[发明专利]一种丙烯酸酯类共聚乳液纸塑复合胶及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸酯类共聚乳液纸塑复合胶及其制造方法，属于新型高分子材料领域。

背景技术

纸塑复合是在纸基印刷品表面复合上一层塑料薄膜，是印刷行业常用的复合材料。而作为连接两者的中间纽带，纸塑复合胶要求对非极性、低表面能的塑料薄膜表面和极性的纸张表面均具有良好的黏合力；对油墨也需要有好的亲和性。目前市场上纸塑复合胶主要有三种类型:溶剂型、乳液型、预涂型（热熔型）。溶剂胶在生产时经常产生污染及易燃问题，受到了严格的环保法规的制约；而预涂膜（热熔型）耗电量比乳液型多，复合制品后的后续加工质量不太理想。因此，乳液型胶的发展成为主流。乳液型胶主要有VAE类和丙烯酸酯类。单纯的VAE乳胶亲膜力不够且胶层硬，在配制过程中需要加入增粘树脂或增塑剂，其中增粘树脂需要先溶于有机溶剂再混入乳液中，这相对于溶剂型乳液来说，只是减少了有机溶剂的用量而已，而增塑剂目前也受到环保法规的限制。VAE乳液生产设备复杂，需高压操作，改性难度大。丙烯酸酯类共聚乳液原料丰富，性能可以随着分子结构的调整而改变，所得产品亮度高，不易泛黄，耐老化。因此，国内外致力于丙烯酸共聚乳液的研究发展，但目前市场上的乳液型复合膜在应用中还存在稳定性差、粘结力不牢固、干燥速度慢、透明度低、不能使油墨与BOPP膜很好地结合等缺点。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种丙烯酸酯类共聚乳液纸塑复合胶及其制造方法，此种乳液型纸塑复合胶以丙烯酸酯类软、硬单体为主要原料，同时引入丙烯酸等多种功能单体以及采用半连续乳液种子聚合工艺而制得。所加的丙烯酸在于提高胶乳交联密度以及胶膜的内聚能，从而有利于胶膜交联网状结构的形成，增加胶乳的粘结附着力。所制得的复合胶的初黏力和干燥速度比改性前相对提高，而且热稳定性、光化学稳定性好，抗氧化能力强，胶膜透明。

一种丙烯酸酯类共聚乳液纸塑复合胶，所述丙烯酸酯类共聚乳液纸塑复合胶由下述重量配比的原料组成：丙烯酸丁酯16～37%、丙烯酸8～16%、甲基丙烯酸甲酯5～11%、丙烯腈3～8%、衣康酸1-5%、氢氧化钠0.1～0.3%、引发剂0.4～0.6%、复合乳化剂0.1～2%、氨水0.05～0.1%、消泡剂0.05～0.1%、稳定剂2～6%、去离子水15～64%。

进一步的技术方案是，所述引发剂为叔丁基过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或多种。

进一步的技术方案是，所述的消泡剂为有机硅消泡剂。

进一步的技术方案是，所述的稳定剂为硬脂酸钙。

进一步的技术方案是，所述的复合乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成，所述阴离子乳化剂和非离子乳化剂重量配比为3:2。

更进一步的技术方案是，所述阴离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠，所述非离子型乳化剂为辛基苯酚聚氧乙烯醚。

一种上述丙烯酸酯类共聚乳液纸塑复合胶的制备方法，包括以下步骤：

第一步，单体的洗涤和预乳化：将丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、衣康酸、去离子水加入到预乳化装置形成混合液，再将所述混合液进行减压蒸馏和氢氧化钠溶液洗涤后搅拌30～50min使所述混合液外观呈均匀乳白色后即制得预乳化液A；

第二步，复合乳化剂的配制：将阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠和非离子乳化剂辛基苯酚聚氧乙烯醚按重量配比为3:2的比例混合搅拌15min，制得复合乳化剂B；

第三步，种子乳液聚合：将去离子水、复合乳化剂B、稳定剂、消泡剂、占引发剂总量50%的引发剂依次加入到反应釜中，进行加热和搅拌，升温至50～65℃时加入占预乳化液总量5%的预乳化液A；持续升温至80～82℃后滴加入占预乳化液总量95%预乳化液A和占引发剂总量20%的引发剂，所述滴加时间为2.5～3.0h，所述滴加温度条件为80～90℃，所述滴加完成后在82℃条件下保温30min形成种子乳液聚合液；

第四步，消除反应：将所述种子乳液聚合液降温至75℃后加入占引发剂总量15%的引发剂，恒温30min；再加入占引发剂总量15%的引发剂继续在75℃温度下恒温30min，最后通过抽真空排出剩余单体；

第五步，调节pH值和乳液粘度：将经过消除反应的种子乳液聚合液降温至45℃时加入氨水，调节pH至7.0～7.5，再进行过滤后制得所述丙烯酸酯类共聚乳液纸塑复合胶。

进一步的技术方案是，所述减压蒸馏的压力条件为-0.05～-0.02MPa，所述减压蒸馏的温度范围为65～70℃，所述氢氧化钠溶液的浓度为10%。