CN108102025A - 一种压花pe复合专用水性胶水及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水性胶粘剂领域，公开了一种压花PE复合专用水性胶水，所述的水性胶水由以下单体在交联剂存在的条件下通过种子乳液聚合法制备得到：丙烯酸酯类单体35～40份；丙烯酸或者甲基丙烯酸2～3份；甲基丙烯酸酯类3～4份；苯乙烯或者丙烯腈5～15份；丙烯酸羟酯类3～5。该材料牢度可靠、生产使用环保、降低生产成本，本发明还提供了该配方的生产方法。

Description

一种压花PE复合专用水性胶水及其制备方法

技术领域

本发明是一种水性胶粘剂，适用于压花PE与印刷PE复合领域，复合之后满足300度以下热封及装拉链等后工序要求，具体涉及一种水性复合PE专用胶水及其制备方法。

背景技术

印刷PE与热封PE 或者压花PE复合主要用在婴儿纸尿裤外包装，还有卫生巾，重包装等结构；目前这类结构的复合工艺用胶，都采用溶剂型双组份聚氨酯胶粘剂，普通的水性胶或者无溶剂胶水都达不到要求，市场上尚无满足软包企业要求的专业复合PE的水性胶。软包行业的复合工艺每年消耗并且直接向大气排放未经燃烧的溶剂（醋酸乙酯、甲苯、工业醇类）超过200万吨，能源损耗相当严重，同时给环境造成巨大的污染危害。2015年10月国家正式通过VOC治理法案，对工业溶剂排放全面征收排污治理费。

然而，软包企业的苦衷在于：目前复合工业缺乏性能可靠的水性复合胶取代传统的溶剂型复合胶，无溶剂复合也处于探索阶段，不仅设备采购成本高，而且品质不可控，高废品率产出造成的经济损失令许多包装企业望而止步；原有的水性复合胶（包括国内各个厂家和国际知名品牌）对基材的适应面都非常有限，无法满足PE结构复合工艺的全面要求；

复合工艺强烈渴望一种性能上可以满足专业复合PE结构要求，同时更为经济、可以降低复合成本，又对原有的复合机设备及工艺尽量少的改变；只有这样，原有的复合机操作人员可以很快适应新胶水的使用，原有的复合机设备还可以继续使用而不必增加大量的设备采购成本，同时还可以在原有的基础上降低单位面积的用胶成本，满足以上所有条件的水性胶才能真正成为PE复合的专业要求。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明针对软包行业复合PE工艺当前遇到的困境，结合国家提倡的“节能减排、低碳环保；推广绿色经济，实现可持续发展”的重要指示，本发明提供了一种专门适用于PE与PE之间复合的水性胶。

其具体方案为：一种压花PE复合专用水性胶水，所述的水性胶水由以下单体在交联剂存在的条件下通过种子乳液聚合法制备得到：

丙烯酸酯类单体35～40份；

丙烯酸或者甲基丙烯酸2～3份；

甲基丙烯酸酯类3～4份；

苯乙烯或者丙烯腈5～15份；

丙烯酸羟酯类3～5份。

在上述的压花PE复合专用水性胶水中，所述的丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸月桂酯中的一种或多种。

在上述的压花PE复合专用水性胶水中，所述的甲基丙烯酸酯类为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一种或多种。

在上述的压花PE复合专用水性胶水中，所述的丙烯酸羟酯类为甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种。

在上述的压花PE复合专用水性胶水中，所述的交联剂分别添加在种子乳液和主体乳液中，其中，种子乳液中含有N-羟基丙烯酰胺或者双丙酮丙烯酰胺1～2份；所述的主体乳液中含有依康酸、二甲基丙烯酸乙二醇酯或者马来酸二稀丙酯0.4～0.8份。

在上述的压花PE复合专用水性胶水中，所述的种子乳液聚合法中还包括乳化剂2～3份、引发剂0.2～0.8份、缓冲剂0.1～0.3份、氧化剂0.1份、还原剂0.06份、润湿剂0.5～1份、分散剂0.5～2份、消泡剂0.1～0.5份、氨水或者片碱溶液1～3份、去离子水40～60份。

在上述的压花PE复合专用水性胶水中，所述的乳化剂包括：OP-10，NP-10,TX-10，COPS-1;CO-436，DNS-86, AT658和ES-50D等至少两种。

在上述的压花PE复合专用水性胶水中，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或多种；所述的氧化剂为过硫酸钠和/或叔丁基过氧化氢；所述的还原剂为吊白块和/或亚硫酸氢钠；所述的润湿剂为OT-75、DC-01、空气化学的440或810；所述的消泡剂为改性有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂或炔二醇类消泡剂。

同时，本发明还公开了一种如上所述的压花PE复合专用水性胶水的制备方法，包括如下步骤：

步骤（1）：单体预乳化：将去离子水、乳化剂放入乳化罐内，开动搅拌，然后加入：丙烯酸酯类单体、丙烯酸或者甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯类、苯乙烯或者丙烯腈、丙烯酸羟酯类、溶解好的N-羟基丙烯酰胺或者双丙酮丙烯酰胺，持续乳化一段时间，得到均匀稳定的乳化单体；

步骤（2）：种子乳液的聚合：在反应釜中加入去离子水、乳化剂、缓冲剂，升温至80～85摄氏度，加入引发剂，步骤（1）中制得的乳化单体总量的10%，反应15—30分钟，再保温20—40分钟，制备好种子乳液；

步骤（3）：主体乳液的聚合：在步骤（2）所述的反应釜中，继续滴加剩下的所有乳化单体与剩下的引发剂，温度控制在83～85度，分两段滴加，滴加至一半时往乳化釜内加入依康酸、二甲基丙烯酸乙二醇酯或者马来酸二稀丙酯，搅拌均匀再继续滴加，滴加完后保温一段时间；然后降温至75℃开始消除残留单体，先滴加氧化剂溶液，间隔一段时间再滴加还原剂溶液；再次降温至55℃，用适量的氨水将PH值调至7.0～7.5，然后逐步加入润湿剂、分散剂和消泡剂。

本发明的有益效果在于：

本发明的PE专用水性复合胶可以适应PE之间的交叉复合形成复合材料,牢度可靠，满足热封制袋要求；

本发明的水性复合胶是单组份的，无需固化剂，可以实现常温下自交联的水性胶；十分环保，从制作开始就是使用去离子纯净水为分散体（溶剂），到使用过程中，无需添加任何易挥发溶剂，使用后接触部位（盛胶盘、刮刀、上胶辊）都只需要洁净的自来水清洗即可；

可以大幅降低复合单位成本，根据材料结构搭配不同每平米涂胶干量可以控制在2—5克即可满足透明度和牢度要求，每平米用胶水成本低至9分钱;

可以在原有的干式复合机上使用本产品，不需要增加设备投入；

使用方法和操作工艺与原来的主流产品十分接近，现有的从业人员容易掌握；

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

为了更加清楚的对本发明进行说明，列举如下实施例来说明本发明的优越性。

实例1 （单位：克）

丙烯酸丁酯 230

丙烯酸乙酯 30

丙烯酸月桂酯 19

甲基丙烯酸甲酯 12

甲基丙烯酸羟丙酯 20

苯乙烯 60

丙烯腈 15

丙烯酸 12

N-羟基丙烯酰胺 10

依康酸 6

OP-10 5

DNS-86 8

COPS-1 1

过硫酸氨 3.5

碳酸氢钠 0.8

氨水 6

润湿剂DC01 4

分散剂 8

消泡剂 1

去离子水 559

所述水性复合PE专用胶水的制备方法，包括以下步骤：

（1）单体预乳化：将350去离子水、乳化剂OP-10 5及DNS-86 8放入乳化罐内，开动搅拌，转速每分钟80转，然后逐步加入：N-羟基丙烯酰胺10、丙烯酸丁230、丙烯酸乙酯 30、丙烯酸月桂酯 19、甲基丙烯酸甲酯 12、甲基丙烯酸羟丙酯 20、苯乙烯 60、丙烯腈 15、丙烯酸12、，持续乳化30分钟，得到均匀稳定的乳化单体；

（2）种子乳液的聚合：在反应釜中加入209去离子水，COPS-1 1，碳酸氢钠 0.8，升温至80～85摄氏度，加入过硫酸氨2.5，再加入（1）步骤中制得的乳化单体60，反应15—30分钟，再保温20—40分钟，制备好种子乳液；

（3）主体乳液的聚合：在（2）所述的反应釜中，继续滴加剩下的所有乳化单体与剩下的引发剂，温度控制在83～85度，总时长约240分钟，分两段滴加，滴加至一半时往乳化釜内加入依康酸 6，搅拌均匀再继续滴加，滴加完后保温90分钟；然后降温至至75度开始消除残留单体，先滴加氧化剂溶液，间隔10分钟再滴加还原剂溶液；再次降温至55度，用适量的氨水4-6将PH值调至7.0—7.5，然后逐步加入润湿剂DC01 4、分散剂 8和消泡剂 1，加完再搅拌1小时。检测胶水的：外观品相、固含量，粘度、PH值等参数是否在标准要求范围内，如果达标则用300目滤网过滤，密封包装。

实施案例2

丙烯酸丁酯 240

丙烯酸异辛酯 10

丙烯酸月桂酯 15

甲基丙烯酸丁酯 15

甲基丙烯酸羟乙酯 10

苯乙烯 65

丙烯腈 15

甲基丙烯酸 13

N-羟基丙烯酰胺 10

二甲基丙烯酸乙二醇酯 6

NP-10 4.5

CO-436 6

COPS-1 2

过硫酸钠氨 3.5

碳酸氢钠 1

叔丁基过氧化氢 1

亚硫酸氢钠 0.6

氨水 5

润湿剂OT-75 4

分散剂 8

消泡剂 1

去离子水 566

所述水性复合PE专用胶水的制备方法，包括以下步骤：

（1）单体预乳化：将380去离子水、乳化剂NP-10 4.5及CO-436 4放入乳化罐内，开动搅拌，转速每分钟80转，然后逐步加入：N-羟基丙烯酰胺10、丙烯酸丁酯240、丙烯酸异辛酯10、丙烯酸月桂酯 15、甲基丙烯酸丁酯 15、甲基丙烯酸羟乙酯 10、苯乙烯 65、丙烯腈 15、甲基丙烯酸 13，持续乳化30分钟，得到均匀稳定的乳化单体；

（2）种子乳液的聚合：在反应釜中加入220去离子水，COPS-1 2，碳酸氢钠 1，升温至80～85摄氏度，加入过硫酸氨2，再加入（1）步骤中制得的乳化单体总量的65，反应15—30分钟，再保温20—40分钟，制备好种子乳液；

（3）主体乳液的聚合：在（2）所述的反应釜中，继续滴加剩下的所有乳化单体与剩下的引发剂，温度控制在83～85度，总时长约240分钟，分两段滴加，滴加至一半时往乳化釜内加入二甲基丙烯酸乙二醇酯 6，搅拌均匀再继续滴加，滴加完后保温90分钟；然后降温至75度开始消除残留单体，先滴加氧化剂溶液，间隔10分钟再滴加还原剂溶液；再次降温至55度，用适量的氨水5将PH值调至7.0—7.5，然后逐步加入润湿剂OT-75 4、分散剂 8和消泡剂 1，加完再搅拌1小时。检测胶水的：外观品相、固含量，粘度、PH值等参数是否在标准要求范围内，如果达标则用300目滤网过滤，密封包装。

实施案例3

丙烯酸丁酯 220

丙烯酸异辛酯 30

丙烯酸月桂酯 20

甲基丙烯酸丁酯 20

甲基丙烯酸羟乙酯 15

苯乙烯 85

丙烯腈 10

甲基丙烯酸 12

双丙酮丙烯酰胺 8

马来酸二稀丙酯 6

NP-10 3

ES-50 1

COPS-1 1

过硫酸钠 3.2

碳酸氢钠 1

氨水 4.5

润湿剂440 4

分散剂 8

消泡剂 1

去离子水 544

所述水性复合PE专用胶水的制备方法，包括以下步骤：

（1）单体预乳化：将380去离子水、乳化剂NP-10 3及ES-50 1放入乳化罐内，开动搅拌，转速每分钟80转，然后逐步加入：双丙酮丙烯酰胺8、丙烯酸丁220、丙烯酸异辛酯 30、丙烯酸月桂酯 20、甲基丙烯酸丁酯 20、甲基丙烯酸羟乙酯 15、苯乙烯 85、丙烯腈 10、甲基丙烯酸 12，持续乳化30分钟，得到均匀稳定的乳化单体；

（2）种子乳液的聚合：在反应釜中加入220去离子水，COPS-1 1，碳酸氢钠 1，升温至80～85摄氏度，加入过硫酸钠2，再加入（1）步骤中制得的乳化单体总量的80，反应15—30分钟，再保温20—40分钟，制备好种子乳液；

（3）主体乳液的聚合：在（2）所述的反应釜中，继续滴加剩下的所有乳化单体与剩下的引发剂，温度控制在83～85度，总时长约220分钟，分两段滴加，滴加至一半时往乳化釜内加入马来酸二稀丙酯 6，搅拌均匀再继续滴加，滴加完后保温90分钟；然后降温至75度开始消除残留单体，先滴加氧化剂溶液，间隔10分钟再滴加还原剂溶液；再次降温至55度，用适量的氨水4将PH值调至7.0—7.5，然后逐步加入润湿剂440 4、分散剂 8和消泡剂 1，加完再搅拌1小时。检测胶水的：外观品相、固含量，粘度、PH值等参数是否在标准要求范围内，如果达标则用300目滤网过滤，密封包装。

以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种压花PE复合专用水性胶水，其特征在于，所述的水性胶水由以下单体在交联剂存在的条件下通过种子乳液聚合法制备得到：

丙烯酸酯类单体35～40份；

丙烯酸或者甲基丙烯酸2～3份；

甲基丙烯酸酯类3～4份；

苯乙烯或者丙烯腈5～15份；

丙烯酸羟酯类3～5份。

2.根据权利要求1所述的压花PE复合专用水性胶水，其特征在于，所述的丙烯酸酯类为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸月桂酯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的压花PE复合专用水性胶水，其特征在于，所述的甲基丙烯酸酯类为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的压花PE复合专用水性胶水，其特征在于，所述的丙烯酸羟酯类为甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的压花PE复合专用水性胶水，其特征在于，所述的种子乳液聚合法中还包括乳化剂2～3份、引发剂0.2～0.8份、缓冲剂0.1～0.3份、氧化剂0.1份、还原剂0.06份、润湿剂0.5～1份、分散剂0.5～2份、消泡剂0.1～0.5份、氨水或者片碱溶液1～3份、去离子水40～60份。

6.根据权利要求5所述的压花PE复合专用水性胶水，其特征在于，所述的乳化剂包括：OP-10，NP-10,TX-10，COPS-1;CO-436，DNS-86, AT658和ES-50D等至少两种。

7.根据权利要求5所述的压花PE复合专用水性胶水，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或多种；所述的氧化剂为过硫酸钠和/或叔丁基过氧化氢；所述的还原剂为吊白块和/或亚硫酸氢钠；所述的润湿剂为OT-75、DC-01、空气化学的440或810；所述的消泡剂为改性有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂或炔二醇类消泡剂。

8.一种如权利要求1-7任一所述的压花PE复合专用水性胶水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（1）：单体预乳化：将去离子水、乳化剂放入乳化罐内，开动搅拌，然后加入：丙烯酸酯类单体、丙烯酸或者甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯类、苯乙烯或者丙烯腈、丙烯酸羟酯类、溶解好的N-羟基丙烯酰胺或者双丙酮丙烯酰胺，持续乳化一段时间，得到均匀稳定的乳化单体；

步骤（2）：种子乳液的聚合：在反应釜中加入去离子水、乳化剂、缓冲剂，升温至80～85摄氏度，加入引发剂，步骤（1）中制得的乳化单体总量的10%，反应15—30分钟，再保温20—40分钟，制备好种子乳液；

步骤（3）：主体乳液的聚合：在步骤（2）所述的反应釜中，继续滴加剩下的所有乳化单体与剩下的引发剂，温度控制在83～85度，分两段滴加，滴加至一半时往乳化釜内加入依康酸、二甲基丙烯酸乙二醇酯或者马来酸二稀丙酯，搅拌均匀再继续滴加，滴加完后保温一段时间；然后降温至75℃开始消除残留单体，先滴加氧化剂溶液，间隔一段时间再滴加还原剂溶液；再次降温至55℃，用适量的氨水将PH值调至7.0～7.5，然后逐步加入润湿剂、分散剂和消泡剂。