CN114456747A - 一种高阻隔水性复合胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

一种高阻隔水性复合胶黏剂及其制备方法 Download PDF

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CN114456747A CN202110268353.XA CN202110268353A CN114456747A CN 114456747 A CN114456747 A CN 114456747A CN 202110268353 A CN202110268353 A CN 202110268353A CN 114456747 A CN114456747 A CN 114456747A
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Abstract

本发明提供了一种高阻隔水性复合胶黏剂,由包括以下组分的原料制得:亲水单体8~15wt%;粘性单体18~30wt%;交联单体3~10wt%;分子扩链剂0.2~0.7wt%;乳化剂0.5~2wt%;引发剂0.3~1wt%;中和剂0.3~0.5wt%;改性剂0.5~1wt%;余量的水;所述改性剂为硅溶胶和高岭土的混配料,其中硅溶胶和高岭土的质量比为1:1。与现有技术相比,本发明提供的高阻隔水性复合胶黏剂采用特定含量组分,实现整体较好的相互作用,产品在保持粘结力的同时,还具有较高的阻隔氧气和水蒸汽性能。

Description

一种高阻隔水性复合胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,更具体地说,是涉及一种高阻隔水性复合胶黏剂及其制备方法。
背景技术
目前市场上的食品包装,绝大部分使用高阻隔的涂布膜经胶黏剂与PE或者CPP复合制成袋子进行包装,以提供封口、阻隔氧气和水蒸汽等性能,达到延长食品保持期。因此,高阻隔复合膜占据绝大部分食品包装市场。
如公开号为CN203077750U的中国专利公开了一种适合调味酱包装的涂布复合膜,其方法为先在PET基材上涂布高阻隔的PVDC涂层,然后在涂层上涂胶黏剂再跟PE膜复合制成袋子,以达到食品包装性能要求。但是,PVDC涂布膜不仅不能回收再生利用,而且还会使与其复合的PE膜也不能回收再利用;并且,废弃物在焚烧时还会产生氯化氢、二恶英等对人体和周围环境有毒、有害的物质。目前欧美等国家已经通过其它环保材料替代PVDC涂层。
随着社会大众对绿色健康需求的日益高涨及国家环保法规的日益严格,包装材料的环保化、无毒化、性能多元化将是必然趋势。如公开号为CN103264559A的中国专利公开了一种槟榔包装复合膜及其制备方法,其方法为先在BOPP膜上涂布环保的高阻隔聚乙烯醇涂层,然后再利用胶黏剂跟PE膜复合制袋。虽然此结构的包装材料使用后可以完全燃烧或者回收重新造粒;但是生产过程繁琐,既要配备涂布机,又要配备复合机,而且涂布高阻隔涂料过程还需要用到大量的有机溶剂做底胶。因此如果能节省掉涂布工序,将很大程度上提高生产效率和降低生产成本。
综上,开发出一款具有高阻隔的水性复合胶黏剂成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种高阻隔水性复合胶黏剂及其制备方法,本发明提供的高阻隔水性复合胶黏剂在保持粘结力的同时,还具有较高的阻隔氧气和水蒸汽性能。
本发明提供了一种高阻隔水性复合胶黏剂,由包括以下组分的原料制得:
亲水单体8~15wt%;
粘性单体18~30wt%;
交联单体3~10wt%;
分子扩链剂0.2~0.7wt%;
乳化剂0.5~2wt%;
引发剂0.3~1wt%;
中和剂0.3~0.5wt%;
改性剂0.5~1wt%;
余量的水;
所述改性剂为硅溶胶和高岭土的混配料,其中硅溶胶和高岭土的质量比为1:1。
优选的,所述亲水单体选自二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸;
所述粘性单体选自丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸月桂脂;
所述交联单体选自氨基树脂、异氰酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
优选的,所述分子扩链剂选自二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸。
优选的,所述乳化剂选自仲链烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
优选的,所述引发剂选自叔丁基过氧化氢和/或过硫酸钠。
优选的,所述中和剂选自三乙胺、氨水和二甲基乙醇胺中的一种或多种。
优选的,所述改性剂的制备方法具体为:
将硅溶胶和高岭土按质量比1:1混配,高速搅拌,搅拌速度为500~800r/min,得到浆糊状的改性剂。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的高阻隔水性复合胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
a)将粘性单体、交联单体和乳化剂进行第一次混合,得到预乳化单体;
将引发剂用第一用量的水配制成引发剂溶液;
b)将剩余的水、亲水单体、分子扩链剂、第二用量的上述预乳化单体和第三用量的上述引发剂溶液进行第二次混合,再在65~75℃下反应0.5~1h,得到乳白色泛蓝光乳液;
c)通过计量泵分别连续加入剩余的预乳化单体和引发剂溶液,滴加时间控制为4~6h;待加料完成后,继续在65~75℃下反应0.5~1h;然后加入中和剂、改性剂,进行第三次混合,静置待冷却后得到高阻隔水性复合胶黏剂。
优选的,步骤a)中所述第一次混合的方式为搅拌;所述搅拌的转速为100~300r/min,时间为0.5~1h;
所述第一用量的水占水总量的45~60wt%。
优选的,步骤b)中所述第二用量的上述预乳化单体占预乳化单体总量的3~5wt%;
所述第三用量的上述引发剂溶液占引发剂溶液总量的1~3wt%;
所述第二次混合的过程在密封且抽真空到负压的反应釜中通过搅拌的方式进行,所述搅拌的转速为150~200r/min。
本发明提供了一种高阻隔水性复合胶黏剂,由包括以下组分的原料制得:亲水单体8~15wt%;粘性单体18~30wt%;交联单体3~10wt%;分子扩链剂0.2~0.7wt%;乳化剂0.5~2wt%;引发剂0.3~1wt%;中和剂0.3~0.5wt%;改性剂0.5~1wt%;余量的水;所述改性剂为硅溶胶和高岭土的混配料,其中硅溶胶和高岭土的质量比为1:1。与现有技术相比,本发明提供的高阻隔水性复合胶黏剂采用特定含量组分,实现整体较好的相互作用,产品在保持粘结力的同时,还具有较高的阻隔氧气和水蒸汽性能。
另外,本发明提供的制备方法工艺简单,条件温和、易控,具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种高阻隔水性复合胶黏剂,由包括以下组分的原料制得:
亲水单体8~15wt%;
粘性单体18~30wt%;
交联单体3~10wt%;
分子扩链剂0.2~0.7wt%;
乳化剂0.5~2wt%;
引发剂0.3~1wt%;
中和剂0.3~0.5wt%;
改性剂0.5~1wt%;
余量的水;
所述改性剂为硅溶胶和高岭土的混配料,其中硅溶胶和高岭土的质量比为1:1。
在本发明中,所述高阻隔水性复合胶黏剂包括亲水单体、粘性单体、交联单体、分子扩链剂、乳化剂、引发剂、中和剂、改性剂和水,优选由亲水单体、粘性单体、交联单体、分子扩链剂、乳化剂、引发剂、中和剂、改性剂和水经乳化聚合制成。
在本发明中,所述亲水单体优选选自二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸,更优选为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸;所述粘性单体优选选自丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸月桂脂,更优选为丙烯酸正丁酯或丙烯酸月桂脂;所述交联单体优选选自氨基树脂、异氰酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种,更优选为氨基树脂、异氰酸酯或乙烯基三甲氧基硅烷。本发明对所述亲水单体、粘性单体、交联单体的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的市售商品或自制品均可。
在本发明中,所述分子扩链剂优选选自二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸,更优选为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。本发明对所述分子扩链剂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的上述二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸的市售商品即可。
在本发明中,所述乳化剂优选选自仲链烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种,更优选为仲链烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠。本发明对所述乳化剂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的上述仲链烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠的市售商品即可。
在本发明中,所述引发剂优选选自叔丁基过氧化氢和/或过硫酸钠,更优选为叔丁基过氧化氢或过硫酸钠。本发明对所述引发剂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的上述叔丁基过氧化氢和过硫酸钠的市售商品即可。
在本发明中,所述中和剂优选选自三乙胺、氨水和二甲基乙醇胺中的一种或多种,更优选为三乙胺、氨水或二甲基乙醇胺。本发明对所述中和剂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的上述三乙胺、氨水和二甲基乙醇胺的市售商品即可。
在本发明中,所述改性剂为硅溶胶和高岭土的混配料,其中硅溶胶和高岭土的质量比为1:1。本发明对所述硅溶胶的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的市售商品或自制品均可;所述高岭土为市售。
在本发明中,所述改性剂的制备方法优选具体为:
将硅溶胶和高岭土按质量比1:1混配,高速搅拌,搅拌速度为500~800r/min,得到浆糊状的改性剂。
本发明对所述水没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的软水即可。
本发明的关键技术在于如何提高胶黏剂的阻隔氧气和水蒸汽性能,同时又不能衰减粘接强度。根据这些要求,本发明的创新点在于:(1)聚合反应时,在乳化剂作用下,加入分子扩链剂,形成大分子核壳结构基团,再与预乳化单体中的交联单体反应形成致密的网状结构,从而增强胶黏剂烘干后对不同薄膜的粘结力;(2)在硅溶胶中加入高岭土进行溶解,搅拌后形成糊状;聚合反应完成后,加入到乳液进行改性;高岭土以游离基状态分散在乳液中,当胶黏剂烘干后,高岭土微观上以片状交叉排列在薄膜表面,切断了氧气和水蒸汽的透过路线,在保持粘结力的同时有效提高了阻隔性能。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的高阻隔水性复合胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
a)将粘性单体、交联单体和乳化剂进行第一次混合,得到预乳化单体;
将引发剂用第一用量的水配制成引发剂溶液;
b)将剩余的水、亲水单体、分子扩链剂、第二用量的上述预乳化单体和第三用量的上述引发剂溶液进行第二次混合,再在65~75℃下反应0.5~1h,得到乳白色泛蓝光乳液;
c)通过计量泵分别连续加入剩余的预乳化单体和引发剂溶液,滴加时间控制为4~6h;待加料完成后,继续在65~75℃下反应0.5~1h;然后加入中和剂、改性剂,进行第三次混合,静置待冷却后得到高阻隔水性复合胶黏剂。
本发明首先将粘性单体、交联单体和乳化剂进行第一次混合,得到预乳化单体;同时,将引发剂用第一用量的水配制成引发剂溶液。
在本发明中,所述粘性单体、交联单体、乳化剂、引发剂和水与上述技术方案中所述的相同,在此不再赘述。
在本发明中,所述第一次混合的方式优选为搅拌;所述搅拌的转速优选为100~300r/min,时间优选为0.5~1h。
在本发明中,所述第一用量的水优选占水总量的45~60wt%。
之后,本发明将剩余的水、亲水单体、分子扩链剂、第二用量的上述预乳化单体和第三用量的上述引发剂溶液进行第二次混合,再在65~75℃下反应0.5~1h,得到乳白色泛蓝光乳液。
在本发明中,所述亲水单体和分子扩链剂与上述技术方案中所述的相同,在此不再赘述。
在本发明中,所述第二用量的上述预乳化单体优选占预乳化单体总量的3~5wt%;所述第三用量的上述引发剂溶液优选占引发剂溶液总量的1~3wt%。
在本发明中,所述第二次混合的过程优选在密封且抽真空到负压的反应釜中通过搅拌的方式进行,所述搅拌的转速优选为150~200r/min。
得到所述乳白色泛蓝光乳液后,本发明通过计量泵分别连续加入剩余的预乳化单体和引发剂溶液,滴加时间控制为4~6h;待加料完成后,继续在65~75℃下反应0.5~1h;然后加入中和剂、改性剂,进行第三次混合,静置待冷却后得到高阻隔水性复合胶黏剂。
在本发明中,所述中和剂何改性剂与上述技术方案中所述的相同,在此不再赘述。
在本发明中,所述第三次混合采用本领域技术人员熟知的搅拌的技术方案即可,目的是使各组分混合均匀;所述第三次混合的时间优选为0.5~1h。
本发明提供的高阻隔水性复合胶黏剂能够应用在复合薄膜的制备,如本领域技术人员熟知的塑-塑复合膜(塑-塑复合结构:19μm BOPP/3gm2胶黏剂/45μm PE)以及纸-塑复合膜(纸-塑复合结构:60g/m2牛皮纸/3gm2胶黏剂/45μm PE),可通过干式复合机将高阻隔水性复合胶黏剂涂布在19μm BOPP薄膜上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合,得到塑-塑复合膜,将高阻隔水性复合胶涂布在60g/m2牛皮纸上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合,得到纸-塑复合膜,干上胶量为3~8g/m2
本发明提供了一种高阻隔水性复合胶黏剂及其制备方法,有益效果如下:(1)本发明提供的高阻隔水性复合胶黏剂为单组份粘合剂,粘接力强,可直接使用;(2)由于在种子反应中优先加入亲水单体反应,使水性胶黏剂体系更稳定;(3)高岭土在硅溶胶体系中更好分散溶解,而且两者在相互作用下,促进了成膜后更好的阻隔性能;(4)本发明提供的制备方法工艺简单,条件温和、易控,乳液制备完成后,只需要一道复合工序就能达到传统涂布复合膜的效果。
本发明提供了一种高阻隔水性复合胶黏剂,由包括以下组分的原料制得:亲水单体8~15wt%;粘性单体18~30wt%;交联单体3~10wt%;分子扩链剂0.2~0.7wt%;乳化剂0.5~2wt%;引发剂0.3~1wt%;中和剂0.3~0.5wt%;改性剂0.5~1wt%;余量的水;所述改性剂为硅溶胶和高岭土的混配料,其中硅溶胶和高岭土的质量比为1:1。与现有技术相比,本发明提供的高阻隔水性复合胶黏剂采用特定含量组分,实现整体较好的相互作用,产品在保持粘结力的同时,还具有较高的阻隔氧气和水蒸汽性能。
另外,本发明提供的制备方法工艺简单,条件温和、易控,具有广阔的应用前景。
为了进一步说明本发明,下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用原料均为市售;其中,硅溶胶的浓度为20-40wt%,粒径为10-30nm,高岭土的粒径为30-50nm。
实施例1
(1)原料配比及具体种类限定:
软水45wt%;
亲水单体15wt%;
粘性单体30wt%;
交联单体6wt%;
分子扩链剂0.2wt%;
乳化剂2wt%;
引发剂0.5wt%;
中和剂0.5wt%;
改性剂0.8wt%;
所述的亲水单体为:二羟甲基丙酸;
所述的粘性单体为:丙烯酸正丁酯;
所述的交联单体为:氨基树脂;
所述的分子扩链剂为:二羟甲基丙酸;
所述的乳化剂为:十二烷基苯磺酸钠;
所述的引发剂为:叔丁基过氧化氢;
所述的中和剂为:氨水;
所述的改性剂为:硅溶胶和高岭土的混配料,配比为1:1;制备过程如下:将硅溶胶和高岭土按质量比1:1混配,高速搅拌,搅拌速度为800转/分钟,得到浆糊状的改性剂。
(2)制备方法:
①将30wt%的粘性单体、6wt%的交联单体、2.0wt%的乳化剂混合搅拌0.5小时,搅拌速度控制130转/分钟,得到预乳化单体;
将0.5wt%的引发剂用部分软水(占软水总量的45wt%)溶解配成引发剂溶液。
②将剩余的软水(占软水总量的55wt%)、15wt%的亲水单体、0.2wt%的分子扩链剂、3wt%的预乳化单体、3wt%的引发剂溶液加入到反应釜中,密封后抽真空到负压,搅拌速度控制在170转/分钟,升温至66℃反应0.5小时,得到乳白色泛蓝光乳液。
③通过计量泵分别连续加入剩余的预乳化单体、引发剂溶液,滴加时间控制为5小时;待加料完成后,继续保温66℃,0.5小时;然后加入0.5wt%的中和剂、0.8wt%的改性剂,充分搅拌0.5小时后,静置待冷却后即制得高阻隔水性复合胶黏剂。
(3)应用实例:
通过干式复合机将上述高阻隔水性复合胶黏剂涂布在19μm BOPP薄膜上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合(热压温度为50℃,压力为0.1MPa,时间为1s),得到塑-塑复合膜;将上述高阻隔水性复合胶涂布在60g/m2牛皮纸上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合(热压温度为50℃,压力为0.1MPa,时间为1s),得到纸-塑复合膜,干上胶量为8g/m2
将复合后的样品进行剥离强度、氧气透过率和水蒸气透过率的性能测试,性能见表1所示。
表1应用本发明实施例1提供的高阻隔水性复合胶黏剂的复合薄膜各项性能数据
复合薄膜性能 检测方法 单位 纸-塑复合样品 塑-塑复合样品
剥离强度 GB/T2358 N/15min 3.0 2.6
氧气透过率 GB/T1038 cc/m<sup>2</sup>.day 8 5
水蒸气透过率 GB/T1037 g/m<sup>2</sup>.day 4 1
实施例2
(1)原料配比及具体种类限定:
软水60wt%;
亲水单体8wt%;
粘性单体23wt%;
交联单体5wt%;
分子扩链剂0.7wt%;
乳化剂1wt%;
引发剂0.9wt%;
中和剂0.4wt%;
改性剂1wt%;
所述的亲水单体为:二羟甲基丙酸;
所述的粘性单体为:丙烯酸月桂脂;
所述的交联单体为:异氰酸酯;
所述的分子扩链剂为:二羟甲基丁酸;
所述的乳化剂为:十二烷基磺酸钠;
所述的引发剂为:过硫酸钠;
所述的中和剂为:氨水;
所述的改性剂为:硅溶胶和高岭土的混配料,配比为1:1;制备过程如下:将硅溶胶和高岭土按质量比1:1混配,高速搅拌,搅拌速度为800转/分钟,得到浆糊状的改性剂。
(2)制备方法:
①将23wt%的粘性单体、5wt%的交联单体、1wt%的乳化剂混合搅拌0.7小时,搅拌速度控制150转/分钟,得到预乳化单体;
将0.9wt%的引发剂用部分软水(占软水总量的50wt%)溶解配成引发剂溶液。
②将剩余的软水(占软水总量的50wt%)、8wt%的亲水单体、0.7wt%的分子扩链剂、4wt%的预乳化单体、2.5wt%的引发剂溶液加入到反应釜中,密封后抽真空到负压,搅拌速度控制在180转/分钟,升温至68℃反应0.7小时,得到乳白色泛蓝光乳液。
③通过计量泵分别连续加入剩余的预乳化单体、引发剂溶液,滴加时间控制为4小时;待加料完成后,继续保温68℃,0.6小时;然后加入0.4wt%的中和剂、1wt%的改性剂,充分搅拌0.7小时后,静置待冷却后即制得高阻隔水性复合胶黏剂。
(3)应用实例:
通过干式复合机将上述高阻隔水性复合胶黏剂涂布在19μm BOPP薄膜上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合(热压温度为53℃,压力为0.15MPa,时间为1s),得到塑-塑复合膜;将上述高阻隔水性复合胶涂布在60g/m2牛皮纸上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合(热压温度为53℃,压力为0.15MPa,时间为1s),得到纸-塑复合膜,干上胶量为7g/m2
将复合后的样品进行剥离强度、氧气透过率和水蒸气透过率的性能测试,性能见表2所示。
表2应用本发明实施例2提供的高阻隔水性复合胶黏剂的复合薄膜各项性能数据
复合薄膜性能 检测方法 单位 纸-塑复合样品 塑-塑复合样品
剥离强度 GB/T2358 N/15min 2.5 2.0
氧气透过率 GB/T1038 cc/m<sup>2</sup>.day 13 4
水蒸气透过率 GB/T1037 g/m<sup>2</sup>.day 3 1
实施例3
(1)原料配比及具体种类限定:
软水55wt%;
亲水单体12wt%;
粘性单体27wt%;
交联单体3wt%;
分子扩链剂0.5wt%;
乳化剂1.4wt%;
引发剂0.3wt%;
中和剂0.3wt%;
改性剂0.5wt%;
所述的亲水单体为:二羟甲基丁酸;
所述的粘性单体为:丙烯酸正丁酯;
所述的交联单体为:乙烯基三甲氧基硅烷;
所述的分子扩链剂为:二羟甲基丙酸;
所述的乳化剂为:十二烷基苯磺酸钠;
所述的引发剂为:叔丁基过氧化氢;
所述的中和剂为:二甲基乙醇胺;
所述的改性剂为:硅溶胶和高岭土的混配料,配比为1:1;制备过程如下:将硅溶胶和高岭土按质量比1:1混配,高速搅拌,搅拌速度为580转/分钟,得到浆糊状的改性剂。
(2)制备方法:
①将27wt%的粘性单体、3wt%的交联单体、1.4wt%的乳化剂混合搅拌0.8小时,搅拌速度控制300转/分钟,得到预乳化单体;
将0.3wt%的引发剂用部分软水(占软水总量的48wt%)溶解配成引发剂溶液。
②将剩余的软水(占软水总量的52wt%)、12wt%的亲水单体、0.5wt%的分子扩链剂、4.5wt%的预乳化单体、1.5wt%的引发剂溶液加入到反应釜中,密封后抽真空到负压,搅拌速度控制在180转/分钟,升温至75℃反应1小时,得到乳白色泛蓝光乳液。
③通过计量泵分别连续加入剩余的预乳化单体、引发剂溶液,滴加时间控制为6小时;待加料完成后,继续保温75℃,1小时;然后加入0.3wt%的中和剂、0.5wt%的改性剂,充分搅拌0.6小时后,静置待冷却后即制得高阻隔水性复合胶黏剂。
(3)应用实例:
通过干式复合机将上述高阻隔水性复合胶黏剂涂布在19μm BOPP薄膜上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合(热压温度为60℃,压力为0.16MPa,时间为1s),得到塑-塑复合膜;将上述高阻隔水性复合胶涂布在60g/m2牛皮纸上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合(热压温度为60℃,压力为0.16MPa,时间为1s),得到纸-塑复合膜,干上胶量为3g/m2
将复合后的样品进行剥离强度、氧气透过率和水蒸气透过率的性能测试,性能见表3所示。
表3应用本发明实施例3提供的高阻隔水性复合胶黏剂的复合薄膜各项性能数据
复合薄膜性能 检测方法 单位 纸-塑复合样品 塑-塑复合样品
剥离强度 GB/T2358 N/15min 2.8 2.7
氧气透过率 GB/T1038 cc/m<sup>2</sup>.day 9 6
水蒸气透过率 GB/T1037 g/m<sup>2</sup>.day 4 2
实施例4
(1)原料配比及具体种类限定:
软水54wt%;
亲水单体14wt%;
粘性单体18wt%;
交联单体10wt%;
分子扩链剂0.6wt%;
乳化剂1.3wt%;
引发剂1wt%;
中和剂0.4wt%;
改性剂0.7wt%;
所述的亲水单体为:二羟甲基丙酸;
所述的粘性单体为:丙烯酸正丁酯;
所述的交联单体为:异氰酸酯;
所述的分子扩链剂为:二羟甲基丙酸;
所述的乳化剂为:十二烷基磺酸钠;
所述的引发剂为:叔丁基过氧化氢;
所述的中和剂为:三乙胺;
所述的改性剂为:硅溶胶和高岭土的混配料,配比为1:1;制备过程如下:将硅溶胶和高岭土按质量比1:1混配,高速搅拌,搅拌速度为600转/分钟,得到浆糊状的改性剂。
(2)制备方法:
①将18wt%的粘性单体、10wt%的交联单体、1.3wt%的乳化剂混合搅拌0.6小时,搅拌速度控制250转/分钟,得到预乳化单体;
将1wt%的引发剂用部分软水(占软水总量的60wt%)溶解配成引发剂溶液。
②将剩余的软水(占软水总量的40wt%)、14wt%的亲水单体、0.6wt%的分子扩链剂、5wt%的预乳化单体、1wt%的引发剂溶液加入到反应釜中,密封后抽真空到负压,搅拌速度控制在200转/分钟,升温至75℃反应0.5小时,得到乳白色泛蓝光乳液。
③通过计量泵分别连续加入剩余的预乳化单体、引发剂溶液,滴加时间控制为5小时;待加料完成后,继续保温75℃,0.9小时;然后加入0.4wt%的中和剂、0.7wt%的改性剂,充分搅拌0.8小时后,静置待冷却后即制得高阻隔水性复合胶黏剂。
(3)应用实例:
通过干式复合机将上述高阻隔水性复合胶黏剂涂布在19μm BOPP薄膜上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合(热压温度为54℃,压力为0.11MPa,时间为1s),得到塑-塑复合膜;将上述高阻隔水性复合胶涂布在60g/m2牛皮纸上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合(热压温度为54℃,压力为0.11MPa,时间为1s),得到纸-塑复合膜,干上胶量为5g/m2
将复合后的样品进行剥离强度、氧气透过率和水蒸气透过率的性能测试,性能见表4所示。
表4应用本发明实施例4提供的高阻隔水性复合胶黏剂的复合薄膜各项性能数据
复合薄膜性能 检测方法 单位 纸-塑复合样品 塑-塑复合样品
剥离强度 GB/T2358 N/15min 2.7 2.6
氧气透过率 GB/T1038 cc/m<sup>2</sup>.day 10 6.5
水蒸气透过率 GB/T1037 g/m<sup>2</sup>.day 3.5 2.7
实施例5
(1)原料配比及具体种类限定:
软水55wt%;
亲水单体9wt%;
粘性单体25wt%;
交联单体8.2wt%;
分子扩链剂0.4wt%;
乳化剂0.5wt%;
引发剂0.8wt%;
中和剂0.5wt%;
改性剂0.6wt%;
所述的亲水单体为:二羟甲基丁酸;
所述的粘性单体为:丙烯酸月桂脂;
所述的交联单体为:氨基树脂;
所述的分子扩链剂为:二羟甲基丁酸;
所述的乳化剂为:仲链烷基磺酸钠;
所述的引发剂为:过硫酸钠;
所述的中和剂为:氨水;
所述的改性剂为:硅溶胶和高岭土的混配料,配比为1:1;制备过程如下:将硅溶胶和高岭土按质量比1:1混配,高速搅拌,搅拌速度为600转/分钟,得到浆糊状的改性剂。
(2)制备方法:
①将25wt%的粘性单体、8.2wt%的交联单体、0.5wt%的乳化剂混合搅拌0.6小时,搅拌速度控制150转/分钟,得到预乳化单体;
将0.8wt%的引发剂用部分软水(占软水总量的55wt%)溶解配成引发剂溶液。
②将剩余的软水(占软水总量的45wt%)、9wt%的亲水单体、0.4wt%的分子扩链剂、4wt%的预乳化单体、1.5wt%的引发剂溶液加入到反应釜中,密封后抽真空到负压,搅拌速度控制在190转/分钟,升温至69℃反应0.8小时,得到乳白色泛蓝光乳液。
③通过计量泵分别连续加入剩余的预乳化单体、引发剂溶液,滴加时间控制为4.5小时;待加料完成后,继续保温69℃,0.5小时;然后加入0.5wt%的中和剂、0.6wt%的改性剂,充分搅拌0.7小时后,静置待冷却后即制得高阻隔水性复合胶黏剂。
(3)应用实例:
通过干式复合机将上述高阻隔水性复合胶黏剂涂布在19μm BOPP薄膜上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合(热压温度为56℃,压力为0.13MPa,时间为1s),得到塑-塑复合膜;将上述高阻隔水性复合胶涂布在60g/m2牛皮纸上,涂层烘干后跟45μm PE薄膜热压复合(热压温度为56℃,压力为0.13MPa,时间为1s),得到纸-塑复合膜,干上胶量为6g/m2
将复合后的样品进行剥离强度、氧气透过率和水蒸气透过率的性能测试,性能见表5所示。
表5应用本发明实施例5提供的高阻隔水性复合胶黏剂的复合薄膜各项性能数据
复合薄膜性能 检测方法 单位 纸-塑复合样品 塑-塑复合样品
剥离强度 GB/T2358 N/15min 2.5 2.4
氧气透过率 GB/T1038 cc/m<sup>2</sup>.day 10 4.7
水蒸气透过率 GB/T1037 g/m<sup>2</sup>.day 4.5 2.3
对比例
将本发明提供的高阻隔水性复合胶黏剂复合后的样品,跟市场上的胶黏剂复合后样品性能对比,见下表6所示。
表6市场某水性胶黏剂与本发明高阻隔水性胶黏剂的性能对比数据表
Figure BDA0002973198660000151
备注:所述市场水性胶黏剂指专利CN103059783A开发的产品。
所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高阻隔水性复合胶黏剂,由包括以下组分的原料制得:
亲水单体8~15wt%;
粘性单体18~30wt%;
交联单体3~10wt%;
分子扩链剂0.2~0.7wt%;
乳化剂0.5~2wt%;
引发剂0.3~1wt%;
中和剂0.3~0.5wt%;
改性剂0.5~1wt%;
余量的水;
所述改性剂为硅溶胶和高岭土的混配料,其中硅溶胶和高岭土的质量比为1:1。
2.根据权利要求1所述的高阻隔水性复合胶黏剂,其特征在于,所述亲水单体选自二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸;
所述粘性单体选自丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸月桂脂;
所述交联单体选自氨基树脂、异氰酸酯和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高阻隔水性复合胶黏剂,其特征在于,所述分子扩链剂选自二羟甲基丙酸和/或二羟甲基丁酸。
4.根据权利要求1所述的高阻隔水性复合胶黏剂,其特征在于,所述乳化剂选自仲链烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的高阻隔水性复合胶黏剂,其特征在于,所述引发剂选自叔丁基过氧化氢和/或过硫酸钠。
6.根据权利要求1所述的高阻隔水性复合胶黏剂,其特征在于,所述中和剂选自三乙胺、氨水和二甲基乙醇胺中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的高阻隔水性复合胶黏剂,其特征在于,所述改性剂的制备方法具体为:
将硅溶胶和高岭土按质量比1:1混配,高速搅拌,搅拌速度为500~800r/min,得到浆糊状的改性剂。
8.一种权利要求1~7任一项所述的高阻隔水性复合胶黏剂的制备方法,包括以下步骤:
a)将粘性单体、交联单体和乳化剂进行第一次混合,得到预乳化单体;
将引发剂用第一用量的水配制成引发剂溶液;
b)将剩余的水、亲水单体、分子扩链剂、第二用量的上述预乳化单体和第三用量的上述引发剂溶液进行第二次混合,再在65~75℃下反应0.5~1h,得到乳白色泛蓝光乳液;
c)通过计量泵分别连续加入剩余的预乳化单体和引发剂溶液,滴加时间控制为4~6h;待加料完成后,继续在65~75℃下反应0.5~1h;然后加入中和剂、改性剂,进行第三次混合,静置待冷却后得到高阻隔水性复合胶黏剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤a)中所述第一次混合的方式为搅拌;所述搅拌的转速为100~300r/min,时间为0.5~1h;
所述第一用量的水占水总量的45~60wt%。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤b)中所述第二用量的上述预乳化单体占预乳化单体总量的3~5wt%;
所述第三用量的上述引发剂溶液占引发剂溶液总量的1~3wt%;
所述第二次混合的过程在密封且抽真空到负压的反应釜中通过搅拌的方式进行,所述搅拌的转速为150~200r/min。
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