CN103881612B - 一种功能型水性胶黏剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种功能型水性胶黏剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种功能型水性胶黏剂及其制备方法和应用，该功能型水性胶黏剂由水性胶黏剂、去离子水、有机胺和有机酸组成；制备方法是将有机胺、有机酸和去离子水混合后，在搅拌条件下，滴加到水性胶黏剂体系中，搅拌均匀，即得；该制备方法简单、成本低；将制得的功能型水性胶黏剂作为纸用胶黏剂涂覆在纸张表面可有效消除纸张中的酮类化合物。

Description

一种功能型水性胶黏剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种功能型水性胶黏剂及其制备方法和应用，属于功能改性胶黏剂领域。
背景技术
纸张的生产及后续的某些加工工艺过程中，常常需要采用胶黏剂，如铜版纸的生产，纸张经涂布浆料再经压光后，印刷性能优于未经涂布的胶版纸，这个过程就需要采用胶黏剂；铝箔复合纸、转移纸的制备过程中，铝箔或转移膜需要通过胶黏剂粘黏的方式复合到纸张上，成为一个新型的具备新的功能的纸张。以上说明：胶黏剂是纸张的加工过程中常常需要使用的一种材料。
纸张中特别是高克重的纸张中普遍含有一定量的酮类物质，这些物质来自于纸张生产的过程所使用的有机溶剂，有些可能来自所采购原材料中的残留。目前市场中主要使用的白卡原纸都有丁酮的残留，例如，我们检测了维斯维克、山东太阳纸业、芬兰白卡、红塔SBS白卡原纸的丁酮检测残留量，分别为0.28mg/kg、0.28mg/kg、0.46mg/kg、0.57mg/kg不等。总而言之，以上表明：纸张中特别是高克重的纸张中（如卡纸）普遍含有一定量的酮类物质。
根据医学试验证实：有机溶剂侵进人体可造成累积性中毒（即慢性中毒），而其中丁酮被评判为中毒性，它有麻醉作用，能引起中枢神经功能下降，刺激眼睛和气管。以上表明：纸张的酮类物质对于人体健康存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种成本低廉、可有效消除纸张中酮类化合物的功能型胶黏剂。
本发明的另一个目的是在于提供一种简单快速、低成本制备所述功能型胶黏剂的方法。
本发明的第三个目的是在于提供一种所述功能型胶黏剂的应用，将其涂覆在纸张表面能有效除去纸张中的酮类化合物，特别是丁酮和环己酮。
本发明提供了一种功能型水性胶黏剂，该功能型水性胶黏剂由以下质量百分比组分组成：
水性胶黏剂30%～73%；
去离子水20%～50%；
有机胺0.5%～10%；
有机酸0.5%～10%；
所述有机胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺、乙醇胺、胍和二甲基双胍中的一种或几种；
所述有机酸为乙酸、丙酸、柠檬酸和苹果酸中的一种或几种。
优选的功能型水性胶黏剂由以下质量百分比组分组成：
水性胶黏剂40%～60%；
去离子水30%～50%；
有机胺2%～5%；
有机酸2%～5%。
所述的有机胺与有机酸的质量比为1.5:1～2.5:1。
所述的功能型水性胶黏剂中有机胺与有机酸最优选为乙醇胺和乙酸的组合。
所述的水性胶黏剂由水性树脂、消泡剂和分散剂以质量比30～70:1.25～2:0.5～1组成。
所述的水性树脂为聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯/乙烯共聚物、丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯的共聚物、苯乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸/丙烯酸丁脂/丙烯酸共聚物、丙烯腈/丙烯酸乙酯/丙烯酸-2-羟基丙脂共聚物中的一种或几种。
所述的分散剂主要是阴离子型聚合物，优选为十二烷基磺酸钠、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、丙烯酸或丙烯酸钠聚合物、甲基戊醇中的一种或几种。
所述的消泡剂主要为水性硅油和/或水性聚醚，优选为二甲硅油、聚乙烯醚、聚醚改性硅油、壬（辛）基酚聚氧乙烯醚、OP系、吐温系中的一种或几种。
本发明还提供了一种所述的功能型水性胶黏剂的制备方法，该制备方法是将有机胺、有机酸和去离子水混合后，在搅拌条件下，缓慢滴加到水性胶黏剂中，搅拌均匀，即得。
本发明还提供了一种所述功能型水性胶黏剂的应用，该应用是所述的功能型水性胶黏剂作为纸用胶黏剂涂覆在纸张表面应用于消除纸张中的酮类化合物。
所述的功能型水性胶黏剂在纸张表面的涂覆量为2～8g/m2；优选为4～6g/m2；最优选为5g。
所述的酮类化合物为丁酮和环己酮。
所述的功能型水性胶黏剂在纸张进行胶粘、转移或涂布等工艺时，涂布于纸张的表面。
所述的纸张优选为高克重的纸张，如卡纸。
本发明的有益效果：本发明首次以有机酸和有机胺复配作为除酮剂，再进一步复合在水性胶黏剂中获得一种具有能除酮功能的水性胶黏剂，将其替换传统的纸用胶黏剂，在纸的胶粘、转移或涂布等工艺中，涂布于纸张的表面，可有效除去纸张中的酮类化合物，特别是对丁酮和环己酮的除去效果最好。本发明的有机胺和有机酸可以随水渗入纸张内部，且在有水环境下，有机酸可以催化有机胺与纸张内残留的酮类化合物发生胺酮缩合反应生成较为稳定的化合物，尤其是采用本发明优选的有机胺与有机酸最佳配比组合时，消除了原卡纸内残留的酮类化合物的效果达到最佳。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明的内容，而不是限制本发明的保护范围。实施例1
1)将5g乙醇胺和2g的冰醋酸加入15g的去离子水中，充分搅拌10min，得到除酮液；
2)将聚乙烯醇47g、二甲硅油2g和聚丙烯酰胺1g加入在28g水中，配成水性胶黏剂的水分散体系；
3)将步骤1）的除酮液以2g/min的速度，在搅拌条件下滴加入到步骤2）的水性胶黏剂的水分散体系中，即得到具有除酮功能的水性胶黏剂。
以通过上述方法制得的具有除酮功能的水性胶黏剂和普通胶黏剂对裱两张白卡纸，施胶量为5g/m2，然后对这两种卡纸进行VOC检测，所得结果如表1所示。
表1实施例1VOC检测数据
实施例2
1)将3g乙醇胺和2g的冰醋酸加入15g的去离子水中，充分搅拌10min，得到除酮液；
2)将醋酸乙烯/乙烯共聚物53g、聚乙烯醚1.5g和甲基戊醇0.5g加入在25g水中，配成水性胶黏剂的水分散体系；
3)将步骤1）的除酮液以2g/min的速度，在搅拌的条件下滴入步骤2）的水性聚乙烯醇胶黏剂的水分散体中，即得到具有除酮功能的水性胶黏剂。
以通过上述方法制得的具有除酮功能的水性胶黏剂，将镀铝转移膜通过转移的方式将铝层转移到白卡纸上，上胶量为5g/m2，然后对这两种卡纸进行VOC检测，所得结果如表2所示。
表2实施例2VOC检测数据
实施例3
1)将9.5g胍和3.8g的苹果酸加入10g的去离子水中，充分搅拌15min，得到除酮液；
2)配制水性胶黏剂的水分散体系，其中甲基丙烯酸/丙烯酸丁脂/丙烯酸共聚物35.7g、聚醚改性硅油1.25g、十二烷基磺酸钠0.75g和水39g；
3)将步骤1）的除酮液以3g/min的速度，在搅拌条件下滴加入到步骤2）的水性胶黏剂的水分散体系中，即得到具有除酮功能的水性胶黏剂。
以通过上述方法制得的具有除酮功能的水性胶黏剂和普通胶黏剂对裱两张白卡纸，施胶量为4g/m2，然后对这两种卡纸进行VOC检测，所得结果如表3所示。
表3实施例3VOC检测数据
实施例4
1)将3.5g乙二胺和1.5g的丙酸加入15g的去离子水中，充分搅拌5min，得到除酮液；
2)配制水性胶黏剂的水分散体系，其中醋酸乙烯/乙烯共聚物58g、聚丙烯酰胺0.5g、吐温1.5g和水20g；
3)将步骤1）的除酮液以2g/min的速度，在搅拌条件下滴加入到步骤2）的水性胶黏剂的水分散体系中，即得到具有除酮功能的水性胶黏剂。
以通过上述方法制得的具有除酮功能的水性胶黏剂，将镀铝转移膜通过转移的方式将铝层转移到白卡纸上，上胶量为6g/m2，然后对这两种卡纸进行VOC检测，所得结果如表4所示。
表4实施例4VOC检测数据
名称 传统胶黏剂 本专利胶黏剂 降低比例
复合的卡纸 复合的卡纸
丙酮 0.59 0.32 46%
丁酮 0.46 0.01 97.8%
4-甲基-2-戊酮 N.D. N.D. /
环己酮 0.66 0.03 95.5%
实施例5
1）将6g乙醇胺和2g的柠檬酸加入20g的去离子水中，充分搅拌10min，得到除酮液；
2）配制水性胶黏剂的水分散体系，其中聚乙烯醇40g、壬基酚聚氧乙烯醚1.25g、丙烯酸钠聚合物分散剂0.75g和水30g；
3）将步骤1）的除酮液以3g/min的速度，在搅拌条件下滴加入到步骤2）的水性胶黏剂的水分散体系中，即得到具有除酮功能的水性胶黏剂。
以通过上述方法制得的具有除酮功能的水性胶黏剂，将镀铝转移膜通过转移的方式将铝层转移到白卡纸上，上胶量为2g/m2，然后对这两种卡纸进行VOC检测，所得结果如表5所示。
表5实施例5VOC检测数据
实施例6
1）将1g二甲基双胍和2g的丙酸加入15g的去离子水中，充分搅拌10min，得到除酮液；
2）配制水性胶黏剂的水分散体系，其中，丙烯腈/丙烯酸乙酯/丙烯酸-2-羟基丙脂共聚物53g、聚乙烯醚1.5g、十二烷基磺酸钠0.5g和水27g；
3）将步骤1）的除酮液以3g/min的速度，在搅拌条件下滴加入到步骤2）的水性胶黏剂的水分散体系中，即得到具有除酮功能的水性胶黏剂。
以通过上述方法制得的具有除酮功能的水性胶黏剂，将镀铝转移膜通过转移的方式将铝层转移到白卡纸上，上胶量为8g/m2，然后对这两种卡纸进行VOC检测，所得结果如表6所示。
表6实施例6VOC检测数据

Claims (11)

1.一种功能型水性胶黏剂，其特征在于，由以下质量百分比组分组成：
水性胶黏剂30%～73%；
去离子水20%～50%；
有机胺0.5%～10%；
有机酸0.5%～10%；
所述有机胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺、乙醇胺、胍和二甲基双胍中的一种或几种；
所述有机酸为乙酸、丙酸、柠檬酸和苹果酸中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的功能型水性胶黏剂，其特征在于，由以下质量百分比组分组成：
水性胶黏剂40%～60%；
去离子水30%～50%；
有机胺2%～5%；
有机酸2%～5%。
3.根据权利要求2所述的功能型水性胶黏剂，其特征在于，所述的有机胺与有机酸的质量比为1.5～2.5:1。
4.根据权利要求2所述的功能型水性胶黏剂，其特征在于，所述的水性胶黏剂由水性树脂、消泡剂和分散剂以质量比30～70:1.25～2:0.5～1组成。
5.根据权利要求4所述的功能型水性胶黏剂，其特征在于，所述的水性树脂为聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯/乙烯共聚物、丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯的共聚物、苯乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸/丙烯酸丁脂/丙烯酸共聚物、丙烯腈/丙烯酸乙酯/丙烯酸-2-羟基丙脂共聚物中的一种或几种。
6.一种根据权利要求1～5任一项所述的功能型水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，将有机胺、有机酸和去离子水混合后，在搅拌条件下，缓慢滴加到水性胶黏剂中，搅拌均匀，即得。
7.一种根据权利要求1～5任一项所述功能型水性胶黏剂的应用，其特征在于，所述的功能型水性胶黏剂作为纸用胶黏剂涂覆在纸张表面应用于消除纸张中的酮类化合物。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的功能型水性胶黏剂在纸张表面的涂覆量为2～8g/m2。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的功能型水性胶黏剂在纸张表面的涂覆量为4～6g/m2。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的功能型水性胶黏剂在纸张表面的涂覆量为5g/m2。
11.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的酮类化合物为丁酮和环己酮。
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