CN108456499A - 一种封口胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种封口胶及其制备方法，所述封口胶包含的各组分及各组分的重量百分比为：硬单体15～20重量份，软单体40～50重量份，功能性单体30～45重量份，引发剂8.5～9重量份，乳化剂30～40重量份，缓冲剂20～30重量份，功能性助剂7～8重量份，去离子水500～800重量份，粘度调节剂控制体系粘度为100～200mpa.s所需要的量。本发明还提供了一种封口胶的制备方法，与现有的油性胶、乙烯‑醋酸乙烯(EVA)热溶胶等技术相比，本发明的有益效果是：低成本，环保无毒害，无污染，初粘力强、干燥时间快、粘接强度大，粘接后性能稳定不爆口、不发脆、能耐高低温，对上压光、复膜等产品有较好的粘接性。

Description

一种封口胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其涉及一种用于各种包装盒边口与底口等封边粘接的封口胶及其制备方法。
背景技术
封口胶也叫搭口胶、封边胶、纸塑粘合剂等，是一种单组份快干型水基粘胶剂，无毒害、无污染，产品包括手粘胶和机粘胶两种，是各种包装盒边口与底口等封口粘接或搭口成型用胶。广泛应用于烟盒、酒盒、鞋盒、药品盒、保健盒、食品盒、手提袋等，以及其他相关行业中各种纸、纸塑、复合膜纸、上光纸盒等的粘接。
封口胶一般要求环保无毒害、无污染、初粘力强、干燥时间快、粘接强度大、粘接后性能稳定不爆口、不发脆、能耐高低温、对上压光、复膜等产品有较好的粘接性。
封口胶通常可分为油性、水性和热融胶。
油性胶的毒性和使用安全性问题越来越突出，不但环境污染大，而且对操作工人的健康伤害大，已经处于淘汰边缘，但由于部分产品对质量要求较高，且其他类型胶水还不能达到油性胶的效果，因此，油性胶在市场上仍有一定范围的应用。
热溶胶是以乙烯-醋酸乙烯(EVA) 的共同聚合物(俗称树脂),配以其它的助剂，经混合而成的胶粘剂，这种胶水有一定的气味，但仍是环保产品。但热融胶最大的问题是速度慢、效率低，只能在部分手工活中使用，在大规模的纸盒包装流程中难以应用，另外该胶还存在成本较高的问题。
目前市场上出现了一些水性封口胶，水性封口胶是以天然高分子或合成高分子为黏料，以水为溶剂或分散剂，取代对环境有污染的有毒有机溶剂，而制备成的一种环境友好型胶黏剂，但水性封口胶普遍存在着干燥速度慢、粘接强度低的问题，应用范围受到很大的局限性。
特别是上光技术是近些年彩印行业最为兴起的磨光上油工艺，是通过在彩印纸表面固化的一种涂层腊，由于该涂层表面比较光滑，属于难粘物质，普通水性封口胶很难粘接。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种封口胶及其制备方法，该封口胶为水性封口胶，其干燥时间短、粘接强度大。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种封口胶，其所包含的各组分及各组分的重量百分比为：
硬单体 15～20重量份
软单体 40～50重量份
功能性单体 30～45重量份
引发剂 8.5～9重量份
乳化剂 30～40重量份
缓冲剂 20～30重量份
功能性助剂 7～8重量份
去离子水 500～800重量份
粘度调节剂 控制体系粘度为100～200mpa.s所需要的量；
其中，所述硬单体为苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯复配制得，所述软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯复配制得，所述功能性单体为丙烯酸羟乙酯和N-羟甲基丙烯酰胺复配制得；所述引发剂为过硫酸盐；所述乳化剂为磺基琥珀酸盐和酚醚硫酸盐复配制得；所述缓冲剂为碳酸氢铵和碳酸氢钠复配制得；所述功能性助剂包括水性润湿剂和水性消泡剂；所述粘度调节剂是控制体系粘度为100～200mpa.s的粘度调节剂。
优选的方案，所述硬单体为苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯按重量比2.8:7.2复配制得；所述软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯按重量比3.4 :5.6复配制得； 所述功能性单体为丙烯酸羟乙酯和N-羟甲基丙烯酰胺按重量比5.5 :1.5复配制得；所述乳化剂为磺基琥珀酸盐和酚醚硫酸盐按2:5复配制得；所述缓冲剂为碳酸氢铵和碳酸氢钠按重量比6.5:1.5复配制得。
进一步优选的方案，所述水性润湿剂为OT75润湿剂，所述水性消泡剂为水性矿物油和聚醚改性有机硅按重量比4:2.5复配制得。
更近一步优选的方案，所述封口胶的乳胶胶束粒径为80～160纳米，且乳胶粒径在粒径分布分析中呈现双峰分布，其中，乳胶胶束粒径为100纳米的占总量20～30%，且在80～120纳米区间呈现正态分布；乳胶胶束粒径为140纳米的占总量50～60%，且在120～160纳米区间呈现正态分布。
本发明还提供了一种封口胶的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将定量硬单体、软单体、乳化剂、去离子水加入到预乳化釜中，经搅拌后得到混合预乳化液，称量出其中的12%设为垫底种子反应液备用；
S2、将定量的功能性单体、引发剂、乳化剂、缓冲剂、去离子水加入到聚合反应釜中搅拌并升温至65～75℃；投入步骤A中称出的垫底种子反应液，反应35～40分钟，并往聚合反应釜持续加入去离子水，缓慢降温直至55～60℃，并控制温度在55～60℃，将聚合反应釜抽真空2.5h；再升温至90℃，将步骤A中剩余的预乳化液通过滴加的方式加入聚合反应釜，滴加时间8.0～9.0小时，并控制温度在85～90℃，滴加结束后降温至75～80℃，保温反应5小时，再降温到室温；
S3、加入功能性助剂，用去离子水调节固含量至35～55%，用粘度调节剂调整粘度至100～200mpa.s后，用500目过滤袋过滤包装出料。
优选的，步骤S1中所述的预乳化釜为开启弯叶式，叶片数为5叶，其直径与预乳化釜直径之比为0.79，其叶片直径与叶片高度之比为4.8。
进一步优选的，步骤S1中的搅拌转速控制在550～620转/分钟，搅拌时间为90分钟。
更进一步优选的，步骤S1中所述的去离子水的电导率控制在0.1μs/cm～1μs/cm。
再进一步优选的，步骤S2中聚合反应釜抽真空时的真空度保持在110～150毫米汞柱。
步骤S3中粘度调节剂为氨水，其中NH3的含量控制在5～8%，步骤S3中所述去离子水的电导率控制在150μs/cm～180μs/cm。
通过采用以上技术方案，本发明一种封口胶及其制备方法与现有技术相比，其有益效果为：
本发明封口胶成本低、环保无毒害、无污染、初粘力强、干燥时间快、粘接强度大，粘接后性能稳定不爆口、不发脆、能耐高低温，对上压光、复膜等产品有较好的粘接性。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
将180重量份的去离子水，14.5重量份的乳化剂（磺基琥珀酸盐和酚醚硫酸盐按2:5的重量比复配），20重量份的硬单体（苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯按2.8:7.2的重量比复配），40重量份的软单体(丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯按3.4:5.6的重量比复配)加入到预乳化釜中搅拌(转速为600 rpm)90分钟，配成预乳化液后称取30.54重量份的预乳化液作为垫底种子反应液备用；
将500重量份的去离子水，45重量份的功能性单体（丙烯酸羟乙酯和N-羟甲基丙烯酰胺按5.5：1.5的重量比复配），22重量份的缓冲剂（碳酸氢铵和碳酸氢钠按6.5：1.5的重量比复配），18重量份的乳化剂（15.6重量份的酚醚硫酸盐和2.4重量份的烷基酚聚氧乙烯醚复配），9重量份的引发剂（质量分数为50%的过硫酸铵水溶液）加入到反应釜中拌并升温至70℃，投入30.54重量份的垫底种子反应液，反应35分钟，并持续往聚合反应釜中加入100重量份的去离子水，缓慢降温至55℃，控制温度在55～60℃下抽真空2.5小时(真空度保持在120毫米汞柱)，抽真空结束后升温至90℃，并开始滴加剩余的预乳化液，滴加温度控制在80℃，滴加结束后，降温至80℃保温反应5小时，再降温到室温。
加入3重量份的水性润湿剂，5重量份的水性消泡剂（水性矿物油和聚醚改性有机硅按重量比4:2.5复配），用去离子水调节固含量为41%，滴加氨水来调整粘度为170±10mpa.s，用500目过滤袋过滤包装。
该实施例制备得到的封口胶，其各项性能如下：乳白色水性分散体，不分层，无沉淀，无结皮，搅拌后呈均匀状态；粘度：170±10mpa.s；pH值：8±1；固含量：41%。
实施例2
将180重量份的去离子水，16重量份的乳化剂（磺基琥珀酸盐和酚醚硫酸盐按2:5的重量比复配），18重量份的硬单体（苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯按2.8:7.2的重量比复配），45重量份的软单体(丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯按3.4:5.6的重量比复配)，加入到预乳化釜中搅拌(转速为620 rpm)90分钟，配成预乳化液后称取31.08重量份的预乳化液作为垫底种子反应液备用；
将500重量份的去离子水，45重量份的功能性单体（丙烯酸羟乙酯和N-羟甲基丙烯酰胺按5.5：1.5的重量比复配），28重量份的缓冲剂（碳酸氢铵和碳酸氢钠按6.5：1.5的重量比复配），20重量份的乳化剂（15.6重量份的酚醚硫酸盐和2.4重量份的烷基酚聚氧乙烯醚复配），8.5重量份的引发剂（质量分数为50%的过硫酸铵水溶液）加入到聚合反应釜中拌并升温至70℃，投入31.08重量份的垫底种子反应液，反应35分钟，并持续往聚合反应釜中加入100重量份的去离子水，缓慢降温至55℃，控制温度在55～60℃下抽真空2.5小时(真空度保持在150毫米汞柱)，抽真空结束后升温至90℃，并开始滴加剩余的预乳化液，滴加温度控制在80℃，滴加结束后，降温至75℃保温反应5小时，再降温到室温。
加入4重量份的水性润湿剂，3重量份的水性消泡剂（4重量份的水性矿物油和2.5重量份的聚醚改性有机硅复配），用去离子水调节固含量为42%，滴加氨水来调整粘度为160±20mpa.s，用500目过滤袋过滤包装。
该实施例制备得到的封口胶，其各项性能如下：乳白色水性分散体，不分层，无沉淀，无结皮，搅拌后呈均匀状态；粘度：160±20mpa.s；pH值：8±1；固含量：42%。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (10)

1.一种封口胶，其特征在于，其所包含的各组分及各组分的重量百分比为：
硬单体 15～20重量份
软单体 40～50重量份
功能性单体 30～45重量份
引发剂 8.5～9重量份
乳化剂 30～40重量份
缓冲剂 20～30重量份
功能性助剂 7～8重量份
去离子水 500～800重量份
粘度调节剂 控制体系粘度为100～200mpa.s所需要的量；
其中，所述硬单体为苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯复配制得，所述软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯复配制得，所述功能性单体为丙烯酸羟乙酯和N-羟甲基丙烯酰胺复配制得；所述引发剂为过硫酸盐；所述乳化剂为磺基琥珀酸盐和酚醚硫酸盐复配制得；所述缓冲剂为碳酸氢铵和碳酸氢钠复配制得；所述功能性助剂包括水性润湿剂和水性消泡剂；所述粘度调节剂是控制体系粘度为100～200mpa.s的粘度调节剂。
2.根据权利要求1所述的一种封口胶，其特征在于，所述硬单体为苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯按重量比2.8:7.2复配制得；所述软单体为丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯按重量比3.4 :5.6复配制得； 所述功能性单体为丙烯酸羟乙酯和N-羟甲基丙烯酰胺按重量比5.5 :1.5复配制得；所述乳化剂为磺基琥珀酸盐和酚醚硫酸盐按2:5复配制得；所述缓冲剂为碳酸氢铵和碳酸氢钠按重量比6.5:1.5复配制得。
3.根据权利要求1所述的一种封口胶，其特征在于，所述水性润湿剂为OT75润湿剂，所述水性消泡剂为水性矿物油和聚醚改性有机硅按重量比4:2.5复配制得。
4.根据权利要求1所述的一种封口胶，其特征在于，所述封口胶的乳胶胶束粒径为80～160纳米，且乳胶粒径在粒径分布分析中呈现双峰分布，其中，乳胶胶束粒径为100纳米的占总量20～30%，且在80～120纳米区间呈现正态分布；乳胶胶束粒径为140纳米的占总量50～60%，且在120～160纳米区间呈现正态分布。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的封口胶的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1、将定量硬单体、软单体、乳化剂、去离子水加入到预乳化釜中，经搅拌后得到混合预乳化液，称量出其中的12%设为垫底种子反应液备用；
S2、将定量的功能性单体、引发剂、乳化剂、缓冲剂、去离子水加入到聚合反应釜中搅拌并升温至65～75℃；投入步骤A中称出的垫底种子反应液，反应35～40分钟，并往聚合反应釜持续加入去离子水，缓慢降温直至55～60℃，并控制温度在55～60℃，将聚合反应釜抽真空2.5h；再升温至90℃，将步骤A中剩余的预乳化液通过滴加的方式加入聚合反应釜，滴加时间8.0～9.0小时，并控制温度在85～90℃，滴加结束后降温至75～80℃，保温反应5小时，再降温到室温；
S3、加入功能性助剂，用去离子水调节固含量至35～55%，用粘度调节剂调整粘度至100～200mpa.s后，用500目过滤袋过滤包装出料。
6.根据权利要求5所述的一种封口胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的预乳化釜为开启弯叶式，叶片数为5叶，其直径与预乳化釜直径之比为0.79，其叶片直径与叶片高度之比为4.8。
7.根据权利要求5所述的一种封口胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中的搅拌转速控制在550～620转/分钟，搅拌时间为90分钟。
8.根据权利要求5所述的一种封口胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的去离子水的电导率控制在0.1μs/cm～1μs/cm。
9.根据权利要求5所述的一种封口胶的制备方法，其特征在于，步骤S2中聚合反应釜抽真空时的真空度保持在110～150毫米汞柱。
10.根据权利要求5所述的一种封口胶的制备方法，其特征在于，步骤S3中粘度调节剂为氨水，其中NH3的含量控制在5～8%，步骤S3中所述去离子水的电导率控制在150μs/cm～180μs/cm。
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