CN105440983B - 一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，该粘合剂由多种原料复配而成，原料包括VAE乳液、水性连接料、水性聚氨酯乳液、水性橡胶乳液、水性烯萜树脂乳液及表面活性剂。该环保水性粘合剂可适用于不同皮料和非极性塑料基材如PP、PE之间的粘合，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

一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂

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，适用于皮-塑基材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，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皮革与非极性塑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：

一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括VAE乳液、水性连接料、水性聚氨酯乳液、水性橡胶乳液、水性烯萜树脂乳液、表面活性剂，其中，各组分质量份数比例如下：

VAE乳液：50-80份

水性连接料：10-20份

水性聚氨酯乳液：5-12份

水性橡胶乳液：10-20份

水性烯萜树脂乳液：1-3份

表面活性剂：0.5-1份

其特征还在于：所述VAE乳液由两种或两种以上不同玻璃化温度的VAE乳液混合组成，其中至少有一种VAE乳液的玻璃化温度小于0℃，且玻璃化温度小于0℃的VAE乳液占所有VAE乳液总质量的20％-40％之间。

其特征还在于：所述水性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溶于丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、己二酸、丁二酸酐的混合液中，并将混合液逐步滴加到底料中，加温至70-80℃，保持回流，2-3h滴加完毕。保温2h后，补加少量BPO进一步保温反应1h，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乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、己二酸、丁二酸酐占混合液中的质量分数为45-60％，25-40％，4-8％和8-18％，底料与混合液的质量比为1:1.4-1.8，BPO加入总量为混合液质量的1.2％；

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乙酯中一起投入反应瓶，在100-110℃之间保温反应，2h后开始测量酸值，1h测1次，直到酸价降至50mgKOH/g以下，降温到60℃，加入氨水中和，出料得到水性连接料，其中对羟基苯甲醚与A中混合液的质量比为0.31-0.45；甲基丙烯酸乙酯与A中混合液的质量比为0.26-0.48，其中的催化剂三乙烯二胺为甲基丙烯酸乙酯质量的

0.8-1.6％。

进一步，所述玻璃化温度小于0℃的VAE乳液优选瓦克公司的920VAE乳液，其玻璃化转变温度为-20℃。

进一步，所述水性聚氨酯乳液为阴离子型聚醚水性聚氨酯，其R值介于2-3.5之间，其分子量介于2000-5000之间，此类聚醚水性聚氨酯可于制备的水性连接料及VAE乳液具有良好的连接效果，可实现良好乳化，同时，其NCO的端基在加热后更有利于固化效果。

进一步，所述VAE乳液的固含量介于50％-65％之间。

进一步，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂，优选的，采用十二烷基硫酸钠。

进一步，所述非极性塑料基材为PP、PE塑料等。

进一步，所述皮革为牛皮、羊皮或人工合成的PU皮等。

进一步，所述各组分按以下次序加料，首先，将VAE乳液与水性连接料混合均匀，后加入水性聚氨酯乳液、水性橡胶乳液和水性烯萜树脂乳液，并快速搅拌，在搅拌过程中缓慢滴加表面活性剂得到均匀乳液。

进一步，所述水性粘合剂上胶工艺为，其上胶工艺为，于皮或塑基材一方粘合面单面刷胶，开放时间为15-25s后粘合，粘合后放置8h，后于70-80℃保温8-12h。

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

一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括VAE乳液、水性连接料、水性聚氨酯乳液、水性橡胶乳液、水性烯萜树脂乳液、表面活性剂。

其中，各组分质量份数比例如下：

VAE乳液：64份

水性连接料：16份

水性聚氨酯乳液：8份

水性橡胶乳液：15份

水性烯萜树脂乳液：2份

表面活性剂：0.8份

所述64份VAE乳液中，54份为川维的705VAE乳液，12份为瓦克的920VAE乳液，所述水性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溶于丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、己二酸、丁二酸酐的混合液中，并将混合液逐步滴加到底料中，加温至75℃，保持回流，2-3h滴加完毕。保温2h后，补加少量BPO进一步保温反应1h，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乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、己二酸、丁二酸酐占混合液中的质量分数为51％，32％，4％和13％，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1.2％。其中，第一次加入的BPO为混合液质量的1％，后补加的BPO加入总量为混合液质量的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乙酯中一起投入反应瓶，在105℃保温反应，2h后开始测量酸值，1h测1次，直到酸价降至50mgKOH/g以下，降温到60℃，加入氨水中和，出料得到水性连接料，其中对羟基苯甲醚与A中混合液的质量比为0.38；甲基丙烯酸乙酯与A中混合液的质量比为0.32，其中的催化剂三乙烯二胺为甲基丙烯酸乙酯质量的1.2％。

所述水性聚氨酯乳液为阴离子型聚醚水性聚氨酯，其R值为2.5，其分子量介于3000-4000之间。

所述VAE乳液的固含量为55％。

所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。

所述各组分按以下次序加料，首先，将VAE乳液与水性连接料混合均匀，后加入水性聚氨酯乳液、水性橡胶乳液和水性烯萜树脂乳液，并快速搅拌，在搅拌过程中缓慢滴加表面活性剂得到均匀乳液。

所述水性粘合剂上胶工艺为，其上胶工艺为，于皮或塑基材一方粘合面单面刷胶，开放时间为15-20s后粘合，粘合后放置8h，后于80℃保温10h。

实施例2

一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括水性VAE乳液、水性连接料、水性聚氨酯乳液、水性橡胶乳液、水性烯萜树脂乳液、表面活性剂。

其中，各组分质量份数比例如下：

VAE乳液：62份

水性连接料：12份

水性聚氨酯乳液：8份

水性橡胶乳液：18份

水性烯萜乳液：2.5份

表面活性剂：0.6份

所述62份VAE乳液中，36份为川维的705VAE乳液，16份为瓦克的920VAE乳液。

所述水性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溶于丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、己二酸、丁二酸酐的混合液中，并将混合液逐步滴加到底料中，加温至75℃，保持回流，2-3h滴加完毕。保温2h后，补加少量BPO进一步保温反应1h，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乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、己二酸、丁二酸酐占混合液中的质量分数为55％，30％，5％和10％，底料与混合液的质量比为1:1.5，BPO加入总量为混合液质量的1.2％。其中，第一次加入的BPO为混合液质量的1.1％，后补加的BPO加入总量为混合液质量的0.1％；

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乙酯中一起投入反应瓶，在105℃保温反应，2h后开始测量酸值，1h测1次，直到酸价降至50mgKOH/g以下，降温到60℃，加入氨水中和，出料得到水性连接料，其中对羟基苯甲醚与A中混合液的质量比为0.34；甲基丙烯酸乙酯与A中混合液的质

量比为0.41，其中的催化剂三乙烯二胺为甲基丙烯酸乙酯质量的1.2％。

所述水性聚氨酯乳液为阴离子型聚醚水性聚氨酯，其R值为3.2，其分子量介于2500-3500之间。

所述VAE乳液的固含量为58％。

所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠。

所述各组分按以下次序加料，首先，将VAE乳液与水性连接料混合均匀，后加入水性聚氨酯乳液、水性橡胶乳液和水性烯萜树脂乳液，并快速搅拌，在搅拌过程中缓慢滴加表面活性剂得到均匀乳液。

所述水性粘合剂上胶工艺为，于皮或塑基材一方粘合面单面刷胶，开放时间为20-25s后粘合，粘合后放置8h，后于70℃保温10h。

Claims (8)

1.一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，由多种原料复配而成，原料包括醋酸乙烯-乙烯共聚物（VAE）乳液、水性连接料、水性聚氨酯乳液、水性橡胶乳液、水性烯萜树脂乳液、表面活性剂，其中，各组分质量份数比例如下 ：

VAE 乳液 ： 50-80 份

水性连接料 ：10-20 份

水性聚氨酯乳液 ：5-12 份

水性橡胶乳液 ：10-20 份

水性烯萜树脂乳液 ：1-3 份

表面活性剂 ：0.5-1 份

其特征还在于 ：所述 VAE 乳液由两种或两种以上不同玻璃化温度的 VAE 乳液混合组成，其中至少有一种 VAE 乳液的玻璃化温度小于 0℃，且玻璃化温度小于 0℃的 VAE乳液占所有 VAE乳液总质量的 20%-40% 之间；

其特征还在于 ：所述水性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 溶于丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、己二酸、

丁二酸酐的混合液中，并将混合液逐步滴加到底料中，加温至 70-80℃，保持回流，2-3h

滴加完毕，保温 2h 后，补加少量 BPO 进一步保温反应 1h，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乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、己二酸、丁二酸酐占混合液中的质量分数为 45-60%，25-40%，4-8 %和 8-18 %，底料与混合液的质量比为 1:1.4-1.8，BPO加入总量为混合液质量的 1.2%；

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

解于甲基丙烯酸乙酯中一起投入反应瓶，在 100-110℃之间保温反应，2 h 后开始测量酸值，

1 h 测 1 次，直到酸价降至 50 mgKOH/g 以下，降温到 60℃，加入氨水中和，出料得到水性连接料，其中对羟基苯甲醚与A中混合液的质量比为0.31-0.45 ；甲基丙烯酸乙酯与A 中混合液的质量比为 0.26-0.48，其中的催化剂三乙烯二胺为甲基丙烯酸乙酯质量的0.8-1.6%。

2.如权利要求 1 所述的一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，其特征在于：所述水性聚氨酯乳液为阴离子型聚醚水性聚氨酯，其 R 值介于 2-3.5 之间，其分子量介于2000-5000 之间。

3.如权利要求1或2 所述的一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，其特征在于：所述 VAE 乳液的固含量介于 50%-65% 之间。

4.如权利要求 1 所述的一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，其特征在于：所述表面活性剂为阴离子表面活性剂。

5.如权利要求 1 所述的一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，其特征在于：所述各组分按以下次序加料，首先，将 VAE 乳液与水性连接料混合均匀，后加入水性聚氨酯乳液、水性橡胶乳液和水性烯萜树脂乳液，并快速搅拌，在搅拌过程中缓慢滴加表面活性剂得到均匀乳液。

6.如权利要求 1 所述的一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，其特征在于：其上胶工艺为，于皮或塑基材一方粘合面单面刷胶，开放时间为 15-25s 后粘合，粘合后放置 8h，后于 70-80℃保温 8-12h。

7.如权利要求 1 所述的一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，其特征在于：所述非极性塑料基材为 PP、PE 塑料。

8.如权利要求 1 所述的一种适用于皮革与非极性塑料基材粘合用水性粘合剂，其特征在于：所述皮革为牛皮、羊皮或人工合成的 PU 皮。