分比的各组分：

上述钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂的制备方法同实施例1，制得的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂呈乳白色，pH值6～7，固含量39.6％，剥离强度为692N/m，拉伸强度为240.7N/25mm，完全满足瓦楞纸板黏合剂指标。

实施例4：

一种钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，包括以下重量百分比的各组分：

上述钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂的制备方法同实施例1，制得的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂呈乳白色，pH值6～7，固含量40.7％，剥离强度为701N/m，拉伸强度为230N/25mm，完全满足瓦楞纸板黏合剂指标。

实施例5：

一种钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，包括以下重量百分比的各组分：

上述钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂的制备方法同实施例1，制得的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂呈乳白色，pH值6～7，固含量42％，剥离强度为705N/m，拉伸强度为228.5N/25mm，完全满足瓦楞纸板黏合剂指标。

本发明的上述实施例是对本发明的说明而不能用于限制本发明，与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于包括以下重量百分比的各组分：N-羟甲基丙烯酰胺3％～5％、软单体20～30％、硬单体5～8％、乳化剂0.45～0.7％、过硫酸铵1.5～2％、PVB1～6％、95％乙醇7～10％、乙酸乙酯7～10％、余量为水；所述PVB为回收PVB；所述95％乙醇与乙酸乙酯的重量百分比为1:1。

2.根据权利要求1所述的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于：所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于：所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于：所述软单体与硬单体的配比为(3.64～4):1。

5.根据权利要求1所述的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于：所述乳化剂为OP-10、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、乙烯基磺酸钠中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于：所述PVB重量百分比为4～5％。

7.权利要求1所述的钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在带搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中加入全部乳化剂和1/2的N-羟甲基丙烯酰胺、软单体及硬单体，搅拌30分钟，搅拌速度600～800r/min；

(2)将四口烧瓶放入水浴锅中升温至70℃，开启回流冷凝管，加入1/3的过硫酸铵和全部水，等乳液出现蓝光后，关闭回流冷凝管停止回流，调节温度至80℃；

(3)控制滴加速度，在2个小时内滴加完剩余的N-羟甲基丙烯酰胺、软单体、硬单体及过硫酸铵，滴加完毕后升温至85℃，并在此温度下保温2小时，然后自然降温至50℃；

(4)用氢氧化钠溶液调节pH至6～7，得丙烯酸酯胶黏剂；

(5)取PVB于另一烧瓶中，加入95％乙醇作溶剂，加热搅拌直至完全溶解，得白色透明胶体；

(6)将乙酸乙酯加入步骤(5)所得白色透明胶体中，使其溶解，然后缓慢加入步骤(4)中所得丙烯酸酯胶黏剂，加热搅拌，得到成品钙塑瓦楞纸用聚丙烯酸酯胶黏剂。