CN105440979A - 一种具有优异初粘性及终粘性的环保水性粘合剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有优异初粘性及终粘性的环保水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括水性乙烯类乳液、水性聚酯连接料、水性增粘乳液、水性橡胶乳液、表面活性剂及增粘物水溶液。该环保水性粘合剂可适用于不同皮-纸-塑基材，具有良好的初粘性及终粘性，且具有可适应高速过胶机的开放时间，无污染，不霉变，可广泛应用于包装领域。

Description

一种具有优异初粘性及终粘性的环保水性粘合剂

技术领域

本发明涉及一种水性粘合剂及其制备方法，尤其涉及一种环保的，具有优异初粘性及终粘性的水性粘合剂及其制备方法。

背景技术

随着保护环境、珍惜资源的理念日益深入人心，对胶黏剂的高固含量、无溶剂、水性、光固化等环境友好因素和低温固化、废弃物再生利用等节能技术越来越重视，并不断加大研究开发力度。在软包装领域，欧美发达国家软包装复合生产中使用的主要是无溶剂型胶黏剂和水性胶黏剂。目前,我国95%以上的软包装生产采用的是溶剂型胶黏剂,使用最多、性能最好是溶剂型双组分聚氨酯胶黏剂。由于溶剂型胶黏剂具有优良的柔软性、耐低温及耐蒸煮性、易操作性和广泛的适应性,且国内软包装行业的干式复合设备目前只适用于溶剂型胶黏剂。此外,环保型胶黏剂在性能方面也还有一定的局限性。与溶剂型胶黏剂相比，水性胶黏剂具有无溶剂释放、环境友好、无毒、不可燃、使用安全、成本低等优点，固含量可高达50%-60%，具有上胶量少、黏结强度高的优势。水性聚氨酯（PU）胶黏剂、丙烯酸乳液、EVA共聚乳液等。

在软包装领域，尤其是礼盒包装领域，由于所涉及材料品类较多，涉及到纸-塑、纸-木、皮-塑、塑-塑等材料的粘合，除对最终粘合效果的要求外，由于自动化或流水型工艺的需要，需要上胶后快速的粘合，尤其是包装盒具有较多的转角结构，其张力导致包装材料很粘实现牢固的初粘，同时，由于工艺流程的需要，还对胶水的开放时间具有较高的要求，而这些就对胶的初粘性及终粘性提出了很高的要求，目前的水性环保胶产品单独使用无法达到自动化上胶和出口要求粘合性的要求。所以，在目前的包装盒胶装领域，仍采用粘合性优势显著的黄胶或药水糊。如可开发一种具有优异初粘性及最终粘度，且满足一定开放时间的水性环保胶，无疑将具有巨大的市场。

发明内容

本发明的目的是为了克服水性胶初粘性差、不同基材之间粘合适应性差且终粘性差的缺陷，

提供一种环保的，具有优异初粘性及终粘性的且可适用于自动化上胶的水性粘合剂及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括水性乙烯类乳液、水性聚酯连接料、水性增粘乳液、水性橡胶乳液、表面活性剂及增粘物水溶液。

其中，各组分质量份数比例如下：

水性乙烯类乳液：50-80

水性聚酯连接料：10-20

水性增粘乳液：3-10

水性橡胶乳液：10-20

表面活性剂：1-3

增粘物水溶液：2-5

进一步，所述水性聚酯连接料的合成方法为：

A：以丙二醇甲醚醋酸酯作为底料，将BPO溶于丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、乙二酸的混合液中，并将混合液逐步滴加到底料中，加温至90-100℃，保持回流，3h滴加完毕，保温1h后，补加少量BPO进一步保温反应0.5h，确保残存自由基不会影响下一步合成，

混合液中各组分丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、乙二酸占混合液中的质量分数为35-55%，25-40%，5-10%和10-18%，底料与混合液的质量比为1:1.5-1.8，BPO加入总量为混合液质量的1%；

B：将A得到反应液降温至60℃，向反应瓶中加入对羟基苯甲醚，将催化剂三乙烯二胺溶解于甲基丙烯酸酯中一起投入反应瓶，在100-110℃之间保温反应，2h后开始测量酸价，1h测1次，直到酸价降至50mgKOH/g以下。降温到60℃，加入氨水中和，出料得到水性聚酯连接料，

其中对羟基苯甲醚与A中混合液的质量比为0.25-0.46；甲基丙烯酸酯与A中混合液的质量比为0.24-0.54，其中的催化剂三乙烯二胺为甲基丙烯酸酯质量的1-2wt%。

进一步，所述水性乙烯类乳液为乙烯-乙酸酯共聚乳液（EVA乳液）或醋酸乙烯－乙烯共聚乳液（VAE乳液）或两者任意比例混合。优选的，选择VAE乳液的质量比例介于50%-100%之间。

进一步，所述VAE乳液选择固含量50%以上的VAE乳液中一种或多种的混合，优选的，其中乳液中乙烯基摩尔比高于50%的VAE乳液介于所有VAE乳液质量的10%-20%。

进一步，所述水性乙烯类乳液的固含量大于50%。优选的，固含量介于55%-65%之间。

进一步，所述水性增粘乳液为水性烯萜树脂乳液或水性松香树脂乳液中的一种。

进一步，所述水性橡胶乳液为水性氯丁橡胶乳液或水性苯丙乳液中的一种。优选的，选择水性氯丁橡胶乳。

进一步，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。优选的，可使用琥珀酸酯磺酸盐或十二烷基苯磺酸钠。

进一步，所述增粘物水溶液为聚乙烯醇水溶液或羟甲基纤维素水溶液中的一种，其水溶液浓度为30-50wt%。

进一步，所述各组分按以下次序加料，首先，将水性乙烯类乳液与水性聚酯连接料混合均匀，后加入水性橡胶乳液，并快速搅拌，在搅拌过程中缓慢加入表面活性剂得到均匀乳液，后加入水性增粘树脂搅拌均匀，最后加入增粘物水溶液搅拌均匀，得到最终水性乳液。

进一步，不同基材间以该具有优异初粘性的水性环保粘合剂粘合时采用不同的开放时间，纸-塑、纸-纸、纸-木基体之间粘合时涂胶后开放15-25s，皮-塑、皮-纸、皮-木基体之间粘合时涂胶后开放25-35s。

具体实施方式

以下将详细描述本发明的示例性实施方法。但这些实施方法仅为示范性目的，而本发明不限于此。

实施例1

一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括水性乙烯类乳液、水性聚酯连接料、水性增粘乳液、水性橡胶乳液、表面活性剂及增粘物水溶液。

其中，各组分质量份数比例如下：

水性乙烯类乳液：65

水性聚酯连接料：12

水性增粘乳液：6

水性橡胶乳液：15

表面活性剂：1.5

增粘物水溶液：3.5

进一步，所述水性聚酯连接料的合成方法为：

A：以丙二醇甲醚醋酸酯作为底料，将BPO溶于丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、乙二酸的混合液中，并将混合液逐步滴加到底料中，加温至95℃，保持回流，3h滴加完毕，保温1h后，补加少量BPO进一步保温反应0.5h，确保残存自由基不会影响下一步合成，

混合液中各组分丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、乙二酸占混合液中的质量分数为52wt%，28wt%，8wt%和12wt%，底料与混合液的质量比为1:1.6，BPO加入总量为混合液质量的1%，其中，第一次溶于混合液中的BPO质量为混合液质量的0.8%，后期补加的BPO的质量为混合液质量的0.2%；

B：将A得到反应液降温至60℃，向反应瓶中加入对羟基苯甲醚，将催化剂三乙烯二胺溶解于甲基丙烯酸酯中一起投入反应瓶，在100-110℃之间保温反应，2h后开始测量酸价，1h测1次，直到酸价降至50mgKOH/g以下，降温到60℃，加入氨水中和，出料得到水性聚酯连接料，

其中对羟基苯甲醚与A中混合液的质量比为0.37；甲基丙烯酸酯与A中混合液的质量比为0.37，其中的催化剂三乙烯二胺为甲基丙烯酸酯质量的1.6%。

所述水性乙烯类乳液为100%质量的VAE乳液，采用中国川维的705型VAE乳液，其固含量为55%。

所述水性增粘乳液为水性烯萜树脂乳液。

所述水性橡胶乳液为水性氯丁橡胶乳液。

所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

所述增粘物水溶液为聚乙烯醇水溶液，其水溶液浓度为40wt%，聚乙烯醇的分子量为20000。

所述各组分按以下次序加料，首先，将水性乙烯类乳液与水性聚酯连接料混合均匀，后加入水性橡胶乳液，并快速搅拌，在搅拌过程中缓慢加入表面活性剂得到均匀乳液，后加入水性增粘树脂搅拌均匀，最后加入增粘物水溶液搅拌均匀，得到最终水性乳液。

所述不同基材间以该具有优异初粘性的水性环保粘合剂粘合时采用不同的开放时间，纸-塑、纸-纸、纸-木基体之间粘合时涂胶后开放15-25s，皮-塑、皮-纸、皮-木基体之间粘合时涂胶后开放25-35s。

该水性胶配方主要适合纸-皮，塑-皮之间的粘合。

实施例2

一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括水性乙烯类乳液、水性聚酯连接料、水性增粘乳液、水性橡胶乳液、表面活性剂及增粘物水溶液。

其中，各组分质量份数比例如下：

水性乙烯类乳液：60

水性聚酯连接料：16

水性增粘乳液：5

水性橡胶乳液：16

表面活性剂：2

增粘物水溶液：3.5

进一步，所述水性聚酯连接料的合成方法为：

A：以丙二醇甲醚醋酸酯作为底料，将BPO溶于丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、乙二酸的混合液中，并将混合液逐步滴加到底料中，加温至95℃，保持回流，3h滴加完毕，保温1h后，补加少量BPO进一步保温反应0.5h，确保残存自由基不会影响下一步合成，

混合液中各组分丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、乙二酸占混合液中的质量分数为43%，35%，8%和14%，底料与混合液的质量比为1:1.7，BPO加入总量为混合液质量的1%，其中，第一次溶于混合液中的BPO质量为混合液质量的0.85%，后期补加的BPO的质量为混合液质量的0.15%；

B：将A得到反应液降温至60℃，向反应瓶中加入对羟基苯甲醚，将催化剂三乙烯二胺溶解于甲基丙烯酸酯中一起投入反应瓶，在100-110℃之间保温反应，2h后开始测量酸价，1h测1次，直到酸价降至50mgKOH/g以下，降温到60℃，加入氨水中和，出料得到水性聚酯连接料，

其中对羟基苯甲醚与A中混合液的质量比为0.35；甲基丙烯酸酯与A中混合液的质量比为0.46，其中的催化剂三乙烯二胺为甲基丙烯酸酯质量的1.5%。

所述水性乙烯类乳液为VAE乳液和EVA乳液混合，EVA质量分数为20%，VAE乳液为80%，EVA乳液为台湾大连化学EVA乳液DA-102H型乳液，VAE乳液为中国川维的705型VAE乳液。

所述水性乙烯类乳液固含量为55%。

所述水性增粘乳液为水水性松香树脂乳液。

所述水性橡胶乳液为水性氯丁橡胶乳液。

所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

所述增粘物水溶液为羟甲基纤维素水溶液，其水溶液浓度为40%。

所述各组分按以下次序加料，首先，将水性乙烯类乳液与水性聚酯连接料混合均匀，后加入水性橡胶乳液，并快速搅拌，在搅拌过程中缓慢加入表面活性剂得到均匀乳液，后加入水性增粘树脂搅拌均匀，最后加入增粘物水溶液搅拌均匀，得到最终水性乳液。

不同基材间以该具有优异初粘性的水性环保粘合剂粘合时采用不同的开放时间，纸-塑、纸-纸、纸-木基体之间粘合时涂胶后开放15-25s，皮-塑、皮-纸、皮-木基体之间粘合时涂胶后开放25-35s。

该水性胶配方主要适合塑-皮之间的粘合。

Claims (9)

1.一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括水性乙烯类乳液、水性聚酯连接料、水性增粘乳液、水性橡胶乳液、表面活性剂及增粘物水溶液，

其中，各组分质量份数比例如下：

水性乙烯类乳液：50-80

水性聚酯连接料：10-20

水性增粘乳液：3-10

水性橡胶乳液：10-20

表面活性剂：1-3

增粘物水溶液：2-5

其特征还在于：所述水性聚酯连接料的合成方法为：

A：以丙二醇甲醚醋酸酯作为底料，将BPO溶于丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、乙二酸的混合液中，并将混合液逐步滴加到底料中，加温至90-100℃，保持回流，3h滴加完毕，保温1h后，补加少量BPO进一步保温反应0.5h，确保残存自由基不会影响下一步合成；

混合液中各组分丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、乙二酸占混合液中的质量分数为35-55%，25-40%，5-10%和10-18%，底料与混合液的质量比为1:1.5-1.8，BPO加入总量为混合液质量的1%；

B：将A得到反应液降温至60℃，向反应瓶中加入对羟基苯甲醚，将催化剂三乙烯二胺溶解于甲基丙烯酸酯中一起投入反应瓶，在100-110℃之间保温反应，2h后开始测量酸价，1h测1次，直到酸价降至50mgKOH/g以下，降温到60℃，加入氨水中和，出料得到水性聚酯连接料；

其中对羟基苯甲醚与A中混合液的质量比为0.25-0.46；甲基丙烯酸酯与A中混合液的质量比为0.24-0.54，其中的催化剂三乙烯二胺为甲基丙烯酸酯质量的1-2wt%。

2.如权利要求1所述的一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，其特征在于：所述水性乙烯类乳液为EVA乳液或VAE乳液或两者任意比例混合。

3.如权利要求1、2所述的一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，所述水性乙烯类乳液的固含量大于50%。

4.如权利要求1所述的一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，其特征在于：所述水性增粘乳液为水性烯萜树脂乳液或水性松香树脂乳液中的一种。

5.如权利要求1所述的一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，其特征在于：所述水性橡胶乳液为水性氯丁橡胶乳液或水性苯丙乳液中的一种。

6.如权利要求1所述的一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，其特征在于：所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

7.如权利要求1所述的一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，其特征在于：所述增粘物水溶液为聚乙烯醇水溶液或羟甲基纤维素水溶液中的一种，其水溶液浓度为30-50wt%。

8.如权利要求1所述的一种具有优异初粘性的水性环保粘合剂，其特征在于：所述各组分按以下次序加料，首先，将水性乙烯类乳液与水性聚酯连接料混合均匀，后加入水性橡胶乳液，并快速搅拌，在搅拌过程中缓慢加入表面活性剂得到均匀乳液，后加入水性增粘树脂搅拌均匀，最后加入增粘物水溶液搅拌均匀，得到最终水性乳液。

9.如权利要求1所述的一种具有优异初粘性的环保水性粘合剂，其特征在于：不同基材间以该具有优异初粘性的水性环保粘合剂粘合时采用不同的开放时间，纸-塑、纸-纸、纸-木基体之间粘合时涂胶后开放15-25s，皮-塑、皮-纸、皮-木基体之间粘合时涂胶后开放25-35s。