CN115075048A - 一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶及其制备方法，该方法制备的背涂胶，由A背涂胶和B背涂胶混配而成，A背涂胶由去离子水、聚乙烯醇、消泡剂、中和剂、蜡乳液组成，B背涂胶由去离子水、硬单体、软单体、功能单体、交联单体、乳化剂、引发剂、交联剂组成，分别制得两种背涂胶并混配成本发明的产品，本发明的产品成膜性好，粘胶适应性强，高温不黏连，具有良好的粘胶性能，又有机械及保湿性能。本发明提供的背涂胶可以广泛应用于烟盒用纸，手机盒用纸，化妆品包装盒用纸等各种场合，具有广泛的市场应用价值。

Description

一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装卡纸技术领域，特别涉及一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶及其制备方法。
背景技术
卷烟包装印刷用纸分：铜版纸、白卡纸、铝箔复合卡纸、镀铝膜复合卡纸、转移卡纸，普通铜版纸、白卡纸在纸厂出厂后直接送到印刷厂进行印刷，纸张的各项性能已调整好，适合直接印刷；复合卡纸、转移卡纸由于涂布白卡纸的涂布面经过上胶、复膜、上漆，表面由于纸膜应力的收缩不一致及胶水、清漆干燥产生的收缩应力，为了抵消纸张涂布面的各种应力及纸张背面的防水、保潮性能，一般在涂布纸的背面涂布一层背涂胶，来达到平衡正面应力的作用，避免纸张产下曲翘变形。
现在用于纸张背涂用的背涂胶，根据树脂体系分为：水溶型聚乙烯醇背涂胶、乳液型丙烯酸背涂胶。水溶型聚乙烯醇背涂胶，制备方法简单、成品本、烟厂包烟适应性强，但由于聚乙烯醇软化点低，在夏天的高温天气时聚乙烯醇易与纸张表面的清漆产生粘连，存放时间越长粘连越明显，需要人工松纸才能上机印刷。针对水溶型聚乙烯醇体系背涂胶的粘连问题，部分企业采用乳液型丙烯酸背涂胶，乳液型丙烯酸背涂胶的成膜方式，是靠乳液粒子在一定的玻璃化温度下发生挤压、相互渗透形成致密的结构，其过程是不可逆的，故不会发生高温天气成品纸张粘连现象。乳液型丙烯酸背涂胶的玻璃化温度由树脂体系的配方决定的，同时涂布量的大小、背涂机速、背涂烘干温度、烘箱进/排风量等都影响到涂层的最终成膜，当涂布量偏大或涂层烘干不良时，涂层无法完全干燥成膜，将会有树脂微粒存在，部份树脂微粒会粘花纸张印刷面导致缩孔，同时由于丙烯酸体系背涂胶，成膜后表面较光滑，吸胶性差，印刷时易产生套印波动，烟标纸出厂时粘胶处易弹包。
发明内容
本发明的目的提供一种烟包涂布卡纸背涂胶及其制备方法，以克服聚乙烯醇背涂胶软化点高，高温天气易粘连，丙烯酸背涂胶吸胶性差、粘胶处易弹包等的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提出了一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶，按照质量百分比计算，所述背涂胶由16~85%的A背涂胶和15~84%的B背涂胶混配而成，
所述A背涂胶由以下质量百分比的物质组成：
去离子水 94~96%
聚乙烯醇 3~5%
消泡剂 0.01~0.03%
中和剂 0.2~0.6%
蜡乳液 0.2~1.0%；
所述B背涂胶由以下质量百分比的物质组成：
去离子水 45~55%
硬单体 5~15%
软单体 35~45%
功能单体 1~6%
交联单体 0.4 ~1.5%
乳化剂 1~3%
引发剂 0.3~0.7%
交联剂 0.5 ~1.5%
优选地，所述聚乙烯醇为川维聚乙烯醇088-20。
优选地，所述消泡剂为磷酸三丁酯、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
优选地，所述中和剂为硫酸铵和氨水混合水溶液。
优选地，所述蜡乳液为聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚丙烯蜡中的至少一种。
优选地，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯中的至少一种。
优选地，所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正辛酯中的至少一种。
优选地，所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸月桂酯、亚甲基丁二酸中的至少一种。
优选地，所述交联单体为二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三羟甲基丙烷二烯丙基醚、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。
优选地，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠，过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯中的至少一种。
优选地，所述交联剂为丁二酸二酰肼、碳酸二酰肼、丙二酸二酰肼、戊二酸二酰肼中的至少一种。
本发明的背涂胶配方，采用优选的技术方案将各种原料配比以合适的比例添加，使得本发明的背涂胶性能优异，克服了现有技术缺陷。
第二方面，本发明提出了一种利用上述配方制备防高温粘连涂布卡纸用背涂胶制备方法，包括以下步骤：
A背涂胶的制备：
（1）将去离子水加入反应釜中，开启搅拌，边搅拌边将聚乙烯醇倒入反应釜中，之后降温至5~15℃，真空减压抽气30~90分钟，之后继续搅拌2小时；
（2）开启并加热至60~65℃，加热时间为4~5小时，之后继续搅拌并加热至90~95℃，加热时间为4~6小时；
（3）将上述聚乙烯醇溶液冷却至60~65℃，冷却时间为8~10小时；
（4）加入消泡剂，搅拌30分钟；
（5）加入蜡乳液，搅拌30分钟；
（6）加入中和剂，将PH值调至7左右；
（7）冷却至常温，所得溶液即为水溶型聚乙烯醇A背涂胶；
B背涂胶的制备：
（1）将去离子水真空减压抽气30~90分钟，取其1/3质量的去离子水加入反应釜中，然后将硬单体、软单体、功能单体、交联单体全部加入；
（2）将2/3质量的乳化剂加入混合，用均质机乳化15~30分钟，得到预乳液；
（3）将剩余2/3质量的去离子水和步骤（2）得到的预乳液质量的1/10投入到反应器中，升温至85℃；
（4）然后加入引发剂，反应 1 小时；
（5）滴加剩余9/10质量的预乳液，3小时内滴加完毕，然后在85℃保温2小时；
（6）降温至60℃，然后加入剩余1/3质量乳化剂，真空减压抽气30~90分钟，冷却至25℃，加入交联剂，搅拌过滤出料，得到B背涂胶；
将制备好的A 背涂胶和B背涂胶，按比例投入反应釜中，常温下搅拌20分钟，加入中和剂调节PH值至7~8，过滤出料，得到产品。
PH值调节采用硫酸铵和氨水混合液，利用缓冲溶液的原理，更容易控制PH值在7左右，防止过酸过碱导致乳液破乳，提高产品性能。
上述制备方法所用去离子水，通过真空脱氧脱气泡，显著降低了消泡剂的使用比例，且效果良好，聚乙烯醇溶解过程中，先用冷水中充分溶胀、分散和挥发性物质逸出，避免在热水中加入直接进行溶解，出现包状和皮溶内生现象，外加严格的工艺控制条件和优选的混配比例，得到了性能良好的产品。
本发明技术方案与现有技术相比至少具有以下优点：
1、本发明的背涂胶，采用水溶型聚乙烯醇背涂胶和乳液型丙烯酸背涂胶混配的方式，聚乙烯醇成膜性好，粘胶适应性强，同时聚乙烯醇中的聚乙烯蜡以微晶形式浮布在涂料表层中，起到防高温粘连作用；
2、乳液型丙烯酸背涂胶干燥后，涂层表面机械性能较强、涂层保潮性好，纸张不易曲翘变形；
3、通过水溶型聚乙烯醇背涂胶与乳液型丙烯酸混配，使背涂后的纸张不仅具有良好的粘胶性能，又有机械及保湿性能；
4、本发明提供的背涂胶可以广泛应用于烟盒用纸，手机盒用纸，化妆品包装盒用纸等各种场合，具有广泛的市场应用价值。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶，由A背涂胶和B背涂胶混配而成，其各成分含量见表1。
表1 实施例1背涂胶各成分含量
Figure 724434DEST_PATH_IMAGE001
利用上述配方制备防高温粘连涂布卡纸用背涂胶制备方法，包括以下步骤：
A背涂胶的制备：
（1）将去离子水加入反应釜中，开启搅拌，边搅拌边将聚乙烯醇倒入反应釜中，之后降温至5~15℃，真空减压抽气30~90分钟，之后继续搅拌2小时；
（2）开启并加热至60~65℃，加热时间为4~5小时，之后继续搅拌并加热至90~95℃，加热时间为4~6小时；
（3）将上述聚乙烯醇溶液冷却至60~65℃，冷却时间为8~10小时；
（4）加入消泡剂，搅拌30分钟；
（5）加入蜡乳液，搅拌30分钟；
（6）加入中和剂，将PH值调至7左右；
（7）冷却至常温，所得溶液即为水溶型聚乙烯醇A背涂胶；
B背涂胶的制备：
（1）将去离子水真空减压抽气30~90分钟，取其1/3质量的去离子水加入反应釜中，然后将硬单体、软单体、功能单体、交联单体全部加入；
（2）将2/3质量的乳化剂加入混合，用均质机乳化15~30分钟，得到预乳液；
（3）将剩余2/3质量的去离子水和步骤（2）得到的预乳液质量的1/10投入到反应器中，升温至85℃；
（4）然后加入引发剂，反应 1 小时；
（5）滴加剩余9/10质量的预乳液，3小时内滴加完毕，然后在85℃保温2小时；
（6）降温至60℃，然后加入剩余1/3质量乳化剂，真空减压抽气30~90分钟，冷却至25℃，加入交联剂，搅拌过滤出料，得到B背涂胶；
将制备好的A 背涂胶和B背涂胶，按比例投入反应釜中，常温下搅拌20分钟，加入中和剂调节PH值至7~8，过滤出料，得到产品。
实施例2
本实施例与实施例1不同的是：防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的组成，具体见表2。
其余同实施例1，不再赘述。
表2 实施例2背涂胶各成分含量
Figure 35329DEST_PATH_IMAGE002
实施例3
本实施例与实施例1不同的是：防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的组成，具体见表3。
其余同实施例1，不再赘述。
表3 实施例3背涂胶各成分含量
Figure 633801DEST_PATH_IMAGE003
实施例4
本实施例与实施例1不同的是：防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的组成，具体见表4。
其余同实施例1，不再赘述。
表4 实施例4背涂胶各成分含量
Figure 854698DEST_PATH_IMAGE004
对比例1
本实施例与实施例1不同的是：中和剂为氨水。
其余同实施例1，不再赘述。
对比例2
本实施例与实施例1不同的是：制备时，未进行真空减压抽气操作。
其余同实施例1，不再赘述。
对比例3
本实施例与实施例3不同的是：中和剂为氨水
其余同实施例3，不再赘述。
性能测试
对以上实施例1~4和对比例1~3制得的背涂胶以及现有的水溶型聚乙烯醇背涂胶、现有的乳液型丙烯酸背涂胶、实施例1制得的背涂胶A、实施例1制得的背涂胶B分别进行性能测试，测试结果如表5所示。其中，粘连率是指温度45℃，放置120小时，发生粘连的比例；弹包率是指温度45℃，放置120小时，发生弹包的比例；翘起率是指温度45℃，放置120小时，发生翘起，贴合不好的比例。
表5 性能测试结果
Figure 74499DEST_PATH_IMAGE005
备注：表5 的粘连率、弹包率、翘起率的测试方法，是对每一千份样品进行测试，然后对其中发生粘连、弹包、翘起的数量进行统计得出的结论。
由上表数据可以看出，本发明制备的背涂胶A，与现有技术的水溶型聚乙烯醇背涂胶相比，粘连率、弹包率、翘起率均降低，特别是黏连率明显降低；本发明的制备的背涂胶B，与现有技术的乳液型丙烯酸背涂胶相比，弹包率和翘起率降低明显，背涂胶A和背涂胶B混合后，制得的背涂胶其性能更加优异，有很好的应用前景。对比例1和对比例3，中和剂为氨水，中和终点判断不太好把握，产品质量稳定性出现波动，性能下降；对比例2未进行真空减压抽气操作，且消泡剂的使用量没有提高，产品中可能有残存微量小气泡，导致产品质量稳定性出现波动，性能略有下降。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A背涂胶的制备：
（1）将去离子水加入反应釜中，开启搅拌，边搅拌边将聚乙烯醇倒入反应釜中，之后降温至5~15℃，真空减压抽气30~90分钟，之后继续搅拌2小时；
（2）开启并加热至60~65℃，加热时间为4~5小时，之后继续搅拌并加热至90~95℃，加热时间为4~6小时；
（3）将上述聚乙烯醇溶液冷却至60~65℃，冷却时间为8~10小时；
（4）加入消泡剂，搅拌30分钟；
（5）加入蜡乳液，搅拌30分钟；
（6）加入中和剂，将PH值调至7~8；
（7）冷却至常温，所得溶液即为水溶型聚乙烯醇A背涂胶；
B背涂胶的制备：
（1）将去离子水真空减压抽气30~90分钟，取其1/3质量的去离子水加入反应釜中，然后将硬单体、软单体、功能单体、交联单体全部加入；
（2）将2/3质量的乳化剂加入混合，用均质机乳化15~30分钟，得到预乳液；
（3）将剩余2/3质量的去离子水和步骤（2）得到的预乳液质量的1/10投入到反应器中，升温至85℃；
（4）然后加入引发剂，反应 1 小时；
（5）滴加剩余9/10质量的预乳液，3小时内滴加完毕，然后在85℃保温2小时；
（6）降温至60℃，然后加入剩余1/3质量乳化剂，真空减压抽气30~90分钟，冷却至25℃，加入交联剂，搅拌过滤出料，得到B背涂胶；
将制备好的A 背涂胶和B背涂胶，按比例投入反应釜中，常温下搅拌20分钟，加入中和剂调节PH值至7~8，过滤出料，得到产品。
2.根据权利要求1所述的一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇为川维聚乙烯醇088-20，所述消泡剂为磷酸三丁酯、聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的制备方法，其特征在于，所述中和剂为硫酸铵和氨水混合水溶液。
4.根据权利要求1所述的一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的制备方法，其特征在于，所述蜡乳液为聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚丙烯蜡中的至少一种，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的制备方法，其特征在于，所述软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正辛酯中的至少一种，所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸月桂酯、亚甲基丁二酸中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的制备方法，其特征在于，所述交联单体为二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、三羟甲基丙烷二烯丙基醚、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠，过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的制备方法，其特征在于，所述交联剂为丁二酸二酰肼、碳酸二酰肼、丙二酸二酰肼、戊二酸二酰肼中的至少一种。
10.一种利用权利要求1～9任一项所述的防高温粘连涂布卡纸用背涂胶的制备方法制备的背涂胶，其特征在于，按照质量百分比计算，所述背涂胶由16~85%的A背涂胶和15~84%的B背涂胶混配而成，所述A背涂胶由以下质量百分比的物质组成：
去离子水 94~96%
聚乙烯醇 3~5%
消泡剂 0.01~0.03%
中和剂 0.2~0.6%
蜡乳液 0.2~1.0%；
所述B背涂胶由以下质量百分比的物质组成：
去离子水 45~55%
硬单体 5~15%
软单体 35~45%
功能单体 1~6%
交联单体 0.4 ~1.5%
乳化剂 1~3%
引发剂 0.3~0.7%
交联剂 0.5 ~1.5%。
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