CN103865448B - 一种水性复合胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性复合胶及其制备工艺，属于食品包装领域。该种水性复合胶，包括以下原料：丙烯酸酯类、丙烯酸和/或甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯类、乙烯基单体、丙烯酸羟酯类、去离子水、引发剂、乳化剂、缓冲剂。生产成本较低，对终端产品没有污染，利于环保，具有很大的社会效益。

Description

一种水性复合胶及其制备方法
技术领域
本发明属于食品软包装用胶的技术领域，具体的涉及一种水性复合胶及其制备方法。
背景技术
目前食品软包装复合用胶均采用有机溶剂型，粘合剂中含有毒害物质，既不安全，又对人体有害，环境污染也很严重，而水性产品完全无毒无害，是一种发展趋势，卫生安全，环保是有很强的的社会效益。
现国内软包装塑塑复合主要采用酯溶性聚氨酯双组份粘合剂及部分醇溶性塑塑复合胶，随着社会大众对绿色健康的需求的日益高涨及国家环保法规的日益严苛，复合胶水的环保化、无毒化将是必然趋势。现复合胶水的环保化主要采用水性胶水和热熔性PUR两种方式，因水性胶可用现有应用溶剂型胶水的的干式复合机复合，所以采用水性胶将是国内软包装塑塑复合的主要方式。
发明专利201210111882.X公开了一种水性丙烯酸复合粘合剂，但对铝塑复合材料的粘合效果不佳，并且湿胶用量达6g/m2相当于干胶用量2.4g/m2,用量大使用成本高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种水性复合胶及其制备方法，采用该水性复合胶进行食品软包装，干燥速度快，剥离强度高，机械稳定性好，既可以用于塑料膜的复合也可以用于铝塑膜的复合。
本发明的技术方案为：一种水性复合胶，包括以下重量份的原料：
丙烯酸酯类50～70份
丙烯酸和/或甲基丙烯酸1～5份
甲基丙烯酸酯类10～20份
乙烯基单体10～25份
丙烯酸羟酯类1～5份
去离子水100～180份
引发剂0.5～1.5份
乳化剂0.6～1.2份
缓冲剂0.3～1份。
所述丙烯酸酯类为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯中至少一种。
所述甲基丙烯酸酯类为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙酰基甲基丙烯酸乙酯中至少一种。
所述乙烯基单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯中至少一种。
所述丙烯酸羟酯类为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中至少一种。
所述乳化剂为乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半脂二钠盐类以及酚醚硫酸类两种阴离子型乳化剂的混合物，其中乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半脂二钠盐类与酚醚硫酸类的重量份比为5：（1～5）。
所述缓冲剂为NH4HCO3、NaHCO3、Na2CO3、NaH2PO4、Na2HPO4中至少一种。
所述水性复合胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）单体预乳化液的制备：将50～70份丙烯酸酯类、1～5份丙烯酸和/或甲基丙烯酸、10～20份甲基丙烯酸酯类、10～25份乙烯基单体和1～5份丙烯酸羟酯类置于高位槽中，然后加入40～80份去离子水以及0.3～0.6份乳化剂于高位槽中，搅拌乳化1小时制备得到单体预乳化液；
（2）种子乳液的合成：在反应器中加入60～100份去离子水、0.3～0.6份乳化剂、0.3～1份缓冲剂和步骤（1）所得单体预乳化液重量的20%，升温至75～85℃，加入0.2～0.5份引发剂引发乳化反应10～50分钟，待无明显回流后保温时间30～60分钟，制备得到种子乳液；
（3）聚合乳液的合成：在步骤（2）所得种子乳液中，在82～86℃条件下滴加剩余的单体预乳化液和0.3～1份引发剂，滴加时间为3～4小时；滴加完后升温至86～90℃，继续保温1～2小时，最后降温至50℃以下，用氨水调节pH值为6～7，得到聚合乳液即水性复合胶。
本发明的有益效果为：本发明所述的水性复合胶用于食品软包装，干燥速度快，剥离强度高，机械稳定性好，既可以用于塑料膜的复合也可以用于铝塑膜的复合。其中所用的丙烯酸乙酯单体和α-甲基苯乙烯对复合材料的粘合起到了显著的效果，大大提高了粘合性。本发明所述的水性复合胶干胶用量为1.16g左右/m2，大大降低了使用成本，成本优势显著。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
丙烯酸丁酯160g
丙烯酸异辛酯40g
丙烯酸乙酯40g
苯乙烯60g
α-甲基苯乙烯12g
乙酰甲基丙烯酸乙酯12g
甲基丙烯酸甲酯40g
丙烯酸16g
丙烯酸羟乙酯12g
乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半脂二钠盐（A-103）2.4g
酚醚硫酸类（CO-436）0.8g
去离子水600g
（NH4）2S2O82.4g
NH4HCO31.6g。
所述水性复合胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）单体预乳化液的制备：将丙烯酸丁酯160g、丙烯酸异辛酯40g、丙烯酸乙酯40g、苯乙烯60g、α-甲基苯乙烯12g、乙酰甲基丙烯酸乙酯12g、甲基丙烯酸甲酯40g、丙烯酸16g、丙烯酸羟乙酯12g置于高位槽中，然后加入200g去离子水以及1.6g乳化剂(A-1031.2g,CO-4360.4g)于高位槽中，搅拌乳化1小时制备得到单体预乳化液；
（2）种子乳液的合成：在反应器中加入400g去离子水、1.6g乳化剂（A-1031.2g,CO-4360.4g）、1.6gNH4HCO3和步骤（1）所得单体预乳化液重量的20%，升温至75～85℃，加入1.0引发剂（NH4）2S2O8，引发乳化反应10～50分钟，待无明显回流后保温时间30～60分钟，制备得到种子乳液；
（3）聚合乳液的合成：在步骤（2）所得种子乳液中，在82～86℃条件下滴加剩余的单体预乳化液和1.4g引发剂，滴加时间为3～4小时；滴加完后升温至86～90℃，继续保温1～2小时，最后降温至50℃以下，用氨水调节pH值为6～7，得到聚合乳液即水性复合胶。
对本实施采用干法复合进行测试得出干胶量为1.1g/m2，在高速复合机进行BOPP/CFP、BOPP/MCPP、BOPP/VMPET、PE/PET等基材复合,据GB/T2791-1995标准测试。
实施例2
丙烯酸异辛酯160g
丙烯酸甲酯48g
苯乙烯80g
乙酰甲基丙烯酸乙酯20g
甲基丙烯酸甲酯20g
丙烯酸20g
丙烯酸羟丙酯20g
乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半脂二钠盐（A-103）2g
酚醚硫酸类（CO-436）2g
去离子水600g
（NH4）2S2O82.8g
NH4HCO32g。
所述水性复合胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）单体预乳化液的制备：将丙烯酸异辛酯160g、丙烯酸甲酯48g、苯乙烯80g、乙酰甲基丙烯酸乙酯20g、甲基丙烯酸甲酯20g、丙烯酸20g、丙烯酸羟丙酯20g置于高位槽中，然后加入200g去离子水以及2g乳化剂(A-1031.0g,CO-4361.0g)于高位槽中，搅拌乳化1小时制备得到单体预乳化液；
（2）种子乳液的合成：在反应器中加入400g去离子水、2g乳化剂（A-1031.0g,CO-4361.0g）、2gNH4HCO3和步骤（1）所得单体预乳化液重量的20%，升温至75～85℃，加入1.2g引发剂（NH4）2S2O8，引发乳化反应10～50分钟，待无明显回流后保温时间30～60分钟，制备得到种子乳液；
（3）聚合乳液的合成：在步骤（2）所得种子乳液中，在82～86℃条件下滴加剩余的单体预乳化液和1.6g引发剂，滴加时间为3～4小时；滴加完后升温至86～90℃，继续保温1～2小时，最后降温至50℃以下，用氨水调节pH值为6～7，得到聚合乳液即水性复合胶。
对本实施采用干法复合进行测试得出干胶量为1.08g/m2，在高速复合机进行BOPP/CFP、BOPP/MCPP、BOPP/VMPET、PE/PET等基材复合,据GB/T2791-1995标准测试。
实施例3
丙烯酸丁酯140g
丙烯酸异辛酯60g
丙烯酸甲酯40g
苯乙烯60g
乙酰甲基丙烯酸乙酯20g
甲基丙烯酸甲酯60g
丙烯酸16g
甲基丙烯酸羟乙酯12g
乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半脂二钠盐（A-103）1g
酚醚硫酸类（CO-436）3g
去离子水600g
（NH4）2S2O83.2g
NH4HCO32g。
所述水性复合胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）单体预乳化液的制备：将丙烯酸丁酯140g、丙烯酸异辛酯60g、丙烯酸甲酯40g、苯乙烯60g、乙酰甲基丙烯酸乙酯20g、甲基丙烯酸甲酯60g、丙烯酸16g、甲基丙烯酸羟乙酯12g置于高位槽中，然后加入200g去离子水以及2g乳化剂(A-1030.5g,CO-4361.5g)于高位槽中，搅拌乳化1小时制备得到单体预乳化液；
（2）种子乳液的合成：在反应器中加入400g去离子水、2g乳化剂（A-1030.5g,CO-4361.5g）、2gNH4HCO3和步骤（1）所得单体预乳化液重量的20%，升温至75～85℃，加入1.4g引发剂（NH4）2S2O8,引发乳化反应10～50分钟，待无明显回流后保温时间30～60分钟，制备得到种子乳液；
（3）聚合乳液的合成：在步骤（2）所得种子乳液中，在82～86℃条件下滴加剩余的单体预乳化液和1.8g引发剂，滴加时间为3～4小时；滴加完后升温至86～90℃，继续保温1～2小时，最后降温至50℃以下，用氨水调节pH值为6～7，得到聚合乳液即水性复合胶。
对本实施采用干法复合进行测试得出干胶量为1.10g/m2，在高速复合机进行BOPP/CFP、BOPP/MCPP、BOPP/VMPET、PE/PET等基材复合,据GB/T2791-1995标准测试。
实施例4
丙烯酸异辛酯128g
丙烯酸乙酯96g
苯乙烯72g
α-甲基苯乙烯16g
甲基丙烯酸甲酯44g
丙烯酸8g
甲基丙烯酸8g
丙烯酸羟乙酯10g
乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半脂二钠盐（A-103）1.6g
酚醚硫酸类（CO-436）1.6g
去离子水600g
（NH4）2S2O82.4g
NH4HCO31.2g。
所述水性复合胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）单体预乳化液的制备：将丙烯酸异辛酯128g、丙烯酸乙酯96g、苯乙烯72g、α-甲基苯乙烯16g、甲基丙烯酸甲酯44g、丙烯酸8g、甲基丙烯酸8g、丙烯酸羟乙酯10g置于高位槽中，然后加入200g去离子水以及1.6g乳化剂(A-1030.8g,CO-4360.8g)于高位槽中，搅拌乳化1小时制备得到单体预乳化液；
（2）种子乳液的合成：在反应器中加入400g去离子水、1.6g乳化剂（A-1030.8g,CO-4360.8g）、2gNH4HCO3和步骤（1）所得单体预乳化液重量的20%，升温至75～85℃，加入1.0g引发剂（NH4）2S2O8,引发乳化反应10～50分钟，待无明显回流后保温时间30～60分钟，制备得到种子乳液；
（3）聚合乳液的合成：在步骤（2）所得种子乳液中，在82～86℃条件下滴加剩余的单体预乳化液和1.4g引发剂，滴加时间为3～4小时；滴加完后升温至86～90℃，继续保温1～2小时，最后降温至50℃以下，用氨水调节pH值为6～7，得到聚合乳液即水性复合胶。
对本实施采用干法复合进行测试得出干胶量为1.06g/m2，在高速复合机进行BOPP/CFP、BOPP/MCPP、BOPP/VMPET、PE/PET等基材复合,据GB/T2791-1995标准测试。

Claims (7)

1.一种水性复合胶的制备方法，包括以下步骤：
（1）单体预乳化液的制备：将50～70份丙烯酸酯类、1～5份丙烯酸和/或甲基丙烯酸、10～20份甲基丙烯酸酯类、10～25份乙烯基单体和1～5份丙烯酸羟酯类置于高位槽中，然后加入40～80份去离子水以及0.3～0.6份乳化剂于高位槽中，搅拌乳化1小时制备得到单体预乳化液；
（2）种子乳液的合成：在反应器中加入60～100份去离子水、0.3～0.6份乳化剂、0.3～1份缓冲剂和步骤（1）所得单体预乳化液重量的20%，升温至75～85℃，加入0.2～0.5份引发剂引发乳化反应10～50分钟，待无明显回流后保温时间30～60分钟，制备得到种子乳液；
（3）聚合乳液的合成：在步骤（2）所得种子乳液中，在82～86℃条件下滴加剩余的单体预乳化液和0.3～1份引发剂，滴加时间为3～4小时；滴加完后升温至86～90℃，继续保温1～2小时，最后降温至50℃以下，用氨水调节pH值为6～7，得到聚合乳液即水性复合胶。
2.根据权利要求1所述水性复合胶的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯中至少一种。
3.根据权利要求1所述水性复合胶的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯酸酯类为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙酰基甲基丙烯酸乙酯中至少一种。
4.根据权利要求1所述水性复合胶的制备方法，其特征在于，所述乙烯基单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯中至少一种。
5.根据权利要求1所述水性复合胶的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸羟酯类为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中至少一种。
6.根据权利要求1所述水性复合胶的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半脂二钠盐类和烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐两种阴离子型乳化剂的混合物，其中乙氧基化壬基酚磺基琥珀酸半脂二钠盐类与烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐的重量份比为5：（1～5）。
7.根据权利要求1所述水性复合胶的制备方法，其特征在于，所述缓冲剂为NH4HCO3、NaHCO3、Na2CO3、NaH2PO4、Na2HPO4中至少一种。
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