CN116836658A - 一种单组分水性覆膜胶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单组分水性覆膜胶，按重量份数计，包含如下组分：核壳结构丙烯酸乳液70～90份、松香乳液5～30份、单组分交联剂0.3～3份、成膜助剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.3份。本发明的单组分水性覆膜胶具有优异的粘接性能、可剥离性和耐水性，其贴附在镜面经过90℃/24小时处理，剥离后的表面无残胶和雾影，其贴附在镜面后经过100℃/2小时热水处理和冷水浸泡7天，剥离后的表面无残胶和雾影，制备工艺简易可控，具广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域，特别涉及一种单组分水性覆膜胶。
背景技术
覆膜胶广泛应用于保护包装行业如书纸、塑料、金属的保护，主要包含溶剂型、无溶剂型、水性(乳液)三种胶黏剂。与溶剂型胶黏剂相比，水性单组份胶黏剂，更加环保，与无溶剂型胶黏剂相比，水性胶黏剂的粘度具有可调性，更易施工。单组份覆膜胶采用内交联丙烯酸乳液、松香乳液、单组份交联剂，成本上来说，以丙烯酸乳液、松香乳液为主要原料制备的单组份覆膜胶，相对于聚氨酯、环氧树脂类胶黏剂具有价格优势，施工上来说，单组份覆膜胶相对与双组分覆膜胶，具有操作简易方面的优势。现有研究如专利申请号201511034331.8公开了通过在丙烯酸乳液中加入丙烯酸改姓松香乳液制备的胶黏剂，一定程度改善了胶粘剂的粘性与耐湿热性，但通过物理共混的两种乳液只是均匀分散，未通过化学键形成稳定结构，用于覆膜胶使用时耐温耐湿热性均不足；专利申请号201910899690.1公开了保护膜用丙烯酸胶黏剂，为油性胶黏剂，改善了保护膜使用时，排气更快，但在高温环境下，贴合表面会出现残胶、鬼影、气圈印和白雾等污染现象，采用环氧类固化剂，加完固化剂后，胶黏剂的总体粘性不高；专利申请号201210312006.3公开了保护膜用单组分乳液压敏胶，解决耐高温高湿出现残胶问题，但其180°剥离强度只有0.5-0.8N/25mm，该单组分覆膜胶粘性太低，因而无法满足需要高粘性可贴附基材的保护。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种单组分水性覆膜胶，具有优异的粘接性能、可剥离性和耐水性，剥离后的表面无残胶和雾影，工艺简易可控。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
本发明提供一种单组份水性覆膜胶，按重量份数计，包含如下组分：核壳结构丙烯酸乳液70～90份、松香乳液5～30份、单组分交联剂0.3～3份、成膜助剂0.1～0.5份、消泡剂0.1-0.3份。
优选地，所述的核壳结构丙烯酸乳液按重量份计，包括如下组分经核壳乳液聚合工艺制得：
核预乳液：
壳预乳液：
助剂：
引发剂 0.2-0.6份
缓冲剂 0.3-0.5份
中和剂 0.2-0.5份。
本发明采用核壳乳液聚合工艺制备核壳结构丙烯酸乳液，在乳液聚合过程中，通过调控丙烯酸乳液功能单体、外加单组分、交联剂配比，以达到调控乳液聚合过程，再复配松香乳液、成膜助剂等以进一步提高覆膜胶粘性。通过设置单组分交联剂、内交联剂分布在核壳结构中，含有羟基或羧基的聚合单体分布在核中，单组分交联剂可稳定存在于乳液体系中，且在成膜时与羧基或羟基反应，或单组分交联剂可在60-1 10℃解封后可与羧基或羟基反应，得到单组分覆膜胶。本发明的单组分水性覆膜胶具有优异的粘接性能、可剥离性和耐水性，其贴附在镜面经过90℃/24小时处理，剥离后的表面无残胶和雾影，其贴附在镜面后经过100℃/2小时热水处理和冷水浸泡7天，剥离后的表面无残胶和雾影。
优选地，所述的羟基羧基单体为丙烯酸、丙烯酸羟乙酯中的任一种或多种组合。进一步优选羟基羧基单体用量为丙烯酸功能单体总量的0.5-3wt％，丙烯酸功能单体为甲基丙烯酸甲酯1-5份、丙烯酸丁酯20-40份、丙烯酸异辛酯20-40份的组合。
优选地，所述的内交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸烯丙酯中的任一种或多种组合。进一步优选所述内交联剂用量为丙烯酸功能单体总量的0.5-1.5wt％，丙烯酸酯软硬单体为甲基丙烯酸甲酯1-5份、丙烯酸丁酯20-40份、丙烯酸异辛酯20-40份的组合。
优选地，所述的阴离子乳化剂为十二烷基磺酸钠。
优选地，所述的非离子乳化剂为脂肪醇聚乙烯醚。
优选地，所述的引发剂为过硫酸铵。
优选地，所述的缓冲剂为NaHCO3。
优选地，所述的中和剂为质量浓度25％的氨水。
优选地，所述的松香乳液的固含在55-60％，或松香乳液的酸值在20-140mgKOH/g。
优选地，所述的成膜助剂为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯。
优选地，所述的消泡剂为聚醚类消泡剂。
优选地，所述的单组分交联剂为可与羧基反应的羧基单组分交联剂，进一步优选为聚碳化亚胺，优选为聚碳化二亚胺。
优选地，所述的单组分交联剂为可与羟基反应的封闭性单组分交联剂，进一步优选为封闭性异氰酸酯，优选地封闭型异氰酸酯为90℃解封封闭性异氰酸酯。
优选地，所述的单组分交联剂为可同时与羧基、羟基反应的交联剂，进一步优选为硅类交联剂或金属类交联剂。
优选地，所述的核壳结构丙烯酸乳液采用包括如下步骤的方法制备而成：S 1，按上述核预乳液、壳预乳液的原料称重后分别加入乳化釜乳化20-30min，分别得到核预乳液、壳预乳液；
S2，将引发剂总量的70-80％加入去离子水总量的5-15％中搅拌溶解，得引发剂溶液；
S3，将去离子水总量20-40％、阴离子乳化剂20-30％、非离子乳化剂20-30％、引发剂总量的20-40％、缓冲剂投量的全部，投入反应釜中制备釜底液；之后在80-200r/min搅拌，当升温至60-65℃，加入步骤S1的核预乳液总量的5-15％，当升温至78-82℃，反应釜底出现蓝光，同时滴加50％引发剂与剩余全部核预乳液，在82-85℃条件，2-3小时滴加完成；之后在85-90℃保温1.5小时，保温结束之后同时滴加步骤S1的全部壳预乳液与剩余的50％引发剂溶液，2-3小时滴加完成；之后在85-90℃保温1-1.5小时，降温至40-50℃，加入中和剂调节pH范围在7.5-9.5，用300目滤网过滤，即制得核壳结构丙烯酸乳液。
优选地，核壳结构丙烯酸乳液的合成温度在82-85℃，搅拌速度为80-150r/min，核乳液反应时间为2-2.5小时，壳乳液反应时间为2-2.5小时，保温时间为1.5小时，保温温度在85-88℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的水性单组分覆膜胶，通过内引入多官能团功能单体，在乳液聚合时提高丙烯酸乳液内聚强度，采用了内交联剂与外交联剂增加内聚力与交联密度，提高耐温耐水性能，解决现有覆膜胶可能出现的残胶现象；同时采用内交联剂与外交联剂共同作用，减少了外交联剂用量，节省成本。
2.本发明通过外加单组分交联剂，单组分交联剂可稳定存在于乳液中，且在成膜后或温度达到90℃以上解封与乳液中亲水基团反应，解决双组份可操作时间短的缺陷；在成膜中消耗丙烯酸乳液、松香乳液中的亲水基团，提高覆膜胶交联密度，保证覆膜胶具有较好的耐温和耐水性。
3.本发明通过调整松香乳液的引入量，采用松香乳液为增粘剂，其中含有的羧基基团，可与外交联剂在成膜时反应，保证覆膜胶粘性在500gf/25mm以上，在高粘性的同时保证耐水、耐温性。
4.本发明的单组分水性覆膜胶具有绿色环保、易于施工、高粘性、耐温性、耐水性等优点，综合绿色环保、易于施工特点，具有广阔的市场前景。
上述是发明技术方案的概述，以下结合具体实施方式，对本发明做进一步说明。
具体实施方式：
为了使本发明的目的和技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例作详细说明。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：本实施例提供的单组分水性覆膜胶，该单组分水性覆膜胶按重量份数计包括如下组分：核壳结构丙烯酸乳液84份，松香乳液15份，聚碳化二亚胺0.7份，成膜助剂0.2份，消泡剂0.1份。
其中核壳结构丙烯酸乳液按如下重量份计投入反应釜，进行乳液聚合反应：核预乳液：
壳预乳液：
助剂：
引发剂 0.4份
缓冲剂 0.5份
中和剂 0.3份。
进一步地，所述的核壳结构丙烯酸乳液，采用包括如下步骤的方法制备而成：S1，按上述核预乳液、壳预乳液的原料称重后分别加入乳化釜乳化20-30min，分别得到核预乳液、壳预乳液；
S2，将引发剂总量的80％加入去离子水总量的10％中搅拌溶解，得引发剂溶液；
S3，将去离子水总量25％、阴离子乳化剂20％、非离子乳化剂20％、引发剂总量的20％，缓冲剂投量的全部，投入反应釜中制备釜底液；之后在80-150r/min搅拌，当升温至60-65℃，加入步骤S1的核预乳液总量的10％，当升温至78-82℃，反应釜底出现蓝光，同时滴加50％引发剂与剩余全部核预乳液，在82-85℃条件，2-3小时滴加完成，之后在85-90℃保温1.5小时，保温结束之后同时滴加步骤S1的全部壳预乳液与剩余的50％引发剂溶液，2-3小时滴加完成，之后在85-90℃保温1.5小时，降温至40℃，加入中和剂调节pH范围在7.5-9.5，300目滤网过滤，即制得核壳结构丙烯酸乳液。
实施例2：本实施例提供的单组分水性覆膜胶，该单组分水性覆膜胶按重量份数计包括如下组分：核壳结构丙烯酸乳液78.6份，松香乳液20份，聚碳化二亚胺1.1份，成膜助剂0.2份，消泡剂0.1份。
其中核壳结构丙烯酸乳液按如下重量份计投入反应釜，进行乳液聚合反应，与实施例1相比不同之处在于：核预乳液中去离子水34.4份；壳预乳液与实施例1相同。
实施例2的覆膜胶用丙烯酸乳液的制备方法与实施例1相同。
实施例3：本实施例提供的单组分水性覆膜胶，该单组分水性覆膜胶按重量份数计包括如下组分：核壳结构丙烯酸乳液78.6份，松香乳液20份，聚碳化二亚胺0.3份，封闭型异氰酸酯0.7份，成膜助剂0.3份，消泡剂0.1份。其中核壳结构丙烯酸乳液按如下重量份计投入反应釜，进行乳液聚合反应，与实施例1相比不同之处在于：核预乳液中丙烯酸1.5份，丙烯酸异辛酯25份，去离子水34.9份；壳预乳液中丙烯酸丁酯35份，丙烯酸异辛酯25份，未添加N-羟甲基丙烯酰胺而改为乙烯基三乙氧基硅烷1份，去离子水35.4份；其他与实施例1相同。
实施例3覆膜胶用丙烯酸乳液的制备方法与实施例2相同。
实施例4：本实施例提供的单组分水性覆膜胶，该单组分水性覆膜胶按重量份数计包括如下组分：核壳结构丙烯酸乳液78.6份，松香乳液20份，90℃解封封闭性异氰酸酯0.8份，聚碳化二亚胺0.3份，成膜助剂0.2份，消泡剂0.1份。其中核壳结构丙烯酸乳液按如下重量份计投入反应釜，进行乳液聚合反应，与实施例1相比不同之处在于：核预乳液中丙烯酸丁酯35份，添加丙烯酸羟乙酯1.5份，丙烯酸异辛酯25份，去离子水34.9份；壳预乳液中丙烯酸丁酯35份，丙烯酸异辛酯25份，甲基丙烯酸烯丙酯1份(未加入N-羟甲基丙烯酰胺)，去离子水35.4份，其他与实施例1相同。
实施例4的覆膜胶用丙烯酸乳液的制备方法与实施例3的不同之处在于：
(2)将引发剂总量的70％加入去离子水总量的10％中搅拌溶解，制备引发剂溶液。
(3)将去离子水总量25％，阴离子乳化剂30％，非离子乳化剂30％，引发剂总量的30％，缓冲剂投量的全部，投入反应釜中制备釜底液。
实施例5：本实施例提供的单组分水性覆膜胶，该单组分水性覆膜胶按重量份数计包括如下组分：核壳结构丙烯酸乳液73.2份，松香乳液25份，90℃解封封闭性异氰酸酯0.5份，聚碳化二亚胺1.0份，成膜助剂0.2份，消泡剂0.1份。其中核壳结构丙烯酸乳液按如下重量份计投入反应釜，进行乳液聚合反应，与实施例1相比不同之处在于：核预乳液中甲基丙烯酸甲酯3份，丙烯酸丁酯35份，丙烯酸羟乙酯0.7份，丙烯酸0.8份，丙烯酸异辛酯25份，去离子水34.9份；壳预乳液中丙烯酸丁酯35份，丙烯酸异辛酯25份，甲基丙烯酸烯丙酯1份，去离子水35.4份。其他与实施例1相同。
本实施例的覆膜胶用丙烯酸乳液的制备方法，与实施例4相同。
覆膜胶测试方法：用80um线棒在电晕值40达因的PE膜上涂胶，涂膜经90-110℃干燥5min，干胶膜厚度30um，50℃放置12小后，胶膜贴附与镜面刚上，测试性能。优选地，在测试胶膜时，涂胶后干胶膜厚度20-40um；烘烤条件为90-110℃；烘烤时间5-10分钟；烘烤后在50℃条件下放置12小时；采用电晕PE基材；PE膜电晕值大于等于40达因。
上述实施例1-5的覆膜胶测试结果为：
实施例1，保护膜性能为：180°剥离强度为520gf/25mm；耐温90℃/24小时，无残胶；耐热水煮100℃/2小时，无残胶；耐冷水浸泡7天，无残胶。
实施例2，保护膜性能为：180°剥离强度为630gf/25mm；耐温90℃/24小时，无残胶；耐热水煮100℃/2小时，无残胶；耐冷水浸泡7天，无残胶。
实施例3，胶膜性能为：180°剥离强度为580gf/25mm；耐温90℃/24小时，无残胶；耐热水煮100℃/2小时，无残胶；耐冷水浸泡7天，无残胶。
实施例4，胶膜性能为：180度剥离强度为540gf/25mm；耐温90℃/24小时，无残胶；耐热水煮100℃/2小时，无残胶；耐冷水浸泡7天，无残胶。
实施例5，胶膜性能为：180°剥离强度为650gf/25mm；耐温90℃/24小时，无残胶；耐热水煮100℃/2小时，无残胶；耐冷水浸泡7天，无残胶。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种单组分水性覆膜胶，其特征在于，按重量份数计，包含如下组分：核壳结构丙烯酸乳液70～90份、松香乳液5～30份、单组分交联剂0.3～3份、成膜助剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.3份。
2.根据权利要求1所述的单组分水性覆膜胶，其特征在于，所述的核壳结构丙烯酸乳液按重量份计，包括如下组分经核壳乳液聚合工艺制得：
核预乳液：
壳预乳液：
助剂：
引发剂 0.2-0.6份
缓冲剂 0.3-0.5份
中和剂 0.2-0.5份。
3.根据权利要求2所述的单组分水性覆膜胶，其特征在于，所述的羟基羧基单体为丙烯酸、丙烯酸羟乙酯中的任一种或多种组合。
4.根据权利要求2所述的单组分水性覆膜胶，其特征在于，所述的内交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸烯丙酯中的任一种或多种组合。
5.根据权利要求2所述的单组分水性覆膜胶，其特征在于，所述的阴离子乳化剂为十二烷基磺酸钠；所述的非离子乳化剂为脂肪醇聚乙烯醚。
6.根据权利要求1所述的单组分水性覆膜胶，其特征在于，所述的松香乳液的固含在55-60％，或松香乳液的酸值在20-140mgKOH/g。
7.根据权利要求1所述的单组分水性覆膜胶，其特征在于，所述的成膜助剂为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯。
8.根据权利要求1所述的单组分水性覆膜胶，其特征在于，所述的单组分交联剂为可与羧基反应的羧基单组分交联剂或可与羟基反应的封闭性单组分交联剂或可同时与羧基/羟基反应的交联剂。
9.根据权利要求8所述的单组分水性覆膜胶，其特征在于，所述的单组分交联剂为聚碳化二亚胺、封闭性异氰酸酯、硅类交联剂或金属类交联剂中的任一种或多种组合。
10.根据权利要求2所述的单组分水性覆膜胶，其特征在于，所述的核壳结构丙烯酸乳液采用包括如下步骤的方法制备而成：
S1，按上述核预乳液、壳预乳液的原料称重后分别加入乳化釜乳化20-30min，分别得到核预乳液、壳预乳液；
S2，将引发剂总量的70-80％加入去离子水总量的5-15％中搅拌溶解，得引发剂溶液；
S3，将去离子水总量20-40％、阴离子乳化剂20-30％、非离子乳化剂20-30％、引发剂总量的20-40％、缓冲剂投量的全部，投入反应釜中制备釜底液；之后在80-200r/min搅拌，当升温至60-65℃，加入步骤S1的核预乳液总量的5-15％，当升温至78-82℃，反应釜底出现蓝光，同时滴加50％引发剂与剩余全部核预乳液，在82-85℃条件，2-3小时滴加完成；之后在85-90℃保温1.5小时，保温结束之后同时滴加步骤S1的全部壳预乳液与剩余的50％引发剂溶液，2-3小时滴加完成；之后在85-90℃保温1-1.5小时，降温至40-50℃，加入中和剂调节pH范围在7.5-9.5，用300目滤网过滤，即制得核壳结构丙烯酸乳液。
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| CN202310820228.4A CN116836658A (zh) | 2023-07-05 | 2023-07-05 | 一种单组分水性覆膜胶 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117820922A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-04-05 | 青岛榕信工贸有限公司 | 一种新型易进行回收再利用的纸塑复合材料 |
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2023
- 2023-07-05 CN CN202310820228.4A patent/CN116836658A/zh active Pending
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