CN103275260B - 一种丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法 - Google Patents

一种丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法：步骤一：将去离子水、35%重量的乳化剂及混合单体按重量比边搅拌边投料于单体混合釜中，温度要控制在10℃以内，并在密闭的情况下搅拌1-2小时；步骤二：然后将水，65%重量的乳化剂、引发剂、pH调节剂及助剂投料于反应釜中，抽真空，充氮气，升温到50-80℃，通过计量泵打入预乳化液，时间5-10小时，预乳化液打完后，补加混合单体总重量0.1%的引发剂，反应1-2小时，降温，用150目的过滤网过滤出料。本发明由于采用了以上技术方案，使制备的丙烯酸塑塑复合胶乳除具有水性胶粘剂的安全环保性能外，还具有PVDC的优良阻隔性和良好的印刷性能。

Description

一种丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法
技术领域
本发明涉及水性丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法。
背景技术
随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，食品工业将会得到大发展，据统计，我国食品软包装袋每年需要大量的粘合剂，随着我国胶粘剂工业的发展，为我国食品软包装提供了许多胶种，但大部分的胶粘剂在生产和使用过程中使用了大量的有毒原料，如甲醛，有毒溶剂，固化剂以及其他助剂等，给环境带来了严重的污染。随着人民健康意识和环保意识的提高，近年来，水性胶粘剂得到了快速发展，如水性聚氨酯，丙烯酸乳液，聚醋酸乙烯乳液等。但无论是溶剂型胶粘剂，还是水性胶粘剂，只是在软包装材料复合时，提高复合强度，起粘合剂的作用，对如增加食品包装袋的阻隔性，可印刷性等性能起不到任何帮助。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法，使制备的丙烯酸塑塑复合胶乳除具有水性胶粘剂的安全环保性能外，还具有PVDC的优良阻隔性和良好的印刷性能。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法，由混合单体与乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂通过乳液聚合方式共聚反应而成，其特征在包括如下步骤：
步骤一：将去离子水、35%重量的乳化剂及混合单体按重量比边搅拌边投料于单体混合釜中，其中去离子水和混合单体的重量比为1：4，温度要控制在10℃以内，并在密闭的情况下搅拌1-2小时，制备预乳化液，取样，静置2-3小时不分层；
步骤二：然后将水，65%重量的乳化剂、引发剂、pH调节剂及助剂投料于反应釜中，抽真空，充氮气，升温到50-80℃，通过计量泵打入预乳化液，时间5-10小时，预乳化液打完后，补加混合单体总重量0.1%的引发剂，反应1-2小时，降温，用150目的过滤网过滤出料。
优选的，所述混合单体按重量百分比计由以下组分组成：
（1）偏二氯乙烯单体，用量为混合单体总重量的30%—60%；
（2）不饱和脂肪酸类单体，用量为混合单体总重量的5%—25%；
（3）丙烯酸酯类单体，用量为混合单体总重量的25%—45%；
（4）交联类单体，用量为混合单体总重量的3%—8%；
所述乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂分别占混合单体总重量的百分比如下：乳化剂1%-3%；引发剂0.03%-0.5%；pH调节剂0.005%-0.02%；助剂0.002%-0.01%。
优选的，所述的不饱和脂肪酸类单体为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种的混合。
优选的，所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或两种及以上的混合。
优选的，所述的交联类单体为丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种的混合。
优选的，所述的乳化剂为仲磺基磺酸钠、十二烷基苯磺酸二钠、苯乙烯磺酸钠、磺基琥珀酸单酯二钠盐中的一种或两种及以上的混合。
优选的，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、特丁基过氧化氢与雕白粉所组成的氧化还原体系之一。
优选的，所述的pH调节剂为冰醋酸，助剂为氯化亚铁。
优选的，所述混合单体按重量百分比计由以下组分组成：
（1）偏二氯乙烯单体，用量为混合单体总重量的45%；
（2）不饱和脂肪酸类单体，用量为混合单体总重量的15%；
（3）丙烯酸酯类单体，用量为混合单体总重量的35%；
（4）交联类单体，用量为混合单体总重量的5%；
所述乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂分别占混合单体总重量的百分比如下：乳化剂2%；引发剂0.3%；pH调节剂0.01%；助剂0.005%。
优选的，所述混合单体按重量百分比计由以下组分组成：
（1）偏二氯乙烯单体，用量为混合单体总重量的30%；
（2）不饱和脂肪酸类单体，用量为混合单体总重量的20%；
（3）丙烯酸酯类单体，用量为混合单体总重量的45%；
（4）交联类单体，用量为混合单体总重量的5%；
所述乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂分别占混合单体总重量的百分比如下：乳化剂1%；引发剂0.03%；pH调节剂0.005%；助剂0.002%。
优选的，所述混合单体按重量百分比计由以下组分组成：
（1）偏二氯乙烯单体，用量为混合单体总重量的60%；
（2）不饱和脂肪酸类单体，用量为混合单体总重量的5%；
（3）丙烯酸酯类单体，用量为混合单体总重量的27%；
（4）交联类单体，用量为混合单体总重量的8%；
所述乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂分别占混合单体总重量的百分比如下：乳化剂3%；引发剂0.5%；pH调节剂0.02%；助剂0.01%。
优选的，步骤一中制备预乳化液采用的乳化剂为磺基琥珀酸单酯二钠盐，步骤二中采用的乳化剂为仲烷基磺酸钠。
本发明由于采用了以上技术方案，通过加入交联类单体丙烯酸-2-羟丙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯和功能乳化剂磺基琥珀酸单酯二钠盐，参与乳液共聚反应后，就把环氧基团引入到共聚物分子链上，在其后的乳液成膜过程中，环氧基可与分子链上或外加交联剂分子上的羧基，氨基，羟基等基团发生反应而生成交联键，从而增加了胶乳与基材之间的粘接强度；同时，偏二氯乙烯单体的加入又赋予了丙烯酸塑塑复合胶乳对氧气和水蒸汽的优良阻隔性能，使综合性能满足使用要求。
具体实施方式
本发明中丙烯酸塑塑复合胶乳由混合单体与乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂通过乳液聚合方式共聚反应而成，其中所述混合单体按重量百分比计由以下组分组成：
（1）偏二氯乙烯单体，用量为混合单体总重量的30%—60%；
（2）不饱和脂肪酸类单体，用量为混合单体总重量的5%—25%；
（3）丙烯酸酯类单体，用量为混合单体总重量的25%—45%；
（4）交联类单体，用量为混合单体总重量的3%—8%；
所述乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂分别占混合单体总重量的百分比如下：乳化剂1%-3%；引发剂0.03%-0.5%；pH调节剂0.005%-0.02%；助剂0.002%-0.01%。
所述的不饱和脂肪酸类单体为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种的混合。所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或两种及以上的混合。所述的交联类单体为丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种的混合。所述的乳化剂为仲烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、磺基琥珀酸单酯二钠盐中的一种或两种及以上的混合。所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、特丁基过氧化氢与雕白粉所组成的氧化还原体系之一（过硫酸铵为一种引发剂，过硫酸钾为一种引发剂，另外特丁基过氧化氢与雕白粉的混合物也为一种引发剂，最终添加的引发剂为上述三种中的一种）。所述的pH调节剂为冰醋酸，助剂为氯化亚铁。
实施例1中，所述混合单体按重量百分比计由以下组分组成：
（1）偏二氯乙烯单体，用量为混合单体总重量的45%；
（2）不饱和脂肪酸类单体，用量为混合单体总重量的15%；
（3）丙烯酸酯类单体，用量为混合单体总重量的35%；
（4）交联类单体，用量为混合单体总重量的5%；
所述乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂分别占混合单体总重量的百分比如下：乳化剂2%；引发剂0.3%；pH调节剂0.01%；助剂0.005%。
实施例2中，所述混合单体按重量百分比计由以下组分组成：
（1）偏二氯乙烯单体，用量为混合单体总重量的30%；
（2）不饱和脂肪酸类单体，用量为混合单体总重量的20%；
（3）丙烯酸酯类单体，用量为混合单体总重量的45%；
（4）交联类单体，用量为混合单体总重量的5%；
所述乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂分别占混合单体总重量的百分比如下：乳化剂1%；引发剂0.03%；pH调节剂0.005%；助剂0.002%。
实施例3中，所述混合单体按重量百分比计由以下组分组成：
（1）偏二氯乙烯单体，用量为混合单体总重量的60%；
（2）不饱和脂肪酸类单体，用量为混合单体总重量的5%；
（3）丙烯酸酯类单体，用量为混合单体总重量的27%；
（4）交联类单体，用量为混合单体总重量的8%；
所述乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂分别占混合单体总重量的百分比如下：乳化剂3%；引发剂0.5%；pH调节剂0.02%；助剂0.01%。
上述丙烯酸塑塑复合胶乳的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将去离子水、35%重量的乳化剂及混合单体按重量比边搅拌边投料于单体混合釜中，其中去离子水和混合单体的重量比为1：4，温度要控制在10℃以内，并在密闭的情况下搅拌1-2小时，制备预乳化液，取样，静置2-3小时不分层；
步骤二：然后将水，65%重量的乳化剂、引发剂、pH调节剂及助剂投料于反应釜中，抽真空，充氮气，升温到50-80℃，通过计量泵打入预乳化液，时间5-10小时，预乳化液打完后，补加混合单体总重量0.1%的引发剂，反应1-2小时，降温，用150目的过滤网过滤出料。
以下为本发明的一个具体实施例。
预乳化液：
去离子水  10Kg
磺基琥珀酸单酯钠盐  0.75Kg
偏二氯乙烯  12.5Kg
丙烯酸正丁酯  4Kg
甲基丙烯酸甲酯  6Kg
丙烯酸甲酯  2.5Kg
丙烯酸  1Kg
甲基丙烯酸  1.5Kg
丙烯酸-2-羟丙酯  1Kg
甲基丙烯酸缩水甘油酯  0.5Kg
釜料
去离子水  15Kg
十二烷基苯磺酸二钠盐  0.3Kg
冰醋酸  0.01Kg
过硫酸胺  0.075Kg
氯化亚铁  0.05g
具体操作过程：
先将去离子水、乳化剂、偏二氯乙烯、丙烯酸酯类单体、不饱和脂肪酸类单体、交联类单体按质量比边搅拌边投料于单体混合釜中，并搅拌1小时，制备预乳化液，取样，静置2小时不分层。然后将水，乳化剂，引发剂，PH调节剂，助剂投料于反应釜中，抽真空，充氮气，升温到50-80℃，通过计量泵打入预乳化液，时间9小时。预乳化液打完后，补加混合单体总量25g的引发剂过硫酸胺，反应1小时，降温，用150目的过滤网过滤出料。
获得的胶乳物理指标为：
固含量（%）         49.5；
表面长力（mN/m）    47；
粘度（mPa.s）       35；
单体残留            80ppm；
PH2—3              2.5；
密度                1.16；
采用实施例制备的丙烯酸塑塑复合胶乳,经PET和PE复合后，性能如下：
复合强度为  3N/mm；
水蒸汽透过率透湿4g/m2·24h·23℃(90%相对湿度)；
氧气透过率6ml/m2·24h·23℃。

Claims (8)

1.一种丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法，由混合单体与乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂通过乳液聚合方式共聚反应而成，其特征在包括如下步骤：
步骤一：将去离子水、35%重量的乳化剂及混合单体按重量比边搅拌边投料于单体混合釜中，其中去离子水和混合单体的重量比为1：4，温度要控制在10℃以内，并在密闭的情况下搅拌1-2小时，制备预乳化液，取样，静置2-3小时不分层；
步骤二：然后将水，65%重量的乳化剂、引发剂、pH调节剂及助剂投料于反应釜中，抽真空，充氮气，升温到50-80℃，通过计量泵打入预乳化液，时间5-10小时，预乳化液打完后，补加混合单体总重量0.1%的引发剂，反应1-2小时，降温，用150目的过滤网过滤出料；
所述混合单体按重量百分比计由以下组分组成：
（1）偏二氯乙烯单体，用量为混合单体总重量的30%—60%；
（2）不饱和脂肪酸类单体，用量为混合单体总重量的5%—25%；
（3）丙烯酸酯类单体，用量为混合单体总重量的25%—45%；
（4）交联类单体，用量为混合单体总重量的3%—8%；
所述乳化剂、引发剂、pH调节剂、助剂分别占混合单体总重量的百分比如下：乳化剂1%-3%；引发剂0.03%-0.5%；pH调节剂0.005%-0.02%；
助剂0.002%-0.01%。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法，其特征在于：所述的不饱和脂肪酸类单体为丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或两种的混合。
3.根据权利要求1所述的丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法，其特征在于：所述的丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或两种及以上的混合。
4.根据权利要求1所述的丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法，其特征在于：所述的交联类单体为丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种的混合。
5.根据权利要求1所述的丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法，其特征在于：所述的乳化剂为仲烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、磺基琥珀酸单酯二钠盐中的一种或两种及以上的混合。
6.根据权利要求1所述的丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、特丁基过氧化氢与雕白粉所组成的氧化还原体系之一。
7.根据权利要求1所述的丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法，其特征在于：所述的pH调节剂为冰醋酸，助剂为氯化亚铁。
8.根据权利要求1所述的丙烯酸塑塑复合胶乳制备方法，其特征在于：步骤一中制备预乳化液采用的乳化剂为磺基琥珀酸单酯二钠盐，步骤二中采用的乳化剂为仲烷基磺酸钠。
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Pledgor: Jiangxi duosheng New Material Technology Co.,Ltd.

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