CN103173166A - 一种水性干式复膜胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水性干式复膜胶及其制备方法。本发明所述水性干式复膜胶,以重量百分比计，由以下组分组成：水乳预乳化液15-45、改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液50-80、功能助剂0.01-3、酸碱调节剂0.001-2。本发明由于采用水为分散介质和采用具有良好乳化性能的复合表面活性剂为乳化剂,大大降低了生产成本，而且又使用安全、环保、乳化效果好、不易产生沉淀。并且在聚合时使用粘性单体丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙脂等共聚，从而使得聚合物始粘力强，能较好地控制剥离化温度和玻璃化温度等。同时由于本发明还引入交联剂、偶联剂、丙烯酸、N-羟基丙烯酸酰胺等与共聚物进行交联，使复膜胶的内聚强度、耐热性和耐老化性能明显提高，同时也提高了乳化液的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘剂领域,特别是涉及一种水性干式复膜胶及其制备方法。
背景技术
干式复膜法是目前国内最常用的复膜方法，它是在塑料薄膜上涂上一层黏合剂，然后经过复膜机的干燥烘道蒸发除去黏合剂中的溶剂或水而干燥，再在热压状态下与纸塑印刷品黏合成复膜产品。经过复膜的印刷品由于表面多了一层薄而透明的塑料薄膜，表面更加平滑光亮，不但提高了印刷品的光泽度和牢度，延长了使用寿命，同时塑料薄膜又起到防水、防污、耐磨、耐折、耐化学腐蚀等保护作用，因此复膜后的包装印刷品能显著提高商品包装的档次和附加值。
复膜胶是复膜工艺的关键因素。目前国内、外生产的水性干式复膜胶主要存在以下缺点：一、始粘力差、耐老化性不好，水腹膜成型后需放置4-6小时后才能进行下一道工序，严重影响操作进程；二、乳液性能不稳定，容易沉积，在使用前一定要搅拌才行；三、在腹合过程中需要腹膜设备高温达到90度以上才能达到腹膜要求，这样会大大浪费电资源；四、有些腹膜液存放时间一长就会出现异味，臭味，有害人体健康，还有些乳液因聚合工序不好，会出现盖粉非常差，膜出现颗粒等现象。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种可完全溶解油墨、消粉性强、粘接力强、干燥快、耐老化性强，且乳液性能稳定、使用环保的水性干式复膜胶及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明所述水性干式复膜胶,其特点是以重量百分比计，由以下组分组成：
水乳预乳化液 15-45、
改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液 50-80、
功能助剂 0.01-3、
酸碱调节剂 0.001-2。
其中上述水乳预乳化液以重量百分比计，由以下组分组成：
水 15-40、
表面活性剂 0.1-3、
引发剂 0.001-1、
缓冲剂 0.001-0.02。
上述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液以重量百分比计，由以下组分组成：
水 10-30、
表面活性剂 0.01-0.1、
引发剂 0.001-0.05、
交联剂 0.001-0.05、
偶联剂 0.001-0.05、
苯乙烯 10-25、
丙烯酸丁酯 15-40、
丙烯酸 0.1-2、
甲基丙烯酸 0.001-0.01
甲基丙烯酸羟乙脂 0.1-2、
N-羟基丙烯酸酰胺 0.01-1.5、
甲基丙烯酸缩水甘油脂 0.002-0.05、
异丙醇 0.001-0.01。
为使乳液更稳定及尽量避免乳化剂对复膜胶性能的负面影响，上述表面活性剂为由非离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂按一定比例混合而成的复合乳化剂形成。上述非离子型表面活性剂可选用具有良好乳化性的辛烷基酚聚氧乙烯醚（俗称OP）或十二烷基苯磺酸钠等，上述阳离子型表面活性剂可选用壬基酚聚氧乙烷（1—4）醚硫酸铵。上述偶联剂可选用衣康酸，上述交联剂可选用十二烷基硫醇 ，上述缓冲剂选用NaHCO3或NaCO3等等。
上述引发剂可为过硫酸铵或叔丁基过氧化氢或两者混合。
上述功能助剂以重量百分比计，包括以下组分:
辅助引发剂 0.0001-0.01、
还原剂 0.0001-0.001、
消泡剂 0.01-0.05、
润湿剂 0.0001-0.001、
已二醇单丁醚 0.0001-0.001 。
已二醇单丁醚的作用是既可以防止本发明在复膜时出现胶膜发白现象，同时又可起到一个协同增效作用，所以进一步的加强本发明所述复膜胶的复膜效果。
本发明所述水性干式复膜胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将适量的表面活性剂和水置于反应釜中，在常温下边搅拌边将适量的引发剂和缓冲剂加入反应釜中进行乳化，乳化时间为30-60min，得到水乳预乳化液备用；
（2）、将适量的表面活性剂和水置于另一反应釜中，然后在常温下边搅拌边加入适量的引发剂和交联剂，乳化一段时间后，再将按配比称取的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙脂、N-羟基丙烯酸酰胺、偶联剂、甲基丙烯酸缩水甘油脂、异丙醇等原料加入到该反应釜中进行乳化，乳化时间为30-60min，所得到的乳化液为改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液，备用；
（3）、将所述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液加入所述水乳预乳化液中，搅拌均匀，然后升温至80-95度，并在保温的过程中，边搅拌边将按上述配方称取的功能助剂加入上述混合乳液中，再加入酸碱调节剂调节乳液的PH值，保温一段时间后自然降温到40-60度，所得的聚合物乳液即为所述水性干式复膜胶。
本发明由于采用水为分散介质和采用具有良好乳化性能的复合表面活性剂为乳化剂, 即大大地降低了生产成本，而且又使用安全、环保、乳化效果好、不易产生沉淀。并且在聚合时使用粘性单体丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙脂等共聚，从而使得聚合物始粘力强，能较好地控制剥离化温度和玻璃化温度等，且苯乙烯能提高共聚物的内聚强度和耐热性，对耐水性、粘接强度、透明性等也明显改善。同时由于本发明还引入交联剂、偶联剂、丙烯酸、N-羟基丙烯酸酰胺等与共聚物进行交联，使复膜胶的内聚强度、耐热性和耐老化性能明显提高，同时也提高了乳化液的稳定性。另外在聚合的后阶段，本发明采用在混合乳液中引入辅助引发剂、还原剂、消泡剂及防白水等功能助剂，更进一步的确保了复膜胶的质量。本发明可广泛应用于各种纸塑复膜，尤其适合应用于各类印刷纸品包装彩盒的光、哑胶复膜、金、银卡纸表面复膜。
具体实施方式
本发明所述水性干式复膜胶,以重量百分比计，由以下组分组成：
水乳预乳化液 15-45、
改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液 50-80、
功能助剂 0.01-3、
酸碱调节剂 0.001-2。
优选方案是：水乳预乳化液25-35、
改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液 60-77、
功能助剂 0.05-1、
酸碱调节剂 0.001-0.5。
其中上述水乳预乳化液以重量百分比计，由以下组分组成：
水 15-40、
表面活性剂 0.1-3、
引发剂 0.001-1、
缓冲剂 0.001-0.02。
上述水乳预乳化液的优选方案是：
水 20-35、
表面活性剂 0.5-2、
引发剂 0.005-0.02、
缓冲剂 0.005-0.01。
上述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液以重量百分比计，由以下组分组成：
水 10-35、
表面活性剂 0.01-0.2、
引发剂 0.001-0.05、
交联剂 0.001-0.05、
偶联剂 0.001-0.05、
苯乙烯 10-25、
丙烯酸丁酯 15-40、
丙烯酸 0.1-2、
甲基丙烯酸 0.001-0.01
甲基丙烯酸羟乙脂 0.1-2、
N-羟基丙烯酸酰胺 0.01-1.5、
甲基丙烯酸缩水甘油脂 0.002-0.05、
异丙醇 0.001-0.01。
上述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液的优选方案为：
水 20-25、
表面活性剂 0.01-0.1、
引发剂 0.005-0.01、
交联剂 0.005-0.01、
偶联剂 0.005-0.01、
苯乙烯 15-20、
丙烯酸丁酯 20-30、
丙烯酸 0.5-1、
甲基丙烯酸 0.001-0.01
甲基丙烯酸羟乙脂 0.1-1、
N-羟基丙烯酸酰胺 0.01-1、
甲基丙烯酸缩水甘油脂 0.002-0.01、
异丙醇 0.005-0.01。
为使表面活性剂的乳化效果更好，上述表面活性剂为由非离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂按一定比例混合而成的复合乳化剂形成。上述非离子型表面活性剂可选用具有良好乳化性的辛烷基酚聚氧乙烯醚（俗称OP）或十二烷基苯磺酸钠，上述阳离子型表面活性剂可选用壬基酚聚氧乙烷（1—4）醚硫酸铵。上述引发剂可为过硫酸铵或叔丁基过氧化氢或两者混合。上述偶联剂可选用衣康酸，学名亚甲基丁二酸。上述交联剂可选用十二烷基硫醇 ，上述缓冲剂选用NaHCO3或NaCO3等等。
上述功能助剂以重量百分比计，包括以下组分:
辅助引发剂 0.0001-0.01、
还原剂 0.0001-0.001、
消泡剂 0.01-0.05、
润湿剂 0.0001-0.001、
已二醇单丁醚 0.0001-0.005 。
上述辅助引发剂为叔丁基过氧化氢，上述还原剂为烧碱，上述消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，具有消除乳液泡沫的作用,并且抑制乳液泡沫再产生的效能。上述润湿剂为三乙醇胺。
已二醇单丁醚，俗称防白水，作用是为防止本发明在复膜时出现胶膜发白现象，以进一步的加强本发明所述复膜胶的复膜效果。
本发明由于采用水为分散介质和采用具有良好乳化性能的复合表面活性剂为乳化剂, 即大大地降低了生产成本，而且又使用安全、环保、乳化效果好、不易产生沉淀。并且在聚合时使用粘性单体丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙脂等共聚，从而使得聚合物始粘力强，能较好地控制剥离化温度和玻璃化温度等，且苯乙烯能提高共聚物的内聚强度和耐热性，对耐水性、粘接强度、透明性等也明显改善。同时由于本发明还引入交联剂、偶联剂、丙烯酸、N-羟基丙烯酸酰胺等与共聚物进行交联，使复膜胶的内聚强度、耐热性和耐老化性能明显提高，同时也提高了乳化液的稳定性。另外在聚合的后阶段，本发明采用在混合乳液中引入辅助引发剂、还原剂、消泡剂及防白水等功能助剂，更进一步的确保了复膜胶的质量。本发明可广泛应用于各种纸塑复膜，尤其适合应用于各类印刷纸品包装彩盒的光、哑胶复膜、金、银卡纸表面复膜。
本发明所述水性干式复膜胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将适量的表面活性剂和水置于反应釜中，然后在常温下边搅拌边将适量的引发剂和缓冲剂加入反应釜中进行乳化，乳化时间为30-60min，得到水乳预乳化液备用；
（2）、将适量的表面活性剂和水置于另一反应釜中，然后在常温下边搅拌边加入适量的引发剂和交联剂，乳化一段时间后，再将按配比称取的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙脂、N-羟基丙烯酸酰胺、偶联剂、甲基丙烯酸缩水甘油脂、异丙醇等原料加入到该反应釜中进行乳化，乳化时间为30-60min，所得到的乳化液为改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液，备用；
（3）、将所述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液加入所述水乳预乳化液中，搅拌均匀，然后升温至80-95度，并在保温的过程中，边搅拌边将按上述配方称取的功能助剂加入上述混合乳液中，再加入酸碱调节剂调节乳液的PH值，保温一段时间后自然降温到40-60度，所得的聚合物乳液即为所述水性干式复膜胶。
以下通过具体实施例来对本发明作进一步详细的描述:
实施例一：本发明所述水性干式复膜胶的制备方法，以生产100公斤水性干式复膜胶来算，包括以下步骤：
（1）、称取1公斤的OP、0. 5公斤的壬基酚聚氧乙烷(4)醚硫酸铵和28公斤的水置于反应釜中，然后在常温下边搅拌边将0.001公斤的过硫酸铵和0.002公斤 的NaHCO3的加入反应釜中进行乳化，乳化时间为40min，得到水乳预乳化液备用；
（2）、将0.01公斤的OP、0.01公斤的壬基酚聚氧乙烷(4)醚硫酸铵和25公斤的水置于另一反应釜中，然后在常温下边搅拌边加入0.05公斤的过硫酸铵和0.001公斤的十二烷基硫醇、0.001公斤的衣康酸，乳化一段时间后，再将按配比称取的14公斤的苯乙烯、30公斤的丙烯酸丁酯、0.4公斤的丙烯酸、0.001公斤的甲基丙烯酸、0.4公斤的甲基丙烯酸羟乙脂、0.01公斤的N-羟基丙烯酸酰胺、0.05公斤的甲基丙烯酸缩水甘油脂、0.01公斤的异丙醇等原料加入到该反应釜中进行乳化，乳化时间为50min，所得到的乳化液为改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液，备用；
（3）、将所述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液加入所述水乳预乳化液中，搅拌均匀，然后升温至85度，并在保温的过程中，边搅拌边将占总重0.0005公斤的叔丁基过氧化氢、0.0005公斤的烧碱、0.03公斤的甘油聚氧丙烯醚、0.0005公斤的三乙醇胺、0.0005公斤的乙二醇单丁醚加入上述混合乳液中，再加入0. 522公斤的氨水调节乳液的PH值，保温一段时间后自然降温到50度，所得的聚合物乳液即为所述水性干式复膜胶。
实施例二：本发明所述水性干式复膜胶的制备方法，以生产100公斤水性干式复膜胶来算，包括以下步骤：
（1）、称取0.5公斤的OP、0.1公斤的壬基酚聚氧乙烷(4)醚硫酸铵和35公斤的水置于反应釜中，然后在常温下边搅拌边将0.005公斤的过硫酸铵和0.005公斤 的NaHCO3的加入反应釜中进行乳化，乳化时间为30min，得到水乳预乳化液备用；
（2）、将0.01公斤的OP、0.05公斤的壬基酚聚氧乙烷(4)醚硫酸铵和20公斤的水置于另一反应釜中，然后在常温下边搅拌边加入0.005公斤的过硫酸铵和0.005公斤的十二烷基硫醇、0.005公斤的衣康酸，乳化一段时间后，再将按配比称取的21公斤的苯乙烯、20公斤的丙烯酸丁酯、1.1公斤的丙烯酸、0.005公斤的甲基丙烯酸、1.1公斤的甲基丙烯酸羟乙脂、1公斤的N-羟基丙烯酸酰胺、0.002公斤的甲基丙烯酸缩水甘油脂、0.005公斤的异丙醇等原料加入到该反应釜中进行乳化，乳化时间为50min，所得到的乳化液为改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液，备用；
（3）、将所述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液加入所述水乳预乳化液中，搅拌均匀，然后升温至90度左右，并在保温的过程中，边搅拌边将占总重0.01公斤的叔丁基过氧化氢、0.001公斤的烧碱、0.04公斤的甘油聚氧丙烯醚、0.001公斤的三乙醇胺、0.001公斤的乙二醇单丁醚加入上述混合乳液中，再加入0.05公斤的氨水调节乳液的PH值，保温一段时间后自然降温到50度左右，所得的聚合物乳液即为所述水性干式复膜胶。
实施例三：本发明所述水性干式复膜胶的制备方法，以生产100公斤水性干式复膜胶来算，包括以下步骤：
（1）、称取2公斤的OP、1公斤的壬基酚聚氧乙烷(1)醚硫酸铵和20公斤的水置于反应釜中，然后在常温下边搅拌边将0.02公斤的过硫酸铵和0.015公斤 的NaHCO3的加入反应釜中进行乳化，乳化时间为30min，得到水乳预乳化液备用；
（2）、将0.005公斤的OP、0.005公斤的壬基酚聚氧乙烷(1)醚硫酸铵和30公斤的水置于另一反应釜中，然后在常温下边搅拌边加入0.001公斤的过硫酸铵和0.01公斤的十二烷基硫醇、0.01公斤的衣康酸，乳化一段时间后，再将按配比称取的25公斤的苯乙烯、20公斤的丙烯酸丁酯、0.1公斤的丙烯酸、0.001公斤的甲基丙烯酸、0.1公斤的甲基丙烯酸羟乙脂、1.5公斤的N-羟基丙烯酸酰胺、0.01公斤的甲基丙烯酸缩水甘油脂、0.01公斤的异丙醇等原料加入到该反应釜中进行乳化，乳化时间为50min，所得到的乳化液为改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液，备用；
（3）、将所述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液加入所述水乳预乳化液中，搅拌均匀，然后升温至90度左右，并在保温的过程中，边搅拌边将占总重0.0005公斤的叔丁基过氧化氢、0.0005公斤的烧碱、0.01公斤的甘油聚氧丙烯醚、0.001公斤的三乙醇胺、0.001公斤的乙二醇单丁醚加入上述混合乳液中，再加入0.2公斤的氨水调节乳液的PH值，保温一段时间后自然降温到50度左右，所得的聚合物乳液即为所述水性干式复膜胶。
Claims (9)
1.一种水性干式复膜胶,其特征在于以重量百分比计，由以下组分组成：
水乳预乳化液 15-45、
改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液 50-80、
功能助剂 0.01-3、
酸碱调节剂 0.001-2，
其中上述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液以重量百分比计，由以下组分组成：
水 10-30、
表面活性剂 0.01-0.2、
引发剂 0.001-0.05、
交联剂 0.001-0.05、
偶联剂 0.001-0.05、
苯乙烯 10-25、
丙烯酸丁酯 15-40、
丙烯酸 0.1-2、
甲基丙烯酸 0.001-0.01
甲基丙烯酸羟乙脂 0.1-2、
N-羟基丙烯酸酰胺 0.01-1.5、
甲基丙烯酸缩水甘油脂 0.002-0.05、
异丙醇 0.001-0.01。
2.根据权利要求1所述的水性干式复膜胶，其特征在于上述水乳预乳化液以重量百分比计，由以下组分组成：
水 15-40、
表面活性剂 0.1-3、
引发剂 0.001-1、
缓冲剂 0.001-0.02。
3.根据权利要求1所述的水性干式复膜胶，其特征在于上述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液以重量百分比计，由以下组分组成：
水 20-25、
表面活性剂 0.01-0.1、
引发剂 0.005-0.01、
交联剂 0.005-0.01、
偶联剂 0.005-0.01、
苯乙烯 15-20、
丙烯酸丁酯 20-30、
丙烯酸 0.5-1、
甲基丙烯酸 0.001-0.01
甲基丙烯酸羟乙脂 0.1-1、
N-羟基丙烯酸酰胺 0.01-1、
甲基丙烯酸缩水甘油脂 0.002-0.01、
异丙醇 0.005-0.01。
4.根据权利要求1所述的水性干式复膜胶，其特征在于上述表面活性剂为由非离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂按一定比例混合而成的复合乳化剂形成。
5.根据权利要求4所述的水性干式复膜胶，其特征在于上述非离子型表面活性剂为辛烷基酚聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸钠，上述阳离子型表面活性剂为壬基酚聚氧乙烷（1—4）醚硫酸铵。
6.根据权利要求1或2所述的水性干式复膜胶，其特征在于上述引发剂为过硫酸铵或叔丁基过氧化氢或两者混合，上述偶联剂为衣康酸。
7.根据权利要求1所述的水性干式复膜胶，其特征在于上述功能助剂以重量百分比计，包括以下组分:
辅助引发剂 0.0001-0.01、
还原剂 0.0001-0.001、
消泡剂 0.01-0.05、
润湿剂 0.0001-0.001、
已二醇单丁醚 0.0001-0.005。
8.根据权利要求7所述的水性干式复膜胶，其特征在于上述辅助引发剂为叔丁基过氧化氢，上述还原剂为烧碱，上述消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，上述润湿剂为三乙醇胺。
9.一种权利要求1所述水性干式复膜胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）、将适量的表面活性剂和水置于反应釜中，在常温下边搅拌边将适量的引发剂和缓冲剂加入反应釜中进行乳化，乳化时间为30-60min，得到水乳预乳化液备用；
（2）、将适量的表面活性剂和水置于另一反应釜中，然后在常温下边搅拌边加入适量的引发剂和交联剂、偶联剂，乳化一段时间后，再将按配比称取的苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙脂、N-羟基丙烯酸酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油脂、异丙醇等原料加入到该反应釜中进行乳化，乳化时间为30-60min，所得到的乳化液为改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液，备用；
（3）、将所述改性苯丙乙烯-乙酯共聚物乳液加入所述水乳预乳化液中，搅拌均匀，然后升温至80-95度，并在保温的过程中，边搅拌边将按上述配方称取的功能助剂加入上述混合乳液中，再加入酸碱调节剂调节乳液的PH值，保温一段时间后自然降温到40-60度，所得的聚合物乳液即为所述水性干式复膜胶。
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