CN109897576B - 一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水性胶粘剂技术领域，具体涉及一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂及其制备方法，是由按重量份计的20～33份去离子水、0.4～1.5份反应型乳化剂、40～50份丙烯酸酯单体混合物、5～15份长碳链丙烯酸酯单体、2～8份羟乙基丙烯酰脲以及0.2～0.6份引发剂制备单体滴加液；由30～42份去离子水、0.1～0.5份反应型乳化剂和0.1～0.2份引发剂制备釜底液；然后，向釜底液中滴加部分的单体滴加液制备种子乳液，再滴加剩余单体滴加液，并经过特定工艺条件反应后得到的。该水性胶粘剂应用于纸塑复合品经深压纹后，能够满足50℃、85％相对湿度的高温高湿条件下存放120小时而不起白点、不起泡且不脱胶。

Description

一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性胶粘剂技术领域，具体涉及一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂及其制备方法。

背景技术

纸塑复合工艺是利用胶粘剂涂布在BOPP或PET薄膜上，然后与纸质印刷品复合的印后加工工艺，综合了纸张与塑料的优点，使印刷品表面更加光亮平滑，色泽更加鲜艳和富有立体感，同时还起到防潮、防污、防伪、耐折耐磨等作用，广泛应用于装饰建材、包装材料、精装书籍、产品宣传广告或说明书等。

随着经济的进一步发展，一些包装产品在纸塑复合后经常需要应用深压纹工艺。深压纹作为包装装潢印刷品表面整饰加工的一种特种工艺，不仅可提高产品包装的质量档次，而且提升印刷品的艺术水平，对包装起到美观装饰作用。深压纹工艺让产品产生新的外观效果，且具有防伪功能，增加产品的高附加值。因而，对产品的销售也起到非常重要的作用，特别是其吸引消费者，满足消费者精神需求，巩固品牌与企业形象的作用，越来越为更多的包装所采用。

目前市场上纸塑复合所使用的胶粘剂大约95％都是单组分水性丙烯酸酯乳液胶粘剂。一般的单组分丙烯酸酯乳液胶粘剂在纸塑复合后再经深压纹处理的时候通常容易出现起泡或脱胶的现象，难以满足应用。质量较好的单组分丙烯酸酯乳液胶粘剂在纸塑复合再经深压纹处理虽然不会出现气泡或脱胶弊病，但通常在高温高湿的耐候条件(通常为50℃，85％相对湿度)存放120小时会发生白点起泡或脱胶现象。而满足高温高湿条件存放120小时以上，是纸塑复合包装的产品经受海运条件出口的基本要求。为了满足高档产品纸塑复合经深压纹处理的包装能够满足高温高湿的耐候存放，许多复合厂家采用向丙烯酸酯乳液胶粘剂中加入约1.5-2％的多元氮丙啶固化剂进行交联反应，将纸塑复合胶作为双组分产品使用。虽然引入多元氮丙啶固化剂可以增强丙烯酸酯乳液胶粘剂的粘接强度，满足深压纹纸塑复合品的耐候存放，但也存在一些弊端：1)使用前加入固化剂需要充分搅拌，应用不方便；2)加入固化剂后胶粘剂具有一定的适用期，未按时使用完容易造成浪费；3)氮丙啶固化剂具有一定的毒性。因此，市场亟需开发新型单组分水性丙烯酸酯乳液胶粘剂，以提高乳液内聚力，改善其成膜后的耐温性、耐水性、交联密度和湿态附着力，使其应用于纸塑复合品经深压纹后，能够满足50℃温度，85％相对湿度存放120小时不起白点、不起泡且不脱胶。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足而提供一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂及其制备方法，该水性胶粘剂应用于纸塑复合品经深压纹后，能够满足50℃温度，85％相对湿度的高温高湿条件下存放120小时而不起白点、不起泡且不脱胶。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，由以下重量份的原料制成：

优选的，所述的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，由以下重量份的原料制成：

优选的，所述反应型乳化剂为含双键基的双烷基磺基琥珀酸酯盐、烯丙基醚磺酸钠盐和乙烯基璜酸钠盐中的一种或两种。

更优选的，所述含双键基的双烷基磺基琥珀酸酯盐为上海忠诚精细化工有限公司的型号NRS-138或M-20S的商品；所述烯丙基醚磺酸钠盐为索尔维公司的型号SipomerCOPS-1的商品；所述乙烯基璜酸钠盐为索尔维公司的型号GEROPON SVS-25的商品。

优选的，所述丙烯酸酯单体混合物由硬单体、软单体和羧基单体复配而成，其中：所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸异冰片酯，所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯中的一种或两种，所述羧基单体为甲基丙烯酸或丙烯酸。

优选的，所述长碳链丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯、二十二烷基丙烯酸酯和二十二烷基甲基丙烯酸酯中的一种或两种。

更优选的，所述长碳链丙烯酸酯单体选自德国BASF公司生产的型号SMA1618F、SA1618F、BEA18-22F和BEMA18-22F的商品中的一种或两种。

优选的，所述羟乙基丙烯酰脲单体为广州三旺化工材料有限公司的型号SW910或广州源硅化工有限公司的型号GY-825的商品。

优选的，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；所述润湿剂为德固萨公司的双性非离子乙氧基脂肪醇润湿剂Surten W111；所述消泡剂为纽特迈公司的高效长效矿物油基水性消泡剂Defoam 639A。

本发明还提供上述一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、以重量份数计，取20～33份去离子水、0.4～1.5份反应型乳化剂、40～50份丙烯酸酯单体混合物、5～15份长碳链丙烯酸酯单体和2～8份羟乙基丙烯酰脲单体进行预乳化得到单体预乳液，然后加入0.2～0.6份引发剂，搅拌均匀得到单体滴加液；

步骤S2、以重量份数计，向反应釜中加入30～42份去离子水、0.1～0.5份反应型乳化剂和0.1～0.2份引发剂搅拌均匀得到釜底液；

步骤S3、将釜底液升温至70～75℃，开始先向釜底液中滴加单体滴加液，控制4～6分钟滴加单体滴加液总量的1/10，然后保温反应25～30分钟，制备种子乳液；

步骤S4、升温至75～80℃，开始向种子乳液中滴加剩余9/10的单体滴加液，控制3～3.5小时滴加完毕；滴加完毕后，控制在85-88℃温度下保温反应55～60分钟；

步骤S5、降温至45～50℃，加入适量氨水调节pH值为6.5～7.5，然后加入重量份为0.5～1.0份的润湿剂和0.1～0.5份的消泡剂，经搅拌均匀后，190-210目滤网过滤出料，即得到所述的深压纹纸塑复合水性胶粘剂。

本发明的有益效果：

本发明的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，是由按重量份计的20～33份去离子水、0.4～1.5份反应型乳化剂、40～50份丙烯酸酯单体混合物、5～15份长碳链丙烯酸酯单体、2～8份羟乙基丙烯酰脲以及0.2～0.6份引发剂制备单体滴加液；由按重量份计的30～42份去离子水、0.1～0.5份反应型乳化剂和0.1～0.2份引发剂制备釜底液；然后，在特定的温度等条件下，先向釜底液中滴加部分的单体滴加液，制备种子乳液，再滴加剩余量的单体滴加液，在一定条件下反应完成后，调节pH值为6.5～7.5，最后加入重量份为0.5～1.0份的润湿剂和0.1～0.5份的消泡剂，过滤出料后即得到的该深压纹纸塑复合水性胶粘剂。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明引入长碳链丙烯酸酯单体，使乳液玻璃化温度更低，初粘性强，但作为疏水性功能单体，可以使乳液胶膜软而内聚力强；

(2)本发明引入的羟乙基丙烯酰脲单体，其具有特殊分子结构，具有高反应性能，能够改善体系胶粒结构并可以增强氢键分子间作用力，改善乳液成膜的耐温性、耐水性、内聚力和湿态附着力；

(3)本发明的水性胶粘剂应用于纸塑复合品经深压纹后，能够满足50℃温度，85％相对湿度条件下存放120小时而不会发生起白点、起泡和脱胶的问题，从而解决了现有技术存在的问题。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：

本实施例的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，采用如下步骤制备而成(以下各组分均按重量份计)：

步骤S1、取20份去离子水、1.0份反应型乳化剂、45份丙烯酸酯单体混合物、5份长碳链丙烯酸酯单体和4份羟乙基丙烯酰脲单体进行预乳化得到单体预乳液，然后加入0.2份引发剂，搅拌均匀得到单体滴加液；

步骤S2、向反应釜中加入30份去离子水、0.2份反应型乳化剂和0.15份引发剂搅拌均匀得到釜底液；

步骤S3、将釜底液升温至75℃，开始先向釜底液中滴加单体滴加液，控制4分钟滴加单体滴加液总量的1/10，然后保温反应30分钟，制备种子乳液；

步骤S4、升温至80℃，开始向种子乳液中滴加剩余9/10的单体滴加液，控制3小时滴加完毕；滴加完毕后，控制在88℃温度下保温反应55分钟；

步骤S5、降温至50℃，加入适量氨水调节pH值为6.5，然后加入重量份为1.0份的润湿剂和0.1份的消泡剂，经搅拌均匀后，190目滤网过滤出料，即得到所述的深压纹纸塑复合水性胶粘剂。

本实施例中，反应型乳化剂为烯丙基醚磺酸钠盐和乙烯基璜酸钠盐按照质量比3:2复配而成。优选的，烯丙基醚磺酸钠盐选自索尔维公司的型号Sipomer COPS-1的商品；乙烯基璜酸钠盐选自索尔维公司的型号GEROPON SVS-25的商品。

本实施例中，丙烯酸酯单体混合物由硬单体甲基丙烯酸异冰片酯、软单体丙烯酸乙酯和羧基单体甲基丙烯酸三者按照质量比6:1:4复配而成。

本实施例中，长碳链丙烯酸酯单体为丙烯酸十八酯，优选的，该丙烯酸十八酯选自德国BASF公司生产的型号SA1618F的商品。

本实施例中，羟乙基丙烯酰脲单体为广州源硅化工有限公司的型号GY-825的商品。

本实施例中，引发剂为过硫酸钾。

润湿剂为德固萨公司的双性非离子乙氧基脂肪醇润湿剂Surten W111。

消泡剂为纽特迈公司的高效长效矿物油基水性消泡剂Defoam 639A。

实施例2：

本实施例的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，采用如下步骤制备而成(以下各组分均按重量份计)：

步骤S1、取30份去离子水、1.5份反应型乳化剂、50份丙烯酸酯单体混合物、10份长碳链丙烯酸酯单体和8份羟乙基丙烯酰脲单体进行预乳化得到单体预乳液，然后加入0.5份引发剂，搅拌均匀得到单体滴加液；

步骤S2、向反应釜中加入40份去离子水、0.5份反应型乳化剂和0.1份引发剂搅拌均匀得到釜底液；

步骤S3、将釜底液升温至70℃，开始先向釜底液中滴加单体滴加液，控制6分钟滴加单体滴加液总量的1/10，然后保温反应25分钟，制备种子乳液；

步骤S4、升温至75℃，开始向种子乳液中滴加剩余9/10的单体滴加液，控制3.5小时滴加完毕；滴加完毕后，控制在85℃温度下保温反应60分钟；

步骤S5、降温至45℃，加入适量氨水调节pH值为7.5，然后加入重量份为0.5份的润湿剂和0.3份的消泡剂，经搅拌均匀后，205目滤网过滤出料，即得到所述的深压纹纸塑复合水性胶粘剂。

本实施例中，反应型乳化剂为烯丙基醚磺酸钠盐，优选的，该烯丙基醚磺酸钠盐选自索尔维公司的型号Sipomer COPS-1的商品。

本实施例中，丙烯酸酯单体混合物由硬单体甲基丙烯酸甲酯、软单体丙烯酸甲酯以及羧基单体丙烯酸三者按照1:4:1复配而成。

本实施例中，长碳链丙烯酸酯单体为二十二烷基丙烯酸酯，优选的该二十二烷基丙烯酸酯选自德国BASF公司生产的型号BEA18-22F的商品。

本实施例中，羟乙基丙烯酰脲单体为广州源硅化工有限公司的型号GY-825的商品。

本实施例中，引发剂为过硫酸铵。

润湿剂为德固萨公司的双性非离子乙氧基脂肪醇润湿剂Surten W111。

消泡剂为纽特迈公司的高效长效矿物油基水性消泡剂Defoam 639A。

实施例3：

本实施例的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，采用如下步骤制备而成(以下各组分均按重量份计)：

步骤S1、取26份去离子水、0.5份反应型乳化剂、48份丙烯酸酯单体混合物、7份长碳链丙烯酸酯单体和6份羟乙基丙烯酰脲单体进行预乳化得到单体预乳液，然后加入0.3份引发剂，搅拌均匀得到单体滴加液；

步骤S2、向反应釜中加入35份去离子水、0.4份反应型乳化剂和0.12份引发剂搅拌均匀得到釜底液；

步骤S3、将釜底液升温至72℃，开始先向釜底液中滴加单体滴加液，控制5分钟滴加单体滴加液总量的1/10，然后保温反应26分钟，制备种子乳液；

步骤S4、升温至77℃，开始向种子乳液中滴加剩余9/10的单体滴加液，控制3.2小时滴加完毕；滴加完毕后，控制在86℃温度下保温反应57分钟；

步骤S5、降温至47℃，加入适量氨水调节pH值为6.9，然后加入重量份为0.7份的润湿剂和0.2份的消泡剂，经搅拌均匀后，210目滤网过滤出料，即得到所述的深压纹纸塑复合水性胶粘剂。

本实施例中，反应型乳化剂为双烷基磺基琥珀酸酯盐，优选的，该双烷基磺基琥珀酸酯盐选自上海忠诚精细化工有限公司的型号M-20S的商品。

本实施例中，丙烯酸酯单体混合物由硬单体甲基丙烯酸甲酯、软单体丙烯酸乙酯和羧基单体甲基丙烯酸三者按照质量比5:1:2复配而成。

本实施例中，长碳链丙烯酸酯单体为二十二烷基丙烯酸酯和二十二烷基甲基丙烯酸酯按照质量比4:1复配而成。作为优选的实施方案，二十二烷基丙烯酸酯选自德国BASF公司生产的型号BEA18-22F的商品；二十二烷基甲基丙烯酸酯选自国BASF公司生产的型号BEMA18-22F的商品。

本实施例中，羟乙基丙烯酰脲单体为广州三旺化工材料有限公司的型号SW910的商品。

本实施例中，引发剂为过硫酸钾。

润湿剂为德固萨公司的双性非离子乙氧基脂肪醇润湿剂Surten W111。

消泡剂为纽特迈公司的高效长效矿物油基水性消泡剂Defoam 639A。

实施例4：

本实施例的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，采用如下步骤制备而成(以下各组分均按重量份计)：

步骤S1、取33份去离子水、0.4份反应型乳化剂、40份丙烯酸酯单体混合物、15份长碳链丙烯酸酯单体和2份羟乙基丙烯酰脲单体进行预乳化得到单体预乳液，然后加入0.6份引发剂，搅拌均匀得到单体滴加液；

步骤S2、向反应釜中加入42份去离子水、0.1份反应型乳化剂和0.2份引发剂搅拌均匀得到釜底液；

步骤S3、将釜底液升温至73℃，开始先向釜底液中滴加单体滴加液，控制5分钟滴加单体滴加液总量的1/10，然后保温反应29分钟，制备种子乳液；

步骤S4、升温至78℃，开始向种子乳液中滴加剩余9/10的单体滴加液，控制3.4小时滴加完毕；滴加完毕后，控制在87℃温度下保温反应58分钟；

步骤S5、降温至48℃，加入适量氨水调节pH值为7.3，然后加入重量份为0.8份的润湿剂和0.5份的消泡剂，经搅拌均匀后，200目滤网过滤出料，即得到所述的深压纹纸塑复合水性胶粘剂。

本实施例中，反应型乳化剂为乙烯基璜酸钠盐，优选的该乙烯基璜酸钠盐为索尔维公司的型号GEROPON SVS-25的商品。

本实施例中，丙烯酸酯单体混合物由硬单体甲基丙烯酸异冰片酯、软单体丙烯酸异辛酯和羧基单体丙烯酸三者按照质量比1:1:3复配而成。

本实施例中，长碳链丙烯酸酯单体为丙烯酸十八酯和二十二烷基丙烯酸酯按照质量比1:2复配而成。作为优选的实施方案，丙烯酸十八酯为德国BASF公司生产的型号SA1618F的商品，二十二烷基丙烯酸酯为德国BASF公司生产的型号BEA18-22F的商品。

本实施例中，羟乙基丙烯酰脲单体为广州源硅化工有限公司的型号GY-825的商品。

本实施例中，引发剂为过硫酸钾。

润湿剂为德固萨公司的双性非离子乙氧基脂肪醇润湿剂Surten W111。

消泡剂为纽特迈公司的高效长效矿物油基水性消泡剂Defoam 639A。

实施例5：

本实施例的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，采用如下步骤制备而成(以下各组分均按重量份计)：

步骤S1、取22份去离子水、0.7份反应型乳化剂、46份丙烯酸酯单体混合物、9份长碳链丙烯酸酯单体和7份羟乙基丙烯酰脲单体进行预乳化得到单体预乳液，然后加入0.3份引发剂，搅拌均匀得到单体滴加液；

步骤S2、向反应釜中加入38份去离子水、0.3份反应型乳化剂和0.13份引发剂搅拌均匀得到釜底液；

步骤S3、将釜底液升温至74℃，开始先向釜底液中滴加单体滴加液，控制5.5分钟滴加单体滴加液总量的1/10，然后保温反应27分钟，制备种子乳液；

步骤S4、升温至77℃，开始向种子乳液中滴加剩余9/10的单体滴加液，控制3.3小时滴加完毕；滴加完毕后，控制在85-88℃温度下保温反应58分钟；

步骤S5、降温至49℃，加入适量氨水调节pH值为7.2，然后加入重量份为0.9份的润湿剂和0.2份的消泡剂，经搅拌均匀后，200目滤网过滤出料，即得到所述的深压纹纸塑复合水性胶粘剂。

本实施例中，反应型乳化剂为含双键基的双烷基磺基琥珀酸酯盐和烯丙基醚磺酸钠盐按照质量比3:2复配而成。作为优选的实施方案，该双烷基磺基琥珀酸酯盐为上海忠诚精细化工有限公司的型号NRS-138的商品，烯丙基醚磺酸钠盐为索尔维公司的型号SipomerCOPS-1的商品。

本实施例中，丙烯酸酯单体混合物由硬单体甲基丙烯酸甲酯、软单体丙烯酸丁酯和羧基单体甲基丙烯酸三者按照质量比2:2:1复配而成。

本实施例中，长碳链丙烯酸酯单体为德国BASF公司生产的型号SMA1618F的甲基丙烯酸十八酯。羟乙基丙烯酰脲单体为广州三旺化工材料有限公司的型号SW910的商品。

本实施例中，引发剂为过硫酸铵。

润湿剂为德固萨公司的双性非离子乙氧基脂肪醇润湿剂Surten W111。

消泡剂为纽特迈公司的高效长效矿物油基水性消泡剂Defoam 639A。

本实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，其特征在于：由以下重量份的原料制成：

所述丙烯酸酯单体混合物由硬单体、软单体和羧基单体复配而成，其中：所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸异冰片酯，所述软单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯中的一种或两种，所述羧基单体为甲基丙烯酸或丙烯酸；

所述长碳链丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯、二十二烷基丙烯酸酯和二十二烷基甲基丙烯酸酯中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，其特征在于：由以下重量份的原料制成：

3.根据权利要求1所述的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，其特征在于：所述反应型乳化剂为含双键基的双烷基磺基琥珀酸酯盐、烯丙基醚磺酸钠盐和乙烯基璜酸钠盐中的一种或两种。

4.根据权利要求3所述的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，其特征在于：所述含双键基的双烷基磺基琥珀酸酯盐为上海忠诚精细化工有限公司的型号NRS-138或M-20S的商品；所述烯丙基醚磺酸钠盐为索尔维公司的型号Sipomer COPS-1的商品；所述乙烯基璜酸钠盐为索尔维公司的型号GEROPON SVS-25的商品。

5.根据权利要求1所述的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，其特征在于：所述长碳链丙烯酸酯单体选自德国BASF公司生产的型号SMA1618F、SA1618F、BEA18-22F和BEMA18-22F的商品中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，其特征在于：所述羟乙基丙烯酰脲单体为广州三旺化工材料有限公司的型号SW910或广州源硅化工有限公司的型号GY-825的商品。

7.根据权利要求1所述的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；所述润湿剂为德固萨公司的双性非离子乙氧基脂肪醇润湿剂SurtenW111；所述消泡剂为纽特迈公司的高效长效矿物油基水性消泡剂Defoam 639A。

8.如权利要求3至7任意一项所述的一种深压纹纸塑复合水性胶粘剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1、以重量份数计，取20～33份去离子水、0.4～1.5份反应型乳化剂、40～50份丙烯酸酯单体混合物、5～15份长碳链丙烯酸酯单体和2～8份羟乙基丙烯酰脲单体进行预乳化得到单体预乳液，然后加入0.2～0.6份引发剂，搅拌均匀得到单体滴加液；

步骤S2、以重量份数计，向反应釜中加入30～42份去离子水、0.1～0.5份反应型乳化剂和0.1～0.2份引发剂搅拌均匀得到釜底液；

步骤S3、将釜底液升温至70～75℃，开始先向釜底液中滴加单体滴加液，控制4～6分钟滴加单体滴加液总量的1/10，然后保温反应25～30分钟，制备种子乳液；

步骤S4、升温至75～80℃，开始向种子乳液中滴加剩余9/10的单体滴加液，控制3～3.5小时滴加完毕；滴加完毕后，控制在85-88℃温度下保温反应55～60分钟；

步骤S5、降温至45～50℃，加入适量氨水调节pH值为6.5～7.5，然后加入重量份为0.5～1.0份的润湿剂和0.1～0.5份的消泡剂，经搅拌均匀后，190-210目滤网过滤出料，即得到所述的深压纹纸塑复合水性胶粘剂。