CN104193888A

CN104193888A - 一种新型转移胶的丙烯酸乳液及制备方法

Info

Publication number: CN104193888A
Application number: CN201410428616.9A
Authority: CN
Inventors: 张凯琳; 董全江; 孙勇; 刘新建; 刘金亭; 关明; 李英会; 张华峰
Original assignee: Yizhong (qingdao) Industrial Co Ltd
Current assignee: Yizhong (qingdao) Industrial Co Ltd
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: CN104193888B

Abstract

本发明公开了一种新型转移胶的丙烯酸乳液，原料为烷基醇聚醚、十二烷基硫酸钠、pH调节剂、过硫酸铵、叔丁基过氧化氢、亚硫酸氢钠、氨水、异噻唑啉酮份；内核单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和N-羟甲基丙烯酰胺；外壳单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和N-羟甲基丙烯酰胺。本发明的有益效果：固含量≥50％，产品具有优异的粘接性、转移性和耐折性等特性；可广泛适用于BOPP、PET等聚合物基材上镀铝层向纸品的转移；安全环保、VOC低，满足烟草包装等安全卫生要求高的行业。

Description

一种新型转移胶的丙烯酸乳液及制备方法

技术领域

本发明涉及粘合剂制备领域，尤其涉及一种新型转移胶的丙烯酸乳液及制备方法。

背景技术

目前用来做香烟、食品、化妆品和礼品等包装物的金银卡纸，大部分采用的是铝箔或镀铝塑料膜与卡纸的直接复合，卡纸表面的铝箔或塑料膜无法直接回收，带来了环保压力。近年来，镀铝转移纸作为一种新型环保包装材料得到了广泛运用。镀铝转移纸的主要用途包括镀铝转移啤酒标签纸、镀铝转移卷烟内衬纸、镀铝转移包装卡纸、镀铝转移食品包装纸等。它是利用镀铝转移层的可剥离性，将蒸镀在塑料膜上的具有各种美观效果的铝层通过胶粘剂转移到纸张上面，形成各种美观效果的纸张。

转移胶一般指用来制作镀铝转移纸的胶粘剂，用以转移镀铝的粘合剂，主要为丙烯酸酯聚合乳液，以水作溶剂，使用过程中无毒无害、安全环保，作为一种环保型包装材料优势十分明显。目前在烟草行业，内衬纸、烟盒材料的制作上应用广泛，具有广阔的市场前景。但是，现有的镀铝转移胶粘剂在产品性能和涂布工艺上都存在一定缺陷，有的粘合性欠佳，在使用过程中铝箔与纸剥离，或者在进行下一道工序加工时出现铝层脱落；有的转移后的纸张耐折性不好，容易断裂；有的涂布工艺复杂，使用不方便，容易造成浪费，或出现与涂布复合机适应性不好，施胶时产生粘辊现象等。另外，传统产品烷基酚聚氧乙烯醚类化合物(APEO)乳化剂对环境有一定的危害。

总而言之，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题是：研发一种环保性能好，具有高固含量、优异的初粘力及持粘力、转移彻底和耐折性优异等优点的新型转移胶的丙烯酸乳液。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种新型转移胶的丙烯酸乳液及制备方法，采用核壳乳液聚合，通过对单体的合理搭配，设计出内硬外软的新粒子结构，保证在一定粘度范围内，乳液固含量达到50％，具有优异的粘接性、转移性和耐折性等优点；残留单体低，保证产品的转化率和环保性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型转移胶的丙烯酸乳液，各原料重量份配比为：烷基醇聚醚0.2～0.4份、十二烷基硫酸钠0.4～0.6份、pH调节剂0.16～0.2份、过硫酸铵0.26～0.35份、叔丁基过氧化氢0.05～0.1份、亚硫酸氢钠0.1～0.2份、氨水0.5～1份、异噻唑啉酮0.01～0.05份，内核单体包括苯乙烯4.0～5.0份、甲基丙烯酸甲酯9.0～11.0份、丙烯酸丁酯2.0～2.5份、丙烯酸0.8～1.2份和N-羟甲基丙烯酰胺0.5～1.0份，外壳单体包括苯乙烯3～5份、甲基丙烯酸甲酯5.0～8.5份、丙烯酸丁酯20～23份、丙烯酸1～1.5份和N-羟甲基丙烯酰胺0.5～1.0份。

所述pH值调节剂为小苏打。

一种新型转移胶的丙烯酸乳液制备方法，通过以下步骤实现：

(1)分别按照一定配比将内核单体、外壳单体混合搅拌均匀，备用；

(2)将水、烷基醇聚醚、十二烷基硫酸钠、小苏打投入聚合釜，开启搅拌，设定搅拌转速为100～200转/分，升温至70～80℃，加入1/3过硫酸铵，开始滴加内核单体，滴加时间为2～2.5小时，滴完后保温0.5～1小时；再加入1/3的过硫酸铵，再滴加外壳单体，滴加时间为3～3.5小时，滴完后，加入剩余的过硫酸铵，保温1小时；

(3)将聚合釜降温至60±1℃，加入叔丁基过氧化氢，10分钟后加入一半亚硫酸氢钠，20分钟后，加入剩余的亚硫酸氢钠，继续保温30分钟；

(4)将聚合釜降温至35～40℃，加氨水，将体系pH值调为7.5～8.5，加入异噻唑啉酮，搅拌，即得该转移胶的丙烯酸乳液。

本发明的有益效果：

1.本发明通过合理的单体设计，使产品固含量≥50％，具有优异的粘接性、转移性和耐折性等。

2.本发明采用核壳乳液聚合工艺，显著提高聚合乳液的粘接强度，降低乳液的最低成膜温度。

3.本发明利用特殊的多双键功能性单体体系，将粒子内外核交联为互穿聚合物网络，赋予了产品优异的粘接性、稳定性。

4.本发明使用环保型的非离子表面活性剂(烷基醇聚醚A-088)和阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠K12)搭配的乳化体系，在较低乳化剂用量的情况下，既保证了乳液的稳定性，又确保了乳液成膜的透明性、耐水性；其中环保型乳化剂A-088是一种非烷基酚聚氧乙烯醚类化合物乳化剂，避免了传统产品APEO类乳化剂对环境的危害。

5.本发明反应后期的低温氧化还原处理，有效的将残留单体降至最低，保证了产品的转化率和环保性。

本发明从乳液粒子设计着手，采用核壳乳液聚合，通过对单体的合理搭配，设计了一种内硬外软的新粒子结构，保证在一定粘度范围内，乳液固含量达到50％，同时乳液还具有较低成膜温度；另外，本发明选用了一种特殊的功能性单体(N-羟甲基丙烯酰胺)对漆膜的粘接性能进行调整，使乳液具有优异的粘接性能；本发明可广泛适用于双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)、聚酯薄膜(PET)等聚合物基材上镀铝层向纸品的转移；本品安全环保、挥发性有机化合物(VOC)低，满足烟草包装等安全卫生要求高的行业。

具体实施方式

实施例1

(1)将4.0份苯乙烯、11份甲基丙烯酸甲酯、2.5份丙烯酸丁酯、0.8份丙烯酸和1.0份N-羟甲基丙烯酰胺加入容器中，混合均匀制成内核单体溶液，备用；将3份苯乙烯、8.5份甲基丙烯酸甲酯、23份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸和1.0份N-羟甲基丙烯酰胺加入另一容器中混合均匀制成外壳单体溶液，备用；

(2)将0.2份烷基醇聚醚、0.4份十二烷基硫酸钠、0.16份小苏打投入聚合釜，开启搅拌，设定搅拌转速为100转/分，升温至75℃，加入0.1份过硫酸铵，开始滴加内核单体溶液，滴加时间为2小时，滴完后保温0.5小时；再加入0.08份的过硫酸铵，再滴加外壳单体，滴加时间为3小时，滴完后，加入剩余的0.08份过硫酸铵，保温1小时；

(3)将聚合釜降温至60℃，加入0.05份叔丁基过氧化氢，10分钟后加入0.05份亚硫酸氢钠，20分钟后，加入剩余的0.05份亚硫酸氢钠，继续保温30分钟；

(4)将聚合釜降温至35℃，加0.5份氨水，将体系pH值调为7.5，加入0.01份异噻唑啉酮，搅拌，即得该转移胶的丙烯酸乳液。

实施例2

(1)将5份苯乙烯、9份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酸丁酯、1.2份丙烯酸和0.5份N-羟甲基丙烯酰胺加入容器中，混合均匀制成内核单体溶液，备用；将5份苯乙烯、5份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸丁酯、1.5份丙烯酸和0.5份N-羟甲基丙烯酰胺加入另一容器中混合均匀制成外壳单体溶液，备用；

(2)将0.4份烷基醇聚醚、0.6份十二烷基硫酸钠、0.2份小苏打投入聚合釜，开启搅拌，设定搅拌转速为200转/分，升温至78℃，加入0.1份过硫酸铵，开始滴加内核单体溶液，滴加时间为2.5小时，滴完后保温1小时；再加入0.1份的过硫酸铵，再滴加外壳单体，滴加时间为3.5小时，滴完后，加入剩余的0.15份过硫酸铵，保温1小时；

(3)将聚合釜降温至60℃，加入0.1份叔丁基过氧化氢，10分钟后加入0.1份亚硫酸氢钠，20分钟后，加入剩余的0.1份亚硫酸氢钠，继续保温30分钟；

(4)将聚合釜降温至40℃，加1份氨水，将体系pH值调为8.5，加入0.05份异噻唑啉酮，搅拌，即得该转移胶的丙烯酸乳液。

实施例3

(1)将4.5份苯乙烯、10份甲基丙烯酸甲酯、2.25份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸和0.8份N-羟甲基丙烯酰胺加入容器中，混合均匀制成内核单体溶液，备用；将4份苯乙烯、7份甲基丙烯酸甲酯、22份丙烯酸丁酯、1.25份丙烯酸和0.8份N-羟甲基丙烯酰胺加入另一容器中混合均匀制成外壳单体溶液，备用；

(2)将0.3份烷基醇聚醚、0.5份十二烷基硫酸钠、0.18份小苏打投入聚合釜，开启搅拌，设定搅拌转速为150转/分，升温至70℃，加入0.1份过硫酸铵，开始滴加内核单体溶液，滴加时间为2小时，滴完后保温0.5小时；再加入0.1份的过硫酸铵，再滴加外壳单体，滴加时间为3小时，滴完后，加入剩余的0.08份过硫酸铵，保温1小时；

(3)将聚合釜降温至60℃，加入0.08份叔丁基过氧化氢，10分钟后加入0.04份亚硫酸氢钠，20分钟后，加入剩余的0.04份亚硫酸氢钠，继续保温30分钟；

(4)将聚合釜降温至38℃，加0.8份氨水，将体系pH值调为7.8，加入0.03份异噻唑啉酮，搅拌，即得该转移胶的丙烯酸乳液。

实施例4

(2)将0.3份烷基醇聚醚、0.5份十二烷基硫酸钠、0.18份小苏打投入聚合釜，开启搅拌，设定搅拌转速为120转/分，升温至80℃，加入0.1份过硫酸铵，开始滴加内核单体溶液，滴加时间为2小时，滴完后保温1小时；再加入0.1份的过硫酸铵，再滴加外壳单体，滴加时间为3.5小时，滴完后，加入剩余的0.1份过硫酸铵，保温1小时；

(4)将聚合釜降温至35℃，加0.8份氨水，将体系pH值调为8.2，加入0.03份异噻唑啉酮，搅拌，即得该转移胶的丙烯酸乳液。

本发明制备的新型转移胶的丙烯酸乳液，固含量可达50％，粘接性能优异，保证了纸张和转移铝层间的粘合牢度程度，同时又能使转移铝层完全剥离；成膜温度低，成膜性好，能够增强纸张表面的柔韧性、耐折性；该丙烯酸乳液不含苯系物、邻苯二甲酸二丁酯类增塑剂、APEO类乳化剂及重金属等有害成分，满足《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量指标》(简称烟包十七项)规定，总VOC小于80g/L，绿色环保。

该产品具体参数见下表：

项目名称	产品指标
		外观	半透明、带蓝光的乳白色液体
固含量	≥50％
		pH值	7.5-8.5
粘度(25℃)	15-80s
		挥发性有机化合物VOC(g/L)	≤80
苯系物	未检出
		重金属	未检出

上述实施例仅为本发明较佳实施例，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种新型转移胶的丙烯酸乳液，其特征是，各原料重量配比为：烷基醇聚醚0.2～0.4份、十二烷基硫酸钠0.4～0.6份、pH调节剂0.16～0.2份、过硫酸铵0.26～0.35份、叔丁基过氧化氢0.05～0.1份、亚硫酸氢钠0.1～0.2份、氨水0.5～1份、异噻唑啉酮0.01～0.05份，内核单体包括苯乙烯4.0～5.0份、甲基丙烯酸甲酯9.0～11.0份、丙烯酸丁酯2.0～2.5份、丙烯酸0.8～1.2份和N-羟甲基丙烯酰胺0.5～1.0份，外壳单体包括苯乙烯3～5份、甲基丙烯酸甲酯5.0～8.5份、丙烯酸丁酯20～23份、丙烯酸1～1.5份和N-羟甲基丙烯酰胺0.5～1.0份。

2.如权利要求1所述的一种新型转移胶的丙烯酸乳液，其特征是，所述pH值调节剂为小苏打。

3.如权利要求1所述一种新型转移胶的丙烯酸乳液制备方法，其特征是，通过以下步骤实现：

(2)将水、烷基醇聚醚、十二烷基硫酸钠、小苏打投入聚合釜，开启搅拌，设定搅拌转速为100～200转/分，升温至70～80℃，加入1/3的过硫酸铵，开始滴加内核单体，滴加时间为2～2.5小时，滴完后保温0.5～1小时；再加入1/3的过硫酸铵，再滴加外壳单体，滴加时间为3～3.5小时，滴完后，加入剩余的过硫酸铵，保温1小时；