CN105440982B - 一种包装盒用木‑皮基材用环保水性粘合剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包装盒用木‑皮基材用环保水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括VAE乳液、水性环氧分散体、环氧丙烯酸酯低聚物、水性增粘乳液、表面活性剂。该环保水性粘合剂可适用于不同皮革、木料基材的粘合，具有良好的初粘性及最终粘合效果，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
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，可适用于包装盒中木质与皮质基材粘合的具有优异初粘性及粘合效果的水性粘合剂。
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，尤其涉及大量皮-塑、基材的粘合，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终粘性，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木-皮基材之间采用水性粘合剂粘合初粘性及终粘性差的缺陷，提供一种可适用于包装盒中木-皮基材粘合的具有优异初粘性及最终粘合效果的环保水性粘合剂。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括VAE乳液、水性环氧分散体、环氧丙烯酸酯低聚物、水性增粘乳液、表面活性剂，其中，各组分质量份数比例如下：
VAE乳液： 50-80份
水性环氧分散体：10-20份
环氧丙烯酸酯低聚物：5-12份
水性增粘乳液：10-20份
表面活性剂：0.5-1份
其特征还在于：所述水性环氧分散体的合成方法为：
以环氧树脂、二乙烯三胺、二甘醇乙醚、端环氧基烯丙基聚醚、烯丙基缩水甘油醚为原料制备而得。其中环氧树脂、二乙烯三胺、二甘醇乙醚、端环氧基烯丙基聚醚、烯丙基缩水甘油醚的质量比为（按质量份数）：35-50：20-34：15-32：28-40：12-26。
其合成过程为：
首先，在带有加热及回流冷凝装置的反应器中加入二乙烯三胺，搅拌条件下加热升温至60℃，后开始缓慢加入环氧树脂/二甘醇乙醚混合物，加入时间介于0.5-1小时之间，后搅拌保温2-3小时，后抽真空5-10分钟，真空度为0.03-0.05Mpa，以除去溶剂及未反应单体。其后，将反应容器升温至100℃，后于15-20min内缓慢加入端环氧基烯丙基聚醚，后保温45-60min，后于15-20min内缓慢加入烯丙基缩水甘油醚，保温1.5-2h, 后停止加热，温度降于60℃下后缓慢加入少量去离子水，并搅拌后得到均匀液体。
进一步，所述VAE乳液由一种或多种具有不同玻璃转变温度的VAE乳液组成，其中至少包含一种玻璃化转变温度低于0℃的VAE乳液，且此玻璃化转变温度低于0℃的VAE乳液含量不低于总VAE乳液质量的30%。
进一步，所述VAE乳液的固含量介于50%-65%之间。
进一步，所述水性环氧分散体的固含量介于52%-58%之间，粘度介于1200-2000mPa·s。
进一步，所述环氧丙烯酸酯低聚物为双酚A型环氧丙烯酸酯低聚物，低聚物分子量为1000-2000。双酚A环氧丙烯酸树脂是由双酚A环氧树脂和丙烯酸（或甲基丙烯酸）反应而得。此低聚物可提高成膜的强度，有利于撕裂强度的提高，同时可在实施时通过光固化辅助以更好的控制开放时间。
进一步，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂，如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、乙氧基化烷基硫酸钠等，优选的，选择十二烷基苯磺酸钠。
进一步，所述水性增粘乳液为水性橡胶乳液、水性松香树脂乳液、水性烯萜树脂乳液中的一种或几种复合。优选的，选择水性烯萜树脂乳液。
进一步，所述各组分按以下次序加料，首先，将水性环氧分散体和环氧丙烯酸酯低聚物共混搅拌均匀后，加入VAE乳液中搅拌均匀后，加入水性增粘乳液并同时缓慢加入表面活性剂并搅拌至均匀乳液。
进一步，所述粘合剂的实施方式为，将粘合剂或采用上胶机或手工涂胶与粘合基材某一基材的单面，于紫外光下开放15-25s后实施粘合。
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
一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括VAE乳液、水性环氧分散体、环氧丙烯酸酯低聚物、水性增粘乳液、表面活性剂，其中，各组分质量份数比例如下：
VAE乳液： 64份
水性环氧分散体：16份
环氧丙烯酸酯低聚物：8份
水性增粘乳液：15份
表面活性剂：0.8份
其特征还在于：所述水性环氧分散体的合成方法为：
以环氧树脂、二乙烯三胺、二甘醇乙醚、端环氧基烯丙基聚醚、烯丙基缩水甘油醚为原料制备而得。其中环氧树脂、二乙烯三胺、二甘醇乙醚、端环氧基烯丙基聚醚、烯丙基缩水甘油醚的质量比为（按质量份数）：44：28：28：32：16。
其合成过程为：
首先，在带有加热及回流冷凝装置的反应器中加入二乙烯三胺，搅拌条件下加热升温至60℃，后开始缓慢加入环氧树脂/二甘醇乙醚混合物，加入时间为40min，后搅拌保温2.5小时，后抽真空8分钟，真空度为0.04Mpa，以除去溶剂及未反应单体。后将反应容器升温至100℃，后于18min内缓慢加入端环氧基烯丙基聚醚，后保温50min，后于18min内缓慢加入烯丙基缩水甘油醚，保温1.8h, 后停止加热，温度降于60℃下后缓慢加入少量去离子水，并搅拌后得到均匀液体。
所述64份VAE乳液中，42份为台湾大连DA-101VAE乳液，22份为瓦克公司的920VAE乳液。
所述VAE乳液的固含量为58%。
所述水性环氧分散体的固含量介于55%之间，粘度介于1800 mPa·s。
所述环氧丙烯酸酯低聚物为双酚A型环氧丙烯酸酯低聚物，低聚物分子量为1800。
所述表面活性剂为阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠。
所述水性增粘乳液为水性氯丁橡胶乳液、选择四川长寿的B51水性氯丁橡胶乳液。
所述各组分按以下次序加料，首先，将水性环氧分散体和环氧丙烯酸酯低聚物共混搅拌均匀后，加入VAE乳液中搅拌均匀后，加入水性增粘乳液并同时缓慢加入表面活性剂并搅拌至均匀乳液。
所述粘合剂的实施方式为，将粘合剂或采用上胶机或手工涂胶于粘合基材某一基材的单面，于紫外光下开放20-25s后实施粘合。
实施例2
一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括VAE乳液、水性环氧分散体、环氧丙烯酸酯低聚物、水性增粘乳液、表面活性剂。
其中，各组分质量份数比例如下：
VAE乳液： 56份
水性环氧分散体：13份
环氧丙烯酸酯低聚物：8份
水性增粘乳液：16份
表面活性剂：0.6份
其特征还在于：所述水性环氧分散体的合成方法为：
以环氧树脂、二乙烯三胺、二甘醇乙醚、端环氧基烯丙基聚醚、烯丙基缩水甘油醚为原料制备而得。其中环氧树脂、二乙烯三胺、二甘醇乙醚、端环氧基烯丙基聚醚、烯丙基缩水甘油醚的质量比为（按质量份数）：35：32：18：32：18。
其合成过程为：
首先，在带有加热及回流冷凝装置的反应器中加入二乙烯三胺，搅拌条件下加热升温至60℃，后开始缓慢加入环氧树脂/二甘醇乙醚混合物，加入时间为1小时，后搅拌保温2.5小时，后抽真空8分钟，真空度为0.04Mpa，以除去溶剂及未反应单体。后将反应容器升温至100℃，后于18min内缓慢加入端环氧基烯丙基聚醚，后保温55min，后于18min内缓慢加入烯丙基缩水甘油醚，保温1.8h, 后停止加热，温度降于60℃下后缓慢加入少量去离子水，并搅拌后得到均匀液体。
所述56份VAE乳液中，36份为川维的705 VAE乳液，14份为瓦克公司的920VAE乳液。
所述VAE乳液的固含量为58%。
所述水性环氧分散体的固含量为54%，粘度为1500 mPa·s。
所述环氧丙烯酸酯低聚物为双酚A型环氧丙烯酸酯低聚物，低聚物分子量为1800。
所述表面活性剂为阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
所述水性增粘乳液为水性烯萜树脂乳液。
所述各组分按以下次序加料，首先，将水性环氧分散体和环氧丙烯酸酯低聚物共混搅拌均匀后，加入VAE乳液中搅拌均匀后，加入水性增粘乳液并同时缓慢加入表面活性剂并搅拌至均匀乳液。
进一步，所述粘合剂的实施方式为，将粘合剂或采用上胶机或手工涂胶于粘合基材某一基材的单面，于紫外光下开放15-20s后实施粘合。
Claims (9)
1.一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括VAE乳液、水性环氧分散体、环氧丙烯酸酯低聚物、水性增粘乳液、表面活性剂，其中，各组分质量份数比例如下：
VAE乳液： 50-80份
水性环氧分散体：10-20份
环氧丙烯酸酯低聚物：5-12份
水性增粘乳液：10-20份
表面活性剂：0.5-1份
其特征还在于：所述水性环氧分散体的合成方法为：
以环氧树脂、二乙烯三胺、二甘醇乙醚、端环氧基烯丙基聚醚、烯丙基缩水甘油醚为原料制备而得，其中环氧树脂、二乙烯三胺、二甘醇乙醚、端环氧基烯丙基聚醚、烯丙基缩水甘油醚的质量比为（按质量份数）：35-50：20-34：15-32：28-40：12-26；
其合成过程为：
首先，在带有加热及回流冷凝装置的反应器中加入二乙烯三胺，搅拌条件下加热升温至60℃，其后开始缓慢加入环氧树脂/二甘醇乙醚混合物，加入时间介于0.5-1小时之间，后搅拌保温2-3小时，抽真空5-10分钟，真空度为0.03-0.05Mpa，以除去溶剂及未反应单体；
其后，将反应容器升温至100℃，于15-20min内缓慢加入端环氧基烯丙基聚醚，后保温45-60min，其后于15-20min内缓慢加入烯丙基缩水甘油醚，保温1.5-2h，停止加热，温度降于60℃下后缓慢加入少量去离子水，并搅拌后得到均匀液体。
2. 如权利要求1所述的一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，其特征在于：所述水性环氧分散体的固含量介于52%-58%之间，粘度介于1200-2000 mPa·s。
3.如权利要求1所述的一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，其特征在于：所述环氧丙烯酸酯低聚物为双酚A型环氧丙烯酸酯低聚物，低聚物分子量为1000-2000。
4.如权利要求1所述的一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，其特征在于：所述VAE乳液的固含量介于50%-65%之间。
5.如权利要求1所述的一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，其特征在于：所述VAE乳液由一种或多种具有不同玻璃转变温度的VAE乳液组成，其中至少包含一种玻璃化转变温度低于0℃的VAE乳液，且此玻璃化转变温度低于0℃的VAE乳液含量不低于总VAE乳液质量的30%。
6.如权利要求1所述的一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，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所述的一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，其特征在于：所述水性增粘乳液为水性橡胶乳液、水性松香树脂乳液、水性烯萜树脂乳液中的一种或几种复合。
8.如权利要求1所述的一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，其特征在于：所述各组分按以下次序加料，首先，将水性环氧分散体和环氧丙烯酸酯低聚物共混搅拌均匀后，加入VAE乳液中搅拌均匀后，加入水性增粘乳液并同时缓慢加入表面活性剂并搅拌至均匀乳液。
9.如权利要求1所述的一种包装盒用木-皮基材用环保水性粘合剂，其特征在于：所述粘合剂的实施方式为，将粘合剂或采用上胶机或手工涂胶于粘合基材某一基材的单面，于紫外光照射下开放15-25s后实施粘合。
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