專利名稱：復合交聯型水性復膜膠粘劑的組成及制備方法
技術領域：
本發明涉及膠粘劑的組成及制備方法，尤其涉及一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的組成及制備方法。
紙塑復合可以使印刷品表面更加光亮、平滑，色澤更加鮮艷和富有立體感，同時還起到防潮、防偽、耐折、耐磨等作用。近年來，紙塑復合或塑塑復合技術在印刷、包裝行業得到廣泛的應用和迅速發展，復合用膠粘劑的需求量也隨之劇增。目前紙塑復合膠粘劑存在的主要問題是仍然大量使用甲苯、二甲苯等有毒溶劑和稀釋劑，不僅對操作者的身體健康造成嚴重損害，而且易燃、易爆，運輸和貯存極為不便，由于該類膠粘劑主要成分為乙烯-醋酸乙烯樹脂(許研，李國雄，粘合劑，4，15，1989)、丁苯橡膠(張建英，中國膠粘劑，4(5)，10，1995)等，耐候性、耐溶劑性較差，粘接牢度不夠理想且穩定性差，復膜產品容易出現起皺、起泡、脫層等現象。
因此，研制一種無毒、無污染，方便，安全，低成本的紙塑復合膠粘劑具有重要的意義，乳液型水基膠粘劑被認為是最有發展前途，可全面替代溶劑型紙塑復膜膠粘劑的新膠種(H.J.Fricke，L.Maempel，粘接，18(2)，25，1997)。
本發明的目的是提供一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的組成及制備方法。
為了達到上述目的，本發明采取下列措施復合交聯型水性復膜膠粘劑的組成的配比為A丙烯酸丁酯13～30wt％B丙烯酸乙酯6～15wt％C丙烯酸0.5～5wt％D功能性單體0.5～5wt％E乳化劑0.2～1wt％F引發劑0.05～0.2wt％G緩沖劑0.1～0.8wt％H水55～75wt％I氨水 0.1～1.0wt％復合交聯型水性復膜膠粘劑的制備方法是，其配比為A丙烯酸丁酯13～30wt％B丙烯酸乙酯6～15wt％
C丙烯酸0.5～5wt％D功能性單體0.5～5wt％E乳化劑0.2～1wt％F引發劑0.05～0.2wt％G緩沖劑0.1～0.8wt％H水55～75wt％I氨水 0.1～1.0wt％其制備方法為將水、緩沖劑、乳化劑加入反應釜中，攪拌溶解10～20分鐘，加入1/6～1/4混合單體，乳化30～40分鐘后，加入1/5～1/2引發劑，升溫至70～85℃，反應30～40分鐘后，開始滴加剩余的單體和引發劑，2～4小時內滴加完，80～85℃下保溫1～2小時后，開始降溫，至40～45℃，滴加氨水，調節pH值為5～7，120目濾布過濾，出料。
本發明的優點是所制得的膠粘劑不含任何有機溶劑，無毒，有利于環境保護和操作工人的身體健康，并且易于運輸和儲存。
由于采用丙烯酸酯類單體作為粘接成分，本發明的膠粘劑具有粘接強度高，光亮度好，克服了橡膠類溶劑性膠粘劑產生的耐候性、耐溶劑性差，粘接牢度不夠理想且穩定性差，復膜產品容易出現起皺、起泡、脫層等現象。
本發明的另一顯著特點是加入分別含羧基、羥基和氨基的功能單體參與共聚反應，形成含有羧基、羥基和氨基等多種功能基的聚合物鏈，這些含有功能基的聚合物鏈相互之間、以及同塑料薄膜表面的羧基、羥基等功能基可發生多種交聯反應，從而賦予該膠粘劑更強的粘接力和粘接強度，提高膠粘劑的內聚力和耐水、耐溶劑性能。
本發明選用陰離子和非離子乳化劑作為復合乳化劑，可以提高膠粘劑的聚合穩定性和貯存穩定性，同時有利于膠粘劑在聚乙烯、聚丙烯等薄膜表面上的潤濕性。
由于本發明采用水作為分散介質，不僅消除了復膜過程中有毒有機溶劑的排放，有利于環境保護和工人的身體健康，而且可大大降低膠粘劑產品的成本。
下面結合實施例作詳細說明復合交聯型水性復膜膠粘劑的組成的配比為A丙烯酸丁酯15～28wt％B丙烯酸乙酯7～13wt％C丙烯酸1～4wt％
D功能性單體1.5～4wt％E乳化劑0.4～0.8wt％F引發劑0.1～0.2wt％G緩沖劑0.3～0.5wt％H水60～70wt％I氨水 0.4～0.8wt％復合交聯型水性復膜膠粘劑的制備方法是，其配比為A丙烯酸丁酯15～28wt％B丙烯酸乙酯7～13wt％C丙烯酸1～4wt％D功能性單體1.5～4wt％E乳化劑0.4～0.8wt％F引發劑0.1～0.2wt％G緩沖劑0.3～0.5wt％H水60～70wt％I氨水 0.4～0.8wt％其制備方法為將水、緩沖劑、乳化劑加入反應釜中，攪拌溶解10～20分鐘，加入1/6～1/4混合單體，乳化30～40分鐘后，加入1/5～1/2引發劑，升溫至70～85℃，反應30～40分鐘后，開始滴加剩余的單體和引發劑，2～4小時內滴加完，80～85℃下保溫1～2小時后，開始降溫，至40～45℃，滴加氨水，調節pH值為5～7，120目濾布過濾，出料。
上述D料選用含有氨基、羥基、羧基或者環氧基功能基的乙烯基單體。E料選用陰離子及非離子復合乳化劑；G料選用亞硫酸氫鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉。
含氨基的乙烯基單體選用丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺；含羥基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯；含環氧基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸縮水甘油酯。
陰離子乳化劑選用十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉；非離子乳化劑選用平平加O、OS-10、OP-10、OP-7、OP-20。
實施例1A丙烯酸丁酯190kgB丙烯酸乙酯90kgC丙烯酸23kg
D功能性單體 23.6kg其中甲基丙烯酸羥乙酯 14kgN-羥甲基丙烯酰胺9.6kgE乳化劑5.2kg其中OP-10 2kg十二烷基苯磺酸鈉3.2kgF過硫酸銨 1.48kgG碳酸氫鈉 4.00kgH水 680kgI氨水 5.9kg其制備方法為將水、緩沖劑、乳化劑加入反應釜中，攪拌溶解10～20分鐘，加入1/6～1/4混合單體，乳化30～40分鐘后，加入1/5～1/2引發劑，升溫至70～85℃，反應30～40分鐘后，開始滴加剩余的單體和引發劑，2～4小時內滴加完，80～85℃下保溫1～2小時后，開始降溫，至40～45℃，滴加氨水，調節pH值為5～7，120目濾布過濾，出料。
以上配方按上述方法制備得到的復合交聯型水性復膜膠粘劑的性能指標如下外觀 白色乳液PH值 6～7固含量/％ 32±1穩定性/年 ＞1耐溶劑性 不起皺，不起泡剝離強度/N(2.5cm)-1 ＞3.2實施例2A丙烯酸丁酯 260kgB丙烯酸乙酯 83kgC丙烯酸 30kgD功能性單體 29.8kg其中甲基丙烯酸羥乙酯 16.6kgN-羥甲基丙烯酰胺 13.2kgE乳化劑 6.5kg
其中OP-10 3.3kg十二烷基苯磺酸鈉 3.2kgF過硫酸銨1.8kgG碳酸氫鈉3.00kgH水 620kgI氨水5.0kg制備方法同實施例1。
以上配方按上述方法制備得到的復合交聯型水性復膜膠粘劑的性能指標如下外觀 白色乳液pH值 6～7固含量/％ 39±1穩定性/年 ＞1耐溶劑性 不起皺，不起泡剝離強度/N(2.5cm)-1＞3.5實施例3A丙烯酸丁酯 239kgB丙烯酸乙酯 76kgC丙烯酸 20kgD功能性單體 20.3kg其中甲基丙烯酸羥乙酯 12.3kgN-羥甲基丙烯酰胺 8kgE乳化劑 8.3kg其中OP-10 5.6kg十二烷基苯磺酸鈉 2.7kgF過硫酸銨1.6kgG碳酸氫鈉2.00kgH水 650kgI氨水2.0kg制備方法同實施例1。
以上配方按上述方法制備得到的復合交聯型水性復膜膠粘劑的性能指標如下外觀 白色乳液pH值 6～7固含量/％35±1穩定性/年＞1耐溶劑性 不起皺，不起泡剝離強度/N(2.5cm)-1 ＞3.3上述復膜膠粘劑用于復膜時可直接使用或適量用水稀釋后使用，基本工藝參數如下烘道溫度，65℃；壓輥溫度，70℃，輥筒壓力，15～18Kg/cm2；走紙速度≥800m/h。復膜后的產品可當時裁剪，停機后，無須用甲苯等有機溶劑清洗設備，直接用清水清洗即可。
用本發明制得的復膜膠粘劑復合得到的產品具有外觀平整，光亮度高，耐溶劑性好，是理想的“綠色”復膜膠粘劑。
權利要求
1．一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的組成，其特征在于其配比為A丙烯酸丁酯13～30wt％B丙烯酸乙酯 6～15wt％C丙烯酸 0.5～5wt％D功能性單體 0.5～5wt％E乳化劑 0.2～1wt％F引發劑 0.05～0.2wt％G緩沖劑 0.1～0.8wt％H水 55～75wt％I氨水 0.1～1.0wt％
2．根據權利要求書1所述的一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的組成其特征在于，其配比為A丙烯酸丁酯15～28wt％B丙烯酸乙酯7～13wt％C丙烯酸1～4wt％D功能性單體1.5～4wt％E乳化劑0.4～0.8wt％F引發劑0.1～0.2wt％G緩沖劑0.3～0.5wt％H水60～70wt％I氨水 0.4～0.8wt％
3．一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的制備方法，其特征在于其配比為A丙烯酸丁酯13～30wt％B丙烯酸乙酯6～15wt％C丙烯酸0.5～5wt％D功能性單體0.5～5wt％E乳化劑0.2～1wt％F引發劑0.05～0.2wt％G緩沖劑0.1～0.8wt％H水55～75wt％I氨水0.1～1.0wt％其制備方法為將水、緩沖劑、乳化劑加入反應釜中，攪拌溶解10～20分鐘，加入1/6～1/4混合單體，乳化30～40分鐘后，加入1/5～1/2引發劑，升溫至70～85℃，反應30～40分鐘后，開始滴加剩余的單體和引發劑，2～4小時內滴加完，80～85℃下保溫1～2小時后，開始降溫，至40～45℃，滴加氨水，調節pH值為5～7，120目濾布過濾，出料。
4．根據權利要求書3所述的一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的制備方法，其特征在于，其配比為A丙烯酸丁酯15～28wt％B丙烯酸乙酯7～13wt％C丙烯酸1～4wt％D功能性單體1.5～4wt％E乳化劑0.4～0.8wt％F引發劑0.1～0.2wt％G緩沖劑0.3～0.5wt％H水60～70wt％I氨水 0.4～0.8wt％其制備方法為將水、緩沖劑、乳化劑加入反應釜中，攪拌溶解10～20分鐘，加入1/6～1/4混合單體，乳化30～40分鐘后，加入1/5～1/2引發劑，升溫至70～85℃，反應30～40分鐘后，開始滴加剩余的單體和引發劑，2～4小時內滴加完，80～85℃下保溫1～2小時后，開始降溫，至40～45℃，滴加氨水，調節pH值為5～7，120目濾布過濾，出料。
5．根據權利要求書1和2所述的一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的組成，其特征在于D料選用含有氨基、羥基、羧基或者環氧基功能基的乙烯基單體。E料選用陰離子及非離子復合乳化劑；G料選用亞硫酸氫鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉。
6．根據權利要求書5所述的一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的組成，其特征在于，含氨基的乙烯基單體選用丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺；含羥基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯；含環氧基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸縮水甘油酯。
7．根據權利要求書5所述的一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的組成，其特征在于，陰離子乳化劑選用十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉；非離子乳化劑選用平平加O、OS-10、OP-10、OP-7、OP-20。
8．根據權利要求書3和4所述的一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的制備方法，其特征在于D料選用含有氨基、羥基、羧基或者環氧基功能基的乙烯基單體。E料選用陰離子及非離子復合乳化劑；G料選用亞硫酸氫鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉。
9．根據權利要求書8所述的一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的制備方法，其特征在于，含氨基的乙烯基單體選用丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺；含羥基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯；含環氧基的乙烯基單體選用甲基丙烯酸縮水甘油酯。
10．根據權利要求書8所述的一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的制備方法，其特征在于，陰離子乳化劑選用十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉；非離子乳化劑選用平平加O、OS-10、OP-10、OP-7、OP-20。
全文摘要
本發明公開了一種復合交聯型水性復膜膠粘劑的制備方法。其配比為:丙烯酸丁酯13～30wt%,丙烯酸乙酯6～15wt%,丙烯酸0.5～5wt%,功能性單體0.5～5wt%,乳化劑0.2～1wt%,引發劑0.05～0.2wt%,緩沖劑0.1～0.8wt%,水55～75wt%,氨水0.1～1.0wt%。采用乳液聚合方法得到。本發明加入含羧基、羥基和氨基的功能單體參與共聚反應,得到的含有多功能基的聚合物鏈可發生多種交聯反應,賦予膠粘劑更強的粘接力和粘接強度,提高其耐水、耐溶劑性能。
文檔編號C09J133/06GK1285382SQ99117830
公開日2001年2月28日 申請日期1999年8月23日 優先權日1999年8月23日
發明者張靜, 袁建波 申請人:杭州富陽華源電熱有限公司