CN112500815A - 一种真空镀铝纸用的水性粘合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种真空镀铝纸用的水性粘合剂，包括以下组分：水性聚合物80～120份、消泡剂0.05～0.3份、润湿剂0.1～0.5份、防腐剂0.05～0.2份、增稠剂0.05～0.8份。本发明使用多种材料复配的水性聚合物，利用各种材料的各自优点，可改善贴合牢度、圆盘牢度、抗粘花、耐折性和耐溶剂方面的不足，其综合性能较好，且成本比使用纯聚氨酯要低。

Description

一种真空镀铝纸用的水性粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性粘合剂，尤其是涉及一种真空镀铝纸用的水性粘合剂及其制备方法。
背景技术
真空镀铝转移纸作为烟包盒的原材料，其主要是通过聚脂膜上的真空镀铝面涂布粘合剂，再与白卡纸进行湿式复合、烘干、剥离聚脂膜后并印刷各色各样的涂层、文字图案等而制得，其结构组成为油墨层、铝层、粘合剂以及白卡纸层。粘合剂作为铝层与白卡纸层的链接中间体，其自身的强度及其对纸和铝的粘合强度直接影响烟包盒的质量。根据目前企业的评价方法，粘合剂对纸层和铝层粘合性能的好坏主要由贴合牢度、圆盘牢度、抗折性(即防爆口)、抗粘花以及耐溶剂性五项性能来判定。
目前真空镀铝转移纸用粘合剂主要有聚丙烯酸酯类乳液、聚氨酯分散体以及羧基丁苯胶乳等，而聚丙烯酸酯类乳液与聚氨酯分散体是采用最多的两种，如中国发明申请CN103102851A公开的一种多功能水基真空镀铝膜复合胶及其制备方法，该聚丙烯酸酯类乳液改善了纸铝复合平整度、粘结力和耐折性，但是在抗粘花、耐溶剂性能等方面没有得到保证；又如中国发明申请CN109762128A公开的一种水性聚氨酯转移胶乳液的制备方法，该水性聚氨酯改善了纸与铝层的附着力和耐折性，但没有对其圆盘牢度和耐溶剂等方面进行改善。
根据市场信息反馈，无论是哪一种现有的粘合剂，均有其优缺点，如聚丙烯酸酯乳液，价廉，对纸和铝的附着力好，但是容易出现热粘冷脆的现象，抗粘花效果较差；羧基丁苯胶乳由于其分子结构中存在羧基，可形成自交联作用，提高对基材附着力，但是圆盘牢度较差；聚氨酯弹性好，硬度适中，防爆口性能好，但是其价格较贵，对铝的附着力较差，贴合牢度达不到要求。
基于此，确有必要研发一种可以同时满足真空镀铝转移纸在贴合牢度、圆盘牢度、耐折性、抗粘花以及耐溶剂性能要求的水性粘合剂。
发明内容
本发明技术方案是针对上述情况的，为了解决上述问题而提供一种真空镀铝纸用的水性粘合剂，所述水性粘合剂包括以下组分：水性聚合物80～120份、消泡剂0.05～0.3份、润湿剂0.1～0.5份、防腐剂0.05～0.2份、增稠剂0.05～0.8份；所述水性聚合物为聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳、醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液和聚氨酯分散体中的一种或多种混合。
进一步，所述水性聚合物为聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳和聚氨酯分散体的混合，或者为聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液和聚氨酯分散体的混合，或者为水性聚合物为聚丙烯酸酯乳液与聚氨酯分散体的混合。
进一步，所述消泡剂为矿物油类消泡剂、有机双生分子型消泡剂和聚醚改性有机硅类消泡剂中的一种或多种混合。
进一步，所述润湿剂为乙氧基乙炔基类表面活性剂、璜基琥珀酸双酯钠盐和聚醚硅氧烷类润湿剂的一种或多种混合。
进一步，所述防腐剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)中的一种或两种混合。
进一步，增稠剂为碱溶胀丙烯酸类增稠剂和缔合型聚氨酯类增稠剂中的一种或两种混合。
本发明还提供一种真空镀铝纸用的水性粘合剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤1、往容器中加入称量后的聚丙烯酸酯乳液；
步骤2、在分散机搅拌作用下往容器中依次加入称量后的羧基丁苯胶乳、聚氨酯分散体、醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液、润湿剂、消泡剂和防腐剂，在300-500r/min的条件下搅拌20min；
步骤3、往容器中加入增稠剂；
步骤4、用滤网过滤，得到水性粘合剂。
采用上述技术方案后，本发明的效果是：与现有的粘合剂相比，本发明使用多种材料复配的水性聚合物，利用各种材料的各自优点，可改善贴合牢度、圆盘牢度、抗粘花、耐折性和耐溶剂方面的不足，其综合性能较好，且成本比使用纯聚氨酯要低。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明技术方案作进一步的描述：
本发明提供一种真空镀铝纸用的水性粘合剂，该水性粘合剂包括以下组分：水性聚合物80～120份、消泡剂0.05～0.3份、润湿剂0.1～0.5份、防腐剂0.05～0.2份、增稠剂0.05～0.8份。
水性聚合物为聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳、醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液和聚氨酯分散体中的一种或多种混合。优选地，水性聚合物为聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳和聚氨酯分散体的混合，或者为聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液和聚氨酯分散体的混合，或者为水性聚合物为聚丙烯酸酯乳液与聚氨酯分散体的混合。
聚丙烯酸酯乳液对基材附着力好，可改善胶层的贴合牢度和圆盘牢度；羧基丁苯胶乳其分子结构中的苯环结构可提高胶层硬度，而羧基结构可以形成自交联结构，可改善附着力、抗粘花性和耐溶剂性；醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液可改善对基材的润湿性，提高附着力胶层的贴合牢度和圆盘牢度；聚氨酯分子结构含柔性链段和刚性链段，可改善胶层柔韧和硬度，提高耐折性。通过不同的水性聚合物混合，充分发挥各种聚合物各自的性能有点，可以使真空镀铝纸用的水性粘合剂达到各项性能要求。
消泡剂为矿物油类消泡剂、有机双生分子型消泡剂和聚醚改性有机硅类消泡剂中的一种或多种混合。优选地，消泡剂为矿物油类消泡剂。矿物油消泡剂对附着力影响较少，并且价廉。
润湿剂为乙氧基乙炔基类表面活性剂、璜基琥珀酸双酯钠盐和聚醚硅氧烷类润湿剂的一种或多种混合。优选地，润湿剂为璜基琥珀酸双酯钠盐。璜基琥珀酸双酯钠盐与阴离子型水性聚合物体系配伍性好、价廉、效果明显。
防腐剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)中的一种或两种混合。优选地，防腐剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合。防腐剂为CIT与MIT以1：1的比例混合使用，这样的杀菌效率高，稳定性好。
增稠剂为碱溶胀丙烯酸类增稠剂和缔合型聚氨酯类增稠剂中的一种或两种混合。优选地，增稠剂为缔合型聚氨酯类增稠剂。相对于缔合型碱溶胀丙烯酸类增稠剂，非离子缔合型碱溶胀丙烯酸类增稠剂对PH值不敏感，随着体系中部分挥发性PH调节剂的挥发，粘度不会产生较大变化，稳定性较好。
本发明还提供上述水性粘合剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
步骤1、往容器中加入称量后的聚丙烯酸酯乳液；
步骤2、在分散机搅拌作用下往容器中依次加入称量后的羧基丁苯胶乳、聚氨酯分散体、醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液、润湿剂、消泡剂和防腐剂，在300-500r/min的条件下搅拌20min；
步骤3、往容器中加入增稠剂；
步骤4、用滤网过滤，得到水性粘合剂。
其中，在步骤1中，容器为烧杯，称量工具为电子天平；在步骤2中，分散机为搅拌砂磨分散机；在步骤3中，可根据不同的需求，加入增稠剂至不同的粘度范围；在步骤4中，滤网为200目滤网。
本发明还提供上述水性粘合剂的使用方法：在真空镀铝转移纸制备中，采用涂布工具将上述水性粘合剂在聚酯膜的镀铝面刮胶，然后与白卡纸在复合工具上复合，在100℃烘箱内加热10秒，取出并剥离聚酯膜，得到真空镀铝转移纸，室温放置24h。其中，涂布工具为(6微米)丝棒或垫板；复合工具为过塑机。
在制备完成后，还需要检测水性粘合剂的粘度、PH值、固含量、贴合牢度、圆盘牢度、耐折性能、抗粘花性能、耐溶剂性能和储存稳定性检测。其中，粘度检测工具为涂四杯，PH值检测工具为数显式电子PH计，固含量检测工具为电热恒温鼓风干燥箱、锡纸托和电子天平，贴合牢度检测工具和耐溶剂性能检测工具都为胶带，圆盘牢度检测工具为圆盘剥离检测仪和标准辗压轮，耐折性能检测工具为压痕机和手电筒，抗粘花性能检测工具为恒温恒湿试验箱和2Kg铁板(200mm×300mm)；储存稳定性检测工具为恒温鼓风干燥箱。
本发明还提供上述水性粘合剂的检测方法，检测方法包括以下检测：
粘度检测：利用涂四杯进行检测，要求全部流出的时间为25～40秒。
PH值检测：采用电子PH计检测PH值，要求PH值为6～9。
固含量检测：参考国家标准GB-T 2793-1995的检测方法，要求固含量为40％～60％。
贴合牢度检测：胶带贴合铝层后剥离，铝层脱离白卡纸程度，要求铝层不脱离。
圆盘牢度检测：圆盘剥离测试仪测试铝层脱离白卡纸程度，要求铝层不脱离。
耐折性能检测：用手电筒照射白卡纸面，观察折痕处的爆裂程度，要求裂纹不明显。
抗粘花性能检测：负载湿热老化后铝层表面平整性变化(或变“哑”)程度，要求无变哑。
耐溶剂性能检测：用溶剂对试样局部沾湿，干燥后用胶带测试铝层脱离白卡纸程度，要求铝层不脱离。其中，溶剂为无水乙醇或乙酸乙酯。
储存稳定性检测：将真空镀铝纸放置在恒温鼓风干燥箱内，在温度为50±1℃的环境下，老化7天和15天后，测试其粘度、PH值及粘合性能变化。
实施例1
在本实施例中，水性粘合剂包括以下组分：水性聚合物100份、消泡剂0.2份、润湿剂0.2份、防腐剂0.08份、增稠剂0.1份。其中，水性聚合物为聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳和聚氨酯分散体的混合，聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳和聚氨酯分散体的比例为50：20：30；消泡剂为矿物油类消泡剂；润湿剂为璜基琥珀酸双酯钠盐；防腐剂为CIT和MIT(1：1)的混合；增稠剂为缔合型聚氨酯类增稠剂。
实施例2
在本实施例中，水性糊盒胶的组分与实施例1的类似，与实施例1不同的是：聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳和聚氨酯分散体的比例为40：20：40；润湿剂0.3份；增稠剂0.2份。
实施例3
在本实施例中，水性糊盒胶的组分与实施例1的类似，与实施例1不同的是：聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳和聚氨酯分散体的比例为35：15：50；消泡剂0.1份；润湿剂0.3份；增稠剂0.2份。
对比例1
在本实施例中，水性糊盒胶的组分与实施例1的类似，与实施例1不同的是：水性聚合物150份，聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳和聚氨酯分散体的比例为50：50：50；消泡剂0.1份；润湿剂0.3份；增稠剂0.2份。
对比例2
在本实施例中，水性糊盒胶的组分与实施例1的类似，与实施例1不同的是：水性聚合物50份，聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳和聚氨酯分散体的比例为20：10：20；消泡剂0.1份；润湿剂0.3份；增稠剂0.2份。
对上述实施例以及对比例进行贴合牢度、圆盘牢度、耐折性能、抗粘花性能和耐溶剂性能的检测，检测结果如下所示：
实施例 贴合牢度 圆盘牢度 耐折性 抗粘花 耐溶剂
实施例1 不脱离 不脱离 裂纹不明显 无变哑 不脱离
实施例2 不脱离 不脱离 裂纹不明显 无变哑 不脱离
实施例3 不脱离 不脱离 裂纹不明显 无变哑 不脱离
对比例1 不脱离 轻度脱离 裂纹不明显 轻度变哑 不脱离
对比例2 脱离 脱离 裂纹明显 中度变哑 脱离
表1
从表1可以看出，实施例1～3的水性粘合剂都能满足贴合牢度、圆盘牢度、耐折性能、抗粘花性能和耐溶剂性能的要求。
进一步对上述实施例1～3的水性糊盒胶的进行储存稳定性测试，测试结果如下所示：
Figure BDA0002793599280000081
表2
从表2可以看出，本发明的水性粘合剂在50℃条件下存储15天，PH值以及粘度变化不大，胶层粘合性能基本不变，储存稳定性较好。
与现有的粘合剂相比，本发明使用多种材料复配的水性聚合物，利用各种材料的各自优点，可改善贴合牢度、圆盘牢度、抗粘花、耐折性和耐溶剂方面的不足，其综合性能较好，且成本比使用纯聚氨酯要低。
以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种真空镀铝纸用的水性粘合剂，其特征在于：所述水性粘合剂包括以下组分：水性聚合物80～120份、消泡剂0.05～0.3份、润湿剂0.1～0.5份、防腐剂0.05～0.2份、增稠剂0.05～0.8份；所述水性聚合物为聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳、醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液和聚氨酯分散体中的一种或多种混合。
2.根据权利要求1所述的真空镀铝纸用的水性粘合剂，其特征在于：所述水性聚合物为聚丙烯酸酯乳液、羧基丁苯胶乳和聚氨酯分散体的混合，或者为聚丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液和聚氨酯分散体的混合，或者为水性聚合物为聚丙烯酸酯乳液与聚氨酯分散体的混合。
3.根据权利要求1所述的真空镀铝纸用的水性粘合剂，其特征在于：所述消泡剂为矿物油类消泡剂、有机双生分子型消泡剂和聚醚改性有机硅类消泡剂中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的真空镀铝纸用的水性粘合剂，其特征在于：所述润湿剂为乙氧基乙炔基类表面活性剂、璜基琥珀酸双酯钠盐和聚醚硅氧烷类润湿剂的一种或多种混合。
5.根据权利要求1所述的真空镀铝纸用的水性粘合剂，其特征在于：防腐剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)中的一种或两种混合。
6.根据权利要求1所述的真空镀铝纸用的水性粘合剂，其特征在于：所述增稠剂为碱溶胀丙烯酸类增稠剂和缔合型聚氨酯类增稠剂中的一种或两种混合。
7.一种权利要求1所述的真空镀铝纸用的水性粘合剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤1、往容器中加入称量后的聚丙烯酸酯乳液；
步骤2、在分散机搅拌作用下往容器中依次加入称量后的羧基丁苯胶乳、聚氨酯分散体、醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液、润湿剂、消泡剂和防腐剂，在300-500r/min的条件下搅拌20min；
步骤3、往容器中加入增稠剂；
步骤4、用滤网过滤，得到水性粘合剂。
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