水基乳液型纸塑复合粘合剂的制备

来源:南粤论文中心 作者:张伟,何新快,蔡佑星 发表于:2010-04-22 10:31  点击:
【关健词】乳液聚合;纸塑复合;粘合刘
摘要:以丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、十二烷基硫酸钠、过硫酸铵、水性松香树脂等为原料,采 用预乳聚合法成功制备了性能优良的水基乳液型纸塑复合粘合剂。讨论了软硬单体配比、引发荆、功能单体、 增粘剂用量及聚合反应时间等因素对粘合荆的剥离强度和粘度的影响,确定了水基乳液型纸塑复合粘合荆的最 佳工艺条件,各组分质量分数为:丙烯酸丁酯65.3%、醋酸乙烯酯21.2%、丙烯酸5.5%、十二烷基硫酸钠3.8%、 过硫酸铵0.4%、水性松香树脂3.0%,聚合反应时间为2.5 h。

  引言

纸塑复合包装材料具有防水、防潮、印刷适应性 好等特点,因而在医药、香烟、化装品、食品等产品 的包装中有着广泛应用【I。6l。由于纸张纤维表面为强极 性结构,塑料表面为非极性结构,从而导致其复合所 用的粘合剂必需适合极性和非极性的“两性”表面,才 能制备出具高粘接强度的纸塑复合包装材料。
目前,纸塑复合材料的制备中一般采用聚氨酯双 组份粘合剂,但是这种粘合剂不仅价格比较昂贵,而 且施胶涂布过程中需使用大量有机溶剂,其制品易造
成有机物残留nl。因此,以无毒环保水基型粘合剂替代
此类粘合剂已成为该领域的研究热点【7叫01。然而,现有 水基乳液型纸塑复合用粘合剂,存在耐水性差、乳液 的稳定性差、粘合强度较低等方面的不足⋯叫41。而预 乳聚合法制备的粘合剂具有颗粒大小均匀、粘度较低 (流动性能好)等优点,故本研究以甲基丙烯酸丁酯、 聚氯乙烯醋酸乙烯酯、丙烯酸、十二烷基硫酸钠、过 硫酸铵、水性松香树脂等为原料,借鉴预乳聚合法制 备了复合用水基乳液型粘合剂,并对水基乳液型纸塑 复合粘合剂工艺条件进行了研究,确定其最佳工艺条 件,以解决纸塑复合用水基乳液型粘合剂存在的问题。
 
1   实验方法

1.1    水基乳液型纸塑复合粘合剂的制备 本实验中水基乳液型纸塑复合粘合剂的基本配方
如表l所示。
囊1  水基乳液型纸塑复合牯合剂的基本配方      TtbIe l  The fnndamental fon帅uIa fbr water emulsi0岫 paper,pIastic InminatiIIg adhesiv略
组分     质警数      组分    质%数 软单体一丙烯酸丁酯60。70    引发剂一过硫酸铵O.2一O.6 硬单体一醋酸乙烯酯18—26   增稠剂一Na0H溶液  O.8 增粘刺一水性松香树脂     3.4    功能性单体一丙烯酸5。6 乳化剂一十二j鬼萄自酸钠2.5—4            去离子水      220

水基乳液型纸塑复合粘合剂的制备方法为:在装 有搅拌器、回流冷凝器和滴液漏斗的三口烧瓶中,按 一定比例加入去离子水、乳化剂、丙烯酸、软硬单体 和2/3总用量的引发剂,在高速搅拌下进行乳液聚合, 即得预乳化液(待用);把剩余的去离子水和l,3总用 量的引发剂加入另一个三口烧瓶中,升温至40℃,加 入l,5总用量的预乳化液,并升温至65℃。在三口烧 瓶中,乳液出现回流现象,至回流减少后开始滴加剩 余预乳化液,控制在3   h内滴完,然后再升温至85℃ 反应一段时间,再经冷却、增稠工序,即得水基乳液 型纸塑复合粘合剂。
1.2粘合剂性能测试
按GB532—76测定水基乳液型纸塑复合粘合剂的剥 离强度¨51。将所制得的水基乳液型纸塑复合粘合剂均


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萋 墨

 


圈l  单体配比对粘合剂删膏强度和粘度的影响 Fig.1   The innuen∞0f mon砌er髓60 on
me visco曲ty and sh。engm l打a曲e硝V嚣
从图1中可以看出,随着BA,VAC值的增加,水 基乳液型纸塑复合粘合剂的粘度下降,初始阶段的剥 离强度迅速增加,当软硬单体之间的比值为3.O时,剥 离强度出现极大值;继续增加软硬单体的比值,粘合 剂的剥离强度又开始下降。其原因可能是,在粘合剂 的制备中,软单体起着重要的粘附作用,而硬单体起 着内聚作用,硬单体用量过大时,软单体所占比例减 小,将导致粘合剂对薄膜的亲和力下降,剥离强度随 之下降。因此,制备水基乳液型纸塑复合粘合剂时选 用的软硬单体的最佳配比应为3.0。
2.2    引发剂对粘合剂性能的影响
在其它条件一定的情况下,改变引发剂用量,研 究其对水基乳液型纸塑复合粘合剂性能的影响,所得 结果如图2所示。
 
匀涂在25  mm宽的聚丙烯塑料薄膜上.并立即与白卡 纸粘合,用电熨斗熨烫后,放置24    h,测试时用夹子 夹住薄膜的上沿和砝码盘,不断地增加砝码,直到白 卡纸与塑料剥离开来,此时的砝码数量即为该胶的剥 离强度。
采用旋转粘度计,按国标测定其粘度¨引。测定方 法为:取一定质量的乳液粘合剂,放人真空干燥箱中, 在真空度80 kPa,105℃下烘干至恒重,然后准确称量 干燥物重。水基乳液型纸塑复合粘合剂的固含量按下


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釜 纂


0.0   o.1      02  O.3   O.4   0.5    O.6   O.7  0.8
引发荆的州量,%
45

35

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5
 
式计算固:含量s(%)=』箨腊×loo%。

2   实验结果与讨论

2.1    聚合单体配比对粘合剂性能的影响 在其它条件一定的情况下,改变软硬单体的配
比,研究其对水基乳液型纸塑复合粘合剂剥离强度和 粘度的影响,所得结果如图l所示。

圈2  引发剂用量对牯合剂捌膏强度和粘度的影一 Fi昏2  The innuen∞ofdo轴萨ofiIIi“ator叩
岫、ri删ty蛐d吼弛ngthfor袖esi憎
从图2中可看出,初始阶段,随着引发剂用量的 增加,水基乳液型纸塑复合粘合剂的剥离强度和粘度 都有一定程度的提高,但引发剂用量超过0.4%后,剥 离强度反而减小,而引发剂用量对粘合剂粘度的影响 状况比较复杂,当其用量达到0.45%时,粘合剂粘度 即达到最大,此后随着引发剂用量的增加,粘合剂粘 度随着减小,而当引发剂用量达到0.55%时,粘合剂

 

万方数据
 
22                                        湖南工业大学学报                 2009年(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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