CN105907343A - 一种水性丙烯酸复合胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性丙烯酸复合胶粘剂，按照重量份的原料包括：乳化剂5‑10份、引发剂0.2‑0.6份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂4‑6份、软单体20‑30份、缓冲剂0.5‑0.7份、硬单体20‑30份、功能性单体8‑12份、pH调节剂4‑6份、去离子水70‑90份。所述硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸正丁酯中的一种或两种以上。本发明制备得到的水性丙烯酸符合胶粘剂稳定性好、粘度高，不含任何有机溶剂，无毒，有利于环境保护和操作工人的身体健康，并且易于输运和存储，通过加入各种性能优异的水性助剂，减少产品使用中的泡沫，改善乳液在塑料膜表面的润湿流平性，操作便利，并能改善胶水与PET膜的亲润性，提高剥离强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂，具体是一种水性丙烯酸复合胶粘剂及其制备方法。
背景技术
一直以来，食品包装袋复合用胶粘剂均采用有机溶剂型胶粘剂，它对环境和人体都有毒害。而水性复合胶粘剂以水作溶剂，完全无毒无害，是一种环保型胶粘剂，非常适合用于食品包装材料的复合。水性复合胶粘剂的优点主要有：（1）复合薄膜不会有溶剂残留，包装材料残留溶剂臭气减少；（2）不需溶剂回收装置，有利于工厂内劳动环境的卫生；（3）没有火灾、爆炸的危险；（4）成本低。丙烯酸类乳液胶粘剂是比较常用的水性胶粘剂，但目前该水性胶粘剂的应用还非常有限，其主要原因是水性胶粘剂的粘接强度都不及溶剂型胶粘剂，水性胶粘剂中都会残留一些小分子物质，如乳化剂以及其他助剂，成膜之后会析出或向表面迁移，影响材料表面的粘接；另外水的表面张力较大，导致胶液与薄膜表面的润湿性不好，也会影响粘接强度。因此，提高水性胶粘剂的粘接力是关键之点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定性好、粘度高的水性丙烯酸复合胶粘剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水性丙烯酸复合胶粘剂，按照重量份的原料包括：乳化剂5-10份、引发剂0.2-0.6份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂4-6份、软单体20-30份、缓冲剂0.5-0.7份、硬单体20-30份、功能性单体8-12份、pH调节剂4-6份、去离子水70-90份。
作为本发明进一步的方案：所述水性丙烯酸复合胶粘剂，按照重量份的原料包括：乳化剂6-9份、引发剂0.3-0.5份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂4.5-5.5份、软单体22-28份、缓冲剂0.55-0.65份、硬单体22-28份、功能性单体9-11份、pH调节剂4.5-5.5份、去离子水75-85份。
作为本发明进一步的方案：所述水性丙烯酸复合胶粘剂，按照重量份的原料包括：乳化剂8份、引发剂0.4份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂5份、软单体25份、缓冲剂0.6份、硬单体25份、功能性单体10份、pH调节剂5份、去离子水80份。
作为本发明进一步的方案：所述硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸正丁酯中的一种或两种以上。
作为本发明进一步的方案：所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯和丙烯酸异辛酯中的一种或两种以上。
作为本发明进一步的方案：所述功能性单体为丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸β-羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸β-羟丙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上。
作为本发明进一步的方案：所述乳化剂为烷基萘磺酸钠盐和丁二酸烷基酯磺酸钠盐两种阴离子型乳化剂的混合物，二者混合的重量比例为10:1-10。
作为本发明再进一步的方案：所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。
所述水性丙烯酸复合胶粘剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将硬单体、软单体和功能性单体混合均匀得到混合单体备用；
（3）将总量40-60%的去离子水和总量50-70%的乳化剂投入至乳化釜中，搅拌乳化40-60min后，再投入总量40-60%的混合单体，开动搅拌乳化60-80min得到第一预乳化液；
（4）加入占引发剂溶液总重量20-40％的引发剂溶液至乳化釜中，所述引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的8-12％质量浓度的水溶液，反应20-30min得到滴加混合液；
（5）将缓冲剂、剩余的去离子水、乳化剂和混合单体投入至聚合釜中，开动搅拌并升温，当温度到达70-75℃时，向所述反应釜中滴加上述步骤得到的滴加混合液，在2-4h内滴完，然后升温到80-85℃，继续加入端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂和剩余的引发剂溶液，保温反应60-80min；
（6）降温至40-45℃，加入pH调节剂调节溶液的pH值为6-7，得到水性丙烯酸复合胶粘剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备得到的水性丙烯酸符合胶粘剂稳定性好、粘度高，不含任何有机溶剂，无毒，有利于环境保护和操作工人的身体健康，并且易于输运和存储，通过加入各种性能优异的水性助剂，减少产品使用中的泡沫，改善乳液在塑料膜表面的润湿流平性，操作便利，并能改善胶水与PET膜的亲润性，提高剥离强度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种水性丙烯酸复合胶粘剂，按照重量份的原料包括：乳化剂5份、引发剂0.2份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂4份、软单体20份、缓冲剂0.5份、硬单体20份、功能性单体8份、pH调节剂4份、去离子水70份。
所述水性丙烯酸复合胶粘剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将硬单体、软单体和功能性单体混合均匀得到混合单体备用；
（3）将总量40%的去离子水和总量50%的乳化剂投入至乳化釜中，搅拌乳化40min后，再投入总量40%的混合单体，开动搅拌乳化60min得到第一预乳化液；
（4）加入占引发剂溶液总重量20％的引发剂溶液至乳化釜中，所述引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的8％质量浓度的水溶液，反应20min得到滴加混合液；
（5）将缓冲剂、剩余的去离子水、乳化剂和混合单体投入至聚合釜中，开动搅拌并升温，当温度到达70℃时，向所述反应釜中滴加上述步骤得到的滴加混合液，在2h内滴完，然后升温到80℃，继续加入端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂和剩余的引发剂溶液，保温反应60min；
（6）降温至40℃，加入pH调节剂调节溶液的pH值为6，得到水性丙烯酸复合胶粘剂。
实施例2
一种水性丙烯酸复合胶粘剂，按照重量份的原料包括：乳化剂6份、引发剂0.3份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂4.5份、软单体22份、缓冲剂0.55份、硬单体22份、功能性单体9份、pH调节剂4.5份、去离子水75份。
所述水性丙烯酸复合胶粘剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将硬单体、软单体和功能性单体混合均匀得到混合单体备用；
（3）将总量45%的去离子水和总量55%的乳化剂投入至乳化釜中，搅拌乳化45min后，再投入总量45%的混合单体，开动搅拌乳化65min得到第一预乳化液；
（4）加入占引发剂溶液总重量25％的引发剂溶液至乳化釜中，所述引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的9％质量浓度的水溶液，反应22min得到滴加混合液；
（5）将缓冲剂、剩余的去离子水、乳化剂和混合单体投入至聚合釜中，开动搅拌并升温，当温度到达71℃时，向所述反应釜中滴加上述步骤得到的滴加混合液，在2.5h内滴完，然后升温到81℃，继续加入端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂和剩余的引发剂溶液，保温反应65min；
（6）降温至41℃，加入pH调节剂调节溶液的pH值为6.2，得到水性丙烯酸复合胶粘剂。
实施例3
一种水性丙烯酸复合胶粘剂，按照重量份的原料包括：乳化剂8份、引发剂0.4份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂5份、软单体25份、缓冲剂0.6份、硬单体25份、功能性单体10份、pH调节剂5份、去离子水80份。
所述水性丙烯酸复合胶粘剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将硬单体、软单体和功能性单体混合均匀得到混合单体备用；
（3）将总量50%的去离子水和总量60%的乳化剂投入至乳化釜中，搅拌乳化50min后，再投入总量50%的混合单体，开动搅拌乳化70min得到第一预乳化液；
（4）加入占引发剂溶液总重量30％的引发剂溶液至乳化釜中，所述引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的10％质量浓度的水溶液，反应25min得到滴加混合液；
（5）将缓冲剂、剩余的去离子水、乳化剂和混合单体投入至聚合釜中，开动搅拌并升温，当温度到达2℃时，向所述反应釜中滴加上述步骤得到的滴加混合液，在3h内滴完，然后升温到82℃，继续加入端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂和剩余的引发剂溶液，保温反应70min；
（6）降温至42℃，加入pH调节剂调节溶液的pH值为6.5，得到水性丙烯酸复合胶粘剂。
实施例4
一种水性丙烯酸复合胶粘剂，按照重量份的原料包括：乳化剂9份、引发剂0.5份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂5.5份、软单体28份、缓冲剂0.65份、硬单体28份、功能性单体11份、pH调节剂5.5份、去离子水85份。
所述水性丙烯酸复合胶粘剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将硬单体、软单体和功能性单体混合均匀得到混合单体备用；
（3）将总量55%的去离子水和总量65%的乳化剂投入至乳化釜中，搅拌乳化55min后，再投入总量55%的混合单体，开动搅拌乳化75min得到第一预乳化液；
（4）加入占引发剂溶液总重量35％的引发剂溶液至乳化釜中，所述引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的11%质量浓度的水溶液，反应28min得到滴加混合液；
（5）将缓冲剂、剩余的去离子水、乳化剂和混合单体投入至聚合釜中，开动搅拌并升温，当温度到达74℃时，向所述反应釜中滴加上述步骤得到的滴加混合液，在3.5h内滴完，然后升温到84℃，继续加入端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂和剩余的引发剂溶液，保温反应75min；
（6）降温至44℃，加入pH调节剂调节溶液的pH值为6.8，得到水性丙烯酸复合胶粘剂。
实施例5
一种水性丙烯酸复合胶粘剂，按照重量份的原料包括：乳化剂10份、引发剂0.6份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂6份、软单体30份、缓冲剂0.7份、硬单体30份、功能性单体12份、pH调节剂6份、去离子水90份。
所述水性丙烯酸复合胶粘剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将硬单体、软单体和功能性单体混合均匀得到混合单体备用；
（3）将总量60%的去离子水和总量70%的乳化剂投入至乳化釜中，搅拌乳化60min后，再投入总量60%的混合单体，开动搅拌乳化80min得到第一预乳化液；
（4）加入占引发剂溶液总重量40％的引发剂溶液至乳化釜中，所述引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的12％质量浓度的水溶液，反应30min得到滴加混合液；
（5）将缓冲剂、剩余的去离子水、乳化剂和混合单体投入至聚合釜中，开动搅拌并升温，当温度到达75℃时，向所述反应釜中滴加上述步骤得到的滴加混合液，在4h内滴完，然后升温到85℃，继续加入端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂和剩余的引发剂溶液，保温反应80min；
（6）降温至45℃，加入pH调节剂调节溶液的pH值为7，得到水性丙烯酸复合胶粘剂。
所述硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸正丁酯中的一种或两种以上；所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯和丙烯酸异辛酯中的一种或两种以上；所述功能性单体为丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸β-羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸β-羟丙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上；所述乳化剂为烷基萘磺酸钠盐和丁二酸烷基酯磺酸钠盐两种阴离子型乳化剂的混合物，二者混合的重量比例为10:1-10；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。
本发明制备得到的水性丙烯酸符合胶粘剂稳定性好、粘度高，不含任何有机溶剂，无毒，有利于环境保护和操作工人的身体健康，并且易于输运和存储，通过加入各种性能优异的水性助剂，减少产品使用中的泡沫，改善乳液在塑料膜表面的润湿流平性，操作便利，并能改善胶水与PET膜的亲润性，提高剥离强度。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种水性丙烯酸复合胶粘剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：乳化剂5-10份、引发剂0.2-0.6份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂4-6份、软单体20-30份、缓冲剂0.5-0.7份、硬单体20-30份、功能性单体8-12份、pH调节剂4-6份、去离子水70-90份。
2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸复合胶粘剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：乳化剂6-9份、引发剂0.3-0.5份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂4.5-5.5份、软单体22-28份、缓冲剂0.55-0.65份、硬单体22-28份、功能性单体9-11份、pH调节剂4.5-5.5份、去离子水75-85份。
3.根据权利要求1所述的水性丙烯酸复合胶粘剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：乳化剂8份、引发剂0.4份、端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂5份、软单体25份、缓冲剂0.6份、硬单体25份、功能性单体10份、pH调节剂5份、去离子水80份。
4.根据权利要求1-3任一所述的水性丙烯酸复合胶粘剂，其特征在于，所述硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸正丁酯中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1-3任一所述的水性丙烯酸复合胶粘剂，其特征在于，所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯和丙烯酸异辛酯中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1-3任一所述的水性丙烯酸复合胶粘剂，其特征在于，所述功能性单体为丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸β-羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸β-羟丙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1-3任一所述的水性丙烯酸复合胶粘剂，其特征在于，所述乳化剂为烷基萘磺酸钠盐和丁二酸烷基酯磺酸钠盐两种阴离子型乳化剂的混合物，二者混合的重量比例为10:1-10。
8.根据权利要求1-3任一所述的水性丙烯酸复合胶粘剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。
9.一种如权利要求1-3任一所述的水性丙烯酸复合胶粘剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）按照重量份称取各原料；
（2）将硬单体、软单体和功能性单体混合均匀得到混合单体备用；
（3）将总量40-60%的去离子水和总量50-70%的乳化剂投入至乳化釜中，搅拌乳化40-60min后，再投入总量40-60%的混合单体，开动搅拌乳化60-80min得到第一预乳化液；
（4）加入占引发剂溶液总重量20-40％的引发剂溶液至乳化釜中，所述引发剂溶液为用去离子水将引发剂配成的8-12％质量浓度的水溶液，反应20-30min得到滴加混合液；
（5）将缓冲剂、剩余的去离子水、乳化剂和混合单体投入至聚合釜中，开动搅拌并升温，当温度到达70-75℃时，向所述反应釜中滴加上述步骤得到的滴加混合液，在2-4h内滴完，然后升温到80-85℃，继续加入端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂和剩余的引发剂溶液，保温反应60-80min；
（6）降温至40-45℃，加入pH调节剂调节溶液的pH值为6-7，得到水性丙烯酸复合胶粘剂。
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