CN1978575A - 一种水性粘合剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性粘合剂，包括如下组分和重量百分数：高固含量硅丙乳液20～25％，丁二烯-醋酸乙烯-(甲基)共聚乳液30～40％，扩链剂10～35％，稳定剂2～6％。本发明的水性粘合剂能耐高温，无压敏性，具有适当的剥离强度。采用本发明的水性粘合剂所制备的包装袋能够耐高温和消毒处理，可广泛应用于耐高温消毒处理的医用包装、食品包装领域，尤其是在医药领域中的各种棉纱和无纺布产品的包装。
Description
技术领域
本发明涉及医疗用品领域，具体涉及一种能用于制备医用包装袋的水性粘合剂。
背景技术
目前，用于包装纸袋制备的多数水性粘合剂均有压敏性，在医药领域中，外科使用的棉纱均需要经过高温蒸汽消毒后，方可使用。通常的水性粘合剂在经过蒸汽处理后会粘结包装纸袋内物品，一方面，在打开包装纸袋封口时易将纸袋撕破，带来了使用的不便，另一方面，也污染了包装袋内物品。因此，研究新的具有耐高温，无压敏性，适当剥离强度的水性粘合剂，成为乳液应用于医药领域的研究开发热点。
发明内容
本发明目的是克服上述现有水性粘合剂存在的问题，提供一种能耐高温消毒，可用于制备医用包装袋的水性粘合剂。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种水性粘合剂，包括如下组分和重量百分数：
高固含量硅丙乳液 30～40％
丁二烯—醋酸乙烯—(甲基)共聚乳液 20～25％
扩链剂 10～35％
上述水性粘合剂，还包括重量百分数2～6％的稳定剂。
所述高固含量硅丙乳液是由如下方法制备而成：
1)将30～40重量％的有机硅化物和丙烯酸类单体的混合物，0.5～2.5重量％的复合乳化剂，0.16～0.24重量％的引发剂，在40～45℃条件下反应1～3小时，进行种子乳液聚合，得到硅丙乳液的核结构；
2)将50～70％的有机硅化物和丙烯酸类单体的混合物在1.0～2.0％的复合乳化剂中用高速分散设备进行乳化，制得壳单体乳液；
3)然后在硅丙乳液的核结构中，滴加壳单体乳液，将0.24～0.36重量％的引发剂分次加入体系中，在50～90℃条件下反应3～6小时，降温后，用氨水调节pH值至8～9，得到具有核—壳结构的高固含量硅丙乳液。
上述复合乳化剂是由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成，其重量比为2～1∶1，优选重量比为1∶1。引发剂是由水溶性过硫酸盐与亚硫酸盐组成，其摩尔比为1∶1。
所述丙烯酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯甲基丙烯酸缩水甘油酯、二甲基丙烯酸二缩乙二醇酯中的一种或几种的混合物。所述有机硅化物，其分子中带有可参与自由基聚合的双健和易水解的硅烷氧基，选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物，以及选自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲二甲氧硅烷、二甲二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷中的一种或几种的混合物，前述一种或其混合物的水解物，其中一种或其混合物的水解缩聚物聚羟基硅氧烷及其混合物。
所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、分散剂A-102、表面活性剂DB-45；所述非离子表明活性剂选自烷基苯基聚乙烯基醚、聚氧乙烯壬酚醚、聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯；所述过硫酸盐选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠：所述亚硫酸盐选自无水亚硫酸钠、亚硫酸氢钠。
上述丁二烯—醋酸乙烯—(甲基)共聚乳液是由如下方法制备而成：在20大气压的高压釜中，将20～30重量％的(甲基)丙烯酸酯，10～15重量％的醋酸乙烯酯，2～3重量％的丁二烯，40～60重量％的去离子水，0.2～0.3重量％的过硫酸钾，0.3～0.5重量％的十二烷基苯磺酸钠，2～3重量％的烷基苯基聚乙烯基醚，0.2重量％的碳酸氢钠，在60～90℃条件下进行聚合得到。
所述扩链剂选聚氨酯单组分乳液。所述稳定剂选自石蜡、无机盐或烷基苯基聚乙烯基醚。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的水性粘合剂能耐高温，无压敏性，具有适当的剥离强度。采用本发明的水性粘合剂所制备的包装袋能够耐高温和消毒处理，可广泛应用于耐高温消毒处理的医用包装、食品包装领域，尤其是在医药领域中的各种棉纱和无纺布产品的包装。
具体实施方式
实施例1
1、硅丙乳液的制备
在带有搅拌器、温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的四口反应瓶置于有控温装置的水浴中，将等摩尔量的过硫酸钾和无水亚硫酸钠混合配制成占总重量0.5％的引发剂；将等重量的A-102和聚氧乙烯壬酚醚混合配制成占总重量4％的复合乳化剂。
在反应瓶中加入乙烯基三乙氧基硅烷和丙烯酸的混合物30.5重量％，2重量％的复合乳化剂，0.2重量％的引发剂，在40℃条件下反应2小时，进行种子乳液聚合，得到硅丙乳液的核结构；
将65重量％的甲基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸甲酯混合物在2重量％的复合乳化剂中用高速分散设备进行乳化，制得壳单体乳液；
然后在硅丙乳液的核结构中，将水浴温度升高到50℃后，开始滴加壳单体乳液，并加入0.1重量％引发剂，控制滴加速度和搅拌速度。在滴加过程中分次加入引发剂的0.1重量％。滴加结束后再加入剩余引发剂，继续保温反应1h后，将水浴温度升至80℃，反应30分钟，降温后，用氨水调节pH值至8，得到具有核—壳结构的高固含量硅丙乳液。
2、丁二烯—醋酸乙烯—(甲基)共聚乳液的制备
在20大气压的高压釜中，将25重量％的丙烯酸丁酯，15重量％的醋酸乙烯酯，2重量％的丁二烯，55重量％的去离子水，0.3重量％的过硫酸钾，0.5重量％的十二烷基苯磺酸钠，2重量％的烷基苯基聚乙烯基醚，0.2重量％的碳酸氢钠，在70℃条件下进行聚合得到。
3、将制得的高固含量硅丙乳液与丁二烯—醋酸乙烯共聚乳液，及扩链剂聚氨酯单组分乳液按重量比1/3∶1/3∶1/3进行混合，得到本发明的水性粘合剂。
实施例2
1、硅丙乳液的制备
在带有搅拌器、温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的四口反应瓶置于有控温装置的水浴中，将等摩尔量的过硫酸钠和亚硫酸氢钠混合配制成占总重量0.6％的引发剂；将等重量的十二烷基苯磺酸钠和聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯混合配制成占总重量2％的复合乳化剂。
在反应瓶中加入甲基丙烯酸乙酯甲基丙烯酸缩水甘油酯和二甲二甲氧硅烷的混合物40重量％，1重量％的复合乳化剂，0.2重量％的引发剂，在40℃条件下反应2小时，进行种子乳液聚合，得到硅丙乳液的核结构；
将50重量％的二甲基丙烯酸二缩乙二醇酯和八甲基环四硅氧烷混合物在1重量％的复合乳化剂中用高速分散设备进行乳化，制得壳单体乳液；
然后在硅丙乳液的核结构中，将水浴温度升高到60℃后，开始滴加壳单体乳液，并加入0.1重量％引发剂，控制滴加速度和搅拌速度。在滴加过程中分次加入引发剂的0.2重量％。滴加结束后再加入剩余引发剂，继续保温反应1h后，将水浴温度升至90℃，反应30分钟，降温后，用氨水调节pH值至9，得到具有核—壳结构的高固含量硅丙乳液。
2、丁二烯—醋酸乙烯—(甲基)共聚乳液的制备
在20大气压的高压釜中，将30重量％的甲基丙烯酸乙酯甲基丙烯酸缩水甘油酯，10重量％的醋酸乙烯酯，3重量％的丁二烯，54重量％的去离子水，0.3重量％的过硫酸钾，0.5重量％的十二烷基苯磺酸钠，2重量％的烷基苯基聚乙烯基醚，0.2重量％的碳酸氢钠，在70℃条件下进行聚合得到。
3、将制得的高固含量硅丙乳液与丁二烯—醋酸乙烯共聚乳液，及扩链剂聚氨酯单组分乳液，稳定剂烷基苯基聚乙烯基醚，按重量比2/5∶2/5∶0.5/5∶0.5/5进行混合，得到本发明的水性粘合剂。
实施例3
1、硅丙乳液的制备
在带有搅拌器、温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的四口反应瓶置于有控温装置的水浴中，将等摩尔量的过硫酸铵和亚硫酸氢钠混合配制成占总重量0.6％的引发剂；将等重量的DB-45和聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯混合配制成占总重量2％的复合乳化剂。
在反应瓶中加入甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基三乙氧基硅烷和二甲二甲氧硅烷的混合物35重量％，1重量％的复合乳化剂，0.2重量％的引发剂，在40℃条件下反应2小时，进行种子乳液聚合，得到硅丙乳液的核结构；
将55重量％的甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、苯基三乙氧基硅烷和八甲基环四硅氧烷混合物在1重量％的复合乳化剂中用高速分散设备进行乳化，制得壳单体乳液；
然后在硅丙乳液的核结构中，将水浴温度升高到60℃后，开始滴加壳单体乳液，并加入0.1重量％引发剂，控制滴加速度和搅拌速度。在滴加过程中分次加入引发剂的0.2重量％。滴加结束后再加入剩余引发剂，继续保温反应1h后，将水浴温度升至90℃，反应30分钟，降温后，用氨水调节pH值至9，得到具有核—壳结构的高固含量硅丙乳液。
2、丁二烯—醋酸乙烯—(甲基)共聚乳液的制备
在20大气压的高压釜中，将25重量％的甲基丙烯酸甲酯，15重量％的醋酸乙烯酯，3重量％的丁二烯，54重量％的去离子水，0.3重量％的过硫酸钾，0.5重量％的十二烷基苯磺酸钠，2重量％的烷基苯基聚乙烯基醚，0.2重量％的碳酸氢钠，在70℃条件下进行聚合得到。
3、将制得的高固含量硅丙乳液与丁二烯—醋酸乙烯共聚乳液，及扩链剂聚氨酯单组分乳液，稳定剂石蜡，按重量比2/5∶2/5∶0.5/5∶0.5/5进行混合，得到本发明的水性粘合剂。
实施例4水性粘合剂性能测试
表1、粘合剂性能测试结果
| 高温下稳定性/T℃ | 固含量/％ | 粘度，PaS | 压敏性 | 剥离强度，磅/英寸 | ||
| 消毒前 | 消毒后 | |||||
| 实施例1 | 135 | 50 | 3200 | 无 | 0.4 | 0.8 |
| 实施例2 | 135 | 51 | 3500 | 无 | 0.4 | 0.7 |
| 实施例3 | 135 | 52 | 4000 | 无 | 0.4 | 0.6 |
由表1可见，本发明的水性粘合剂能耐高温，无压敏性，具有适当的剥离强度。
Claims (10)
1、一种水性粘合剂，其特征在于包括如下组分和重量百分数：
高固含量硅丙乳液 30～40％
丁二烯-醋酸乙烯-(甲基)共聚乳液 20～25％
扩链剂 10～35％
2、根据权利要求1所述的水性粘合剂，其特征在于还包括重量百分数2～6％的稳定剂。
3、根据权利要求1或2所述的水性粘合剂，其特征在于所述高固含量硅丙乳液是由如下方法制备而成：
1)将30～40重量％的有机硅化物和丙烯酸类单体的混合物，0.5～2.5重量％的复合乳化剂，0.16～0.24重量％的引发剂，在40～45℃条件下反应1～3小时，进行种子乳液聚合，得到硅丙乳液的核结构；
2)将50～70％的有机硅化物和丙烯酸类单体的混合物在1.0～2.0％的复合乳化剂中用高速分散设备进行乳化，制得壳单体乳液；
3)然后在硅丙乳液的核结构中，滴加壳单体乳液，将0.24～0.36重量％的引发剂分几次加入体系中，在50～90℃条件下反应3～6小时，降温后，用氨水调节pH值至8～9，得到具有核-壳结构的高固含量硅丙乳液。
4、根据权利要求3所述的水性粘合剂，其特征在于所述复合乳化剂是由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成，其重量比为2～1∶1；所述引发剂是由水溶性过硫酸盐与亚硫酸盐组成，其摩尔比为1∶1
5、根据权利要求4所述的水性粘合剂，其特征在于所述阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的重量比为1∶1。
6、根据权利要求1或2所述的水性粘合剂，其特征在于所述丁二烯-醋酸乙烯-(甲基)共聚乳液是由如下方法制备而成：在20大气压的高压釜中，将20～30重量％的(甲基)丙烯酸酯，10～15重量％的醋酸乙烯酯，2～3重量％的丁二烯，40～60重量％的去离子水，0.2～0.3重量％的过硫酸钾，0.3～0.5重量％的十二烷基苯磺酸钠，2～3重量％的烷基苯基聚乙烯基醚，0.2重量％的碳酸氢钠，在60～90℃条件下进行聚合得到。
7、根据权利要求1或2所述的水性粘合剂，其特征在于所述扩链剂选聚氨酯单组分乳液。
8、根据权利要求2所述的水性粘合剂，其特征在于所述稳定剂选自石蜡、无机盐或烷基苯基聚乙烯基醚。
9、根据权利要求3所述的水性粘合剂，其特征在于所述丙烯酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯甲基丙烯酸缩水甘油酯、二甲基丙烯酸二缩乙二醇酯中的一种或几种的混合物；所述有机硅化物，其分子中带有可参与自由基聚合的双健和易水解的硅烷氧基，选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物，以及选自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲二甲氧硅烷、二甲二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷中的一种或几种的混合物，前述一种或其混合物的水解物，其中一种或其混合物的水解缩聚物聚羟基硅氧烷及其混合物。
10、根据权利要求4所述的水性粘合剂，其特征在于所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、分散剂A～102、表面活性剂DB-45；所述非离子表明活性剂选自烷基苯基聚乙烯基醚、聚氧乙烯壬酚醚、聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐硬脂酸酯；所述过硫酸盐选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠；所述亚硫酸盐选自无水亚硫酸钠、亚硫酸氢钠。
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