烟包用水性opp复合胶及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种烟卡纸用水性OPP复合胶及其制备方法，属于粘合剂制备领域。该复合胶以按重量份的以下组份组成：水性丙烯酸乳液A，所述水性丙烯酸乳液A的玻璃化转变温度Tg为-50～-25℃，固含量为50～55%，粘度为100～1000cps，pH值为7.0～8.0；水性丙烯酸乳液B，所述水性丙烯酸乳液B的玻璃化转变温度Tg为-20～+10℃，固含量为50～55%，粘度为100～1000cps，pH值为7.0～8.0；水性助剂和稀释水。该复合胶采用两种不同性能的乳液（水性丙烯酸乳液A与水性丙烯酸乳液B）进行复配，既有较好的粘接性能，又有很好的内聚强度，避免了OPP镭射膜与卡纸之间发生脱层的风险，具有很好的持久性和抗冲击性能，满足后道的印刷、烫金、模切等加工程序。
【专利说明】烟包用水性OPP复合胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于粘合剂制备领域，尤其涉及一种烟包用水性OPP复合胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]我国是香烟生产和消费大国，每年生产香烟约为3400万大箱，需要消耗40~80万吨的各类卡纸，包括复合纸、镀铝纸、铝箔纸以及白卡纸，主要用来制作烟外盒和烟内衬纸。其中复合纸包括OPP镭射复合纸和PET镀铝复合纸。采用OPP镭射膜与卡纸复合后再进行印刷、上光，可以得到镭射效果的复合纸，既有很好的美观装饰效果，又获得了较好的纸张挺度，对纸张的要求可以降低一些，节约成本，且操作工序较少，易于控制产品质量，废品率很小，目前还有较多烟包材料厂在生产。目前，烟包材料厂制作OPP镭射复合卡纸时普遍采用的是苯丙乳液粘合剂、醋丙乳液粘合剂或者它们的改性聚合物，但由于OPP镭射膜的极性弱，与其他材料贴合时的剥离强度普遍偏低，使用这一类胶水存在的问题主要是:
(I)粘接力不够好，有时发生脱层现象；(2)后加工性不好，压纹、模切时会起膜或白化；(3)耐水性不好，吸潮后易脱层；(4)抗冻性差，冬季使用时性能下降明显。(5)气味大，粘度高，流平性不好，平整度不好。随着2011年最新的烟用水基胶标准的发布，对VOC的控制要求更高了，醋酸乙烯酯残留量要控制在400ppm以下，甲醛含量不得超过20ppm。目前市场上的水性OPP复合胶存在的上述问题将会影响烟包材料厂的生产和产品质量，甚至会出现大量的次品导致赔偿。
【发明内容】
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[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种烟包用水性OPP复合胶及其制备方法，该复合胶具有高剥离强度和较好的持久性，耐水性、抗冻性优异，气味小、流平性好、操作方便的特点，符合最新的烟用水基胶各项标准的要求。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种烟卡纸用水性OPP复合胶，该复合胶以按重量份的以下组份组成:
[0005]水性丙烯酸乳液A 580~750份；
[0006]所述水性丙烯酸乳液A的玻璃化转变温度Tg为-50~-25°C，固含量为50~55%，粘度为100~lOOOcps，pH值为7.0~8.0 ;
[0007]水性丙烯酸乳液B 180~350份；
[0008]所述水性丙烯酸乳液B的玻璃化转变温度Tg为-20~+10°C，固含量为50~55%，粘度为100~lOOOcps，pH值为7.0~8.0 ;
[0009]水性助剂 2~6份；
[0010]稀释水 20~80份。
[0011]本发明实施例还提供一种烟卡纸用水性OPP复合胶的制备方法，按本发明所述的配方取制备复合胶的原料，制备步骤如下:[0012]所述水性丙烯酸乳液A设置在聚合釜中，将所述水性丙烯酸乳液B投入到所述聚合釜中的所述水性丙烯酸乳液A中，搅拌25~35分钟；
[0013]将所述聚合釜升温到72~75°C，进行抽真空，真空度为-0.03~-0.06MPa，保持60分钟，并保持搅拌；降温至50°C以下，加入水性助剂和稀释水调节固含量为50~55%，粘度为100~500cps，使用100目过滤网过滤出料，所得产物即为烟卡纸用水性OPP复合胶。
[0014]本发明的有益效果为:该水性OPP复合胶采用两种不同性能的乳液(水性丙烯酸乳液A和水性丙烯酸乳液B)进行复配，既有较好的粘接性能，又有很好的内聚强度，避免了OPP镭射膜与卡纸之间发生脱层的风险，具有很好的持久性和抗冲击性能，满足后道的印刷、烫金、模切等加工工序。同时,该水性OPP复合胶以水性丙烯酸乳液为主体，耐水性、抗冻性明显好于一般的醋丙乳液，冬季使用不存在粘接性能下降的现象，并配以合适的水性助剂，调节合适的乳液粘度，改善胶水在OPP镭射膜表面的润湿性和流平性，提高了生产速度，改善了复合纸的平整度和美观度。
【具体实施方式】
[0015]下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0016]本发明实施例提供一种烟卡纸用水性OPP复合胶，该复合胶以按重量份的以下组份组成:
[0017]水性丙烯酸乳液A 580~750份；
[0018]水性丙烯酸乳液A的玻璃化转变温度Tg为-50~-25°C，固含量为50~55%，粘度为 100 ~lOOOcps ；
[0019]水性丙烯酸乳液B 180~350份；
[0020]水性丙烯酸乳液B的玻璃化转变温度Tg为-20~+10°C，固含量为50~55%，粘度为 100 ~lOOOcps ；
[0021]水性助剂 2~6份；
[0022]稀释水 20~80份。
[0023]上述复合胶中，水性丙烯酸乳液A采用由以下方式制得的水性丙烯酸乳液:
[0024]采用10~25wt%的甲基丙烯酸甲酯、25~35wt%的丙烯酸丁酯、35~50wt%的丙烯酸异辛酯和I~5wt%的丙烯酸各单体，以阴离子乳化剂为乳化剂、过硫酸盐为引发剂、碳酸氢盐为缓冲剂、叔丁基过 氧化氢为后消除氧化剂、硫酸亚铁为后消除还原剂、氨水为pH调节剂以及调节固含量的去离子水，其中，阴离子乳化剂选自:烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的任一种，阴离子乳化剂用量为单体总重量的0.5~1.5% ;过硫酸盐选自:过硫酸铵或过硫酸钾中任一种，过硫酸盐用量为单体总重量的0.4~0.8% ;碳酸氢盐选自:碳酸氢钠或碳酸氢铵中任一种，碳酸氢盐用量为单体总重量的0.1~0.3% ;叔丁基过氧化氢的用量为单体总重量的0.1~0.3% ;硫酸亚铁的用量为单体总重量的0.1~0.3% ;作为pH调节剂的氨水的用量按调节产物的pH值选取，调节固含量的去离子水，根据产物最终的固含量选取；
[0025]采用预乳化种子乳液聚合法制成的玻璃化转变温度Tg为-50~-25°C，固含量为50~55%，粘度为100~lOOOcps，pH值调节为7.0~8.0的聚合物乳液，即为水性丙烯酸乳液A。
[0026]上述复合胶中，水性丙烯酸乳液B采用由以下方式制得的水性丙烯酸乳液:
[0027]采用20~35wt%的甲基丙烯酸甲酯、30~40wt%的丙烯酸乙酯、25~40wt%的丙烯酸丁酯和I~5wt%的丙烯酸各单体，以阴离子乳化剂为乳化剂、过硫酸盐为引发剂、以碳酸氢盐为缓冲剂、叔丁基过氧化氢为后消除氧化剂、硫酸亚铁为后消除还原剂、氨水为pH调节剂以及调节固含量的去离子水，其中，阴离子乳化剂选自:烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的任一种，阴离子乳化剂的用量为单体总重量的0.6~2% ;过硫酸盐选自:过硫酸铵或过硫酸钾中任一种，过硫酸盐的用量为单体总重量的0.4~0.8% ;碳酸氢盐选自:碳酸氢钠或碳酸氢铵中任一种，碳酸氢盐用量为配方中单体总重量的0.1~0.3% ;叔丁基过氧化氢的用量为单体总重量的0.1~0.3% ;硫酸亚铁的用量为单体总重量的0.1~
0.3% ;作为pH调节剂的氨水的用量按调节产物的pH值选取，调节固含量的去离子水，根据产物最终的固含量选取；
[0028]采用预乳化种子乳液聚合法制成的玻璃化转变温度Tg为-20~+10°C，固含量为50~55%，粘度为100~lOOOcps，pH值调节为7.0~8.0的聚合物乳液，即为水性丙烯酸乳液B。
[0029]上述复合胶中，水性助剂由水性消泡剂、水性润湿剂和水性防腐剂组成；
[0030]其中，水性消泡剂采用矿物油类消泡剂，水性消泡剂的用量为除水性助剂外的全部原料总重量的0.1~0.3% ；
[0031]水性润湿剂采用炔二醇类，水性润湿剂的用量为除水性助剂外的全部原料总重量的 0.1 ~0.3% ；
[0032]水性防腐剂采用异噻唑酮类，水性防腐剂的用量为除水性助剂外的全部原料总重量的0.1~0.2%O
[0033]上述复合胶中，稀释水采用膜渗透法制得的去离子水，其电导率为I~20μ s/cm。
[0034]本发明实施例还提供一种烟卡纸用水性OPP复合胶的制备方法，是一种制备上述复合胶的方法，按本发明复合胶的配方取制备复合胶的各原料，制备步骤如下:
[0035]水性丙烯酸乳液A设置在聚合釜中，将水性丙烯酸乳液B投入到聚合釜中的水性丙烯酸乳液A中，搅拌25~35分钟；
[0036]将聚合釜升温到72~75°C，进行抽真空，真空度为-0.03~-0.06MPa,保持60分钟，并保持搅拌；降温至50°C以下，加入水性助剂和稀释水调节固含量为50~55%，粘度为100~500cps，使用100目过滤网过滤出料，所得产物即为烟卡纸用水性OPP复合胶。
[0037]上述方法中，可以先制备水性丙烯酸乳液A、B在进行混合制得复合胶，水性丙烯酸乳液A通过以下方式制备，包括:
[0038]采用10~25wt%的甲基丙烯酸甲酯、25~35wt%的丙烯酸丁酯、35~50wt%的丙烯酸异辛酯和I~5wt%的丙烯酸各单体，以阴离子乳化剂为乳化剂、过硫酸盐为引发剂、碳酸氢盐为缓冲剂、叔丁基过氧化氢为后消除氧化剂、硫酸亚铁为后消除还原剂、氨水为pH调节剂以及调节固含量的去离子水，其中，阴离子乳化剂选自:烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的任一种，阴离子乳化剂用量为单体总重量的0.5~1.5% ;过硫酸盐选自:过硫酸铵或过硫酸钾中任一种，过硫酸盐用量为单体总重量的0.4~0.8% ;碳酸氢盐选自:碳酸氢钠或碳酸氢铵中任一种，碳酸氢盐用量为单体总重量的0.1~0.3% ;叔丁基过氧化氢的用量为单体总重量的0.1~0.3% ;硫酸亚铁的用量为单体总重量的0.1~0.3% ;作为pH调节剂的氨水的用量按调节产物的pH值选取，调节固含量的去离子水，根据产物最终的固含量选取；
[0039]采用预乳化种子乳液聚合法，将占去离子水总量40~50wt%的去离子水、全部阴离子乳化剂和全部单体一起投入到预乳化釜中，搅拌乳化得到预乳液；
[0040]在聚合釜中投入占去离子水总量45~5(^七％去离子水、缓冲剂，升温到75~85°C，加入5~10wt%的预乳液和20~30wt%的过硫酸盐引发剂溶液，引发剂溶液为用占去离子水总量5~10%的去离子水溶解得到的引发剂溶液，进行种子反应；然后滴加剩余的预乳液和剩余的引发剂溶液，3~4小时滴完后继续保温反应I~2小时；降温到65°C~75°C，加入叔丁基过氧化氢与硫酸亚铁，进行后消除反应，除掉残留的丙烯酸单体，65~75°C继续保温反应60分钟，加入氨水调节pH值为7.0~8.0。
[0041 ] 上述方法中，制备水性丙烯酸乳液B的方法与制备水性丙烯酸乳液A的相同，参照制备水性丙烯酸乳液A的步骤，在此不再充分。
[0042]下面结合具体实施例对本发明的复合胶作进一步说明。
[0043]实施例一
[0044]本实施例提供一种烟卡纸用水性OPP复合胶，该复合胶由水性丙烯酸乳液A、水性丙烯酸乳液B、水性助剂和稀释水组成，按下述步骤制备:
[0045](I)水性丙烯酸乳液A的制备原料配方(重量份数，下同):
[0046]`
【权利要求】
1.一种烟卡纸用水性OPP复合胶，其特征在于，该复合胶以按重量份的以下组份组成: 水性丙烯酸乳液A 580~750份； 所述水性丙烯酸乳液A的玻璃化转变温度Tg为-50~-25°C，固含量为50~55%，粘度为 100 ~lOOOcps, pH 值为 7.0 ~8.0 ; 水性丙烯酸乳液B 180~350份； 所述水性丙烯酸乳液B的玻璃化转变温度Tg为-20~+10°C，固含量为50~55%，粘度为 100 ~lOOOcps, pH 值为 7.0 ~8.0 ; 水性助剂 2~6份； 稀释水 20~80份。
2.根据权利要求1所述的复合胶，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液A采用由以下方式制得的水性丙烯酸乳液: 采用10~25wt%的甲基丙烯酸甲酯、25~35wt%的丙烯酸丁酯、35~50wt%的丙烯酸异辛酯和I~5wt%的丙烯酸各单体，以阴离子乳化剂为乳化剂、过硫酸盐为引发剂、碳酸氢盐为缓冲剂、叔丁基过氧化氢为后消除氧化剂、硫酸亚铁为后消除还原剂、氨水为pH调节剂以及调节固含量的去离子水，其中，所述阴离子乳化剂选自:烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的任一种，阴离子乳化剂用量为所述单体总重量的0.5~1.5% ;所述过硫酸盐选自:过硫酸铵或过硫酸钾中任一种，过硫酸盐用量为所述单体总重量的0.4~0.8% ；所述碳酸氢盐选自:碳酸氢钠或碳酸氢铵中任一种，碳酸氢盐用量为所述单体总重量的0.1~0.3% ;所述叔丁基过氧化氢的用量为所述单体总重量的0.1~0.3% ;所述硫酸亚铁的用量为所述单体总重量的0.1~0.3% ；` 采用预乳化种子乳液聚合法制成的玻璃化转变温度Tg为-50~-25°C，固含量为50~55%，粘度为100~lOOOcps，pH值调节为7.0~8.0的聚合物乳液，即为水性丙烯酸乳液A。
3.根据权利要求1所述的复合胶，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液B采用由以下方式制得的水性丙烯酸乳液: 采用20~35wt%的甲基丙烯酸甲酯、30~40wt%的丙烯酸乙酯、25~40wt%的丙烯酸丁酯和I~5wt%的丙烯酸各单体，以阴离子乳化剂为乳化剂、过硫酸盐为引发剂、以碳酸氢盐为缓冲剂、叔丁基过氧化氢为后消除氧化剂、硫酸亚铁为后消除还原剂、氨水为pH调节剂以及调节固含量的去离子水，其中，所述阴离子乳化剂选自:烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的任一种，阴离子乳化剂的用量为所述单体总重量的0.6~2% ;所述过硫酸盐选自:过硫酸铵或过硫酸钾中任一种，过硫酸盐的用量为所述单体总重量的0.4~0.8% ；所述碳酸氢盐选自:碳酸氢钠或碳酸氢铵中任一种，碳酸氢盐用量为配方中单体总重量的0.1~0.3% ;所述叔丁基过氧化氢的用量为所述单体总重量的0.1~0.3% ;所述硫酸亚铁的用量为所述单体总重量的0.1~0.3% ； 采用预乳化种子乳液聚合法制成的玻璃化转变温度Tg为-20~+10°C，固含量为50~55%，粘度为100~lOOOcps，pH值调节为7.0~8.0的聚合物乳液，即为水性丙烯酸乳液B。
4.根据权利要求1至3任一项所述的复合胶，其特征在于，所述水性助剂由水性消泡剂、水性润湿剂和水性防腐剂组成； 其中，所述水性消泡剂采用矿物油类消泡剂，水性消泡剂的用量为除水性助剂外的全部原料总重量的0.1~0.3% ；所述水性润湿剂采用炔二醇类，水性润湿剂的用量为除水性助剂外的全部原料总重量的 0.1 ~0.3% ； 所述水性防腐剂采用异噻唑酮类，水性防腐剂的用量为除水性助剂外的全部原料总重量的0.1~0.2%O
5.根据权利要求1至3任一项所述的复合胶，其特征在于，所述稀释水采用膜渗透法制得的去离子水，其电导率为I~20 μ s/cm。
6.一种烟卡纸用水性OPP复合胶的制备方法，其特征在于，按权利要求1所述的配方取制备复合胶的原料，制备步骤如下: 所述水性丙烯酸乳液A设置在聚合釜中，将所述水性丙烯酸乳液B投入到所述聚合釜中的所述水性丙烯酸乳液A中，搅拌25~35分钟； 将所述聚合釜升温到72~75°C，进行抽真空，真空度为-0.03~-0.06MPa,保持60分钟，并保持搅拌；降温至50°C以下，加入水性助剂和稀释水调节固含量为50~55%，粘度为100~500cps，使用100目过滤网过滤出料，所得产物即为烟卡纸用水性OPP复合胶。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液A通过以下方式制备，包括: 采用10~25wt%的甲基丙烯酸甲酯、25~35wt%的丙烯酸丁酯、35~50wt%的丙烯酸异辛酯和I~5wt%的丙烯酸各单体，以阴离子乳化剂为乳化剂、过硫酸盐为引发剂、碳酸氢盐为缓冲剂、叔丁基过氧化氢为后消除氧化剂、硫酸亚铁为后消除还原剂、氨水为pH调节剂以及调节固含量的去离子水，其中，所述阴离子乳化剂选自:烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的任一种，阴离子乳化剂用量为所述单体总重量的0.5~1.5% ;所述过硫酸盐选自:过硫酸铵或过硫酸钾中任一种，过硫酸盐用量为所述单体总重量的0.4~0.8% ；所述碳酸氢盐选自:碳酸氢钠 或碳酸氢铵中任一种，碳酸氢盐用量为所述单体总重量的0.1~0.3% ;所述叔丁基过氧化氢的用量为所述单体总重量的0.1~0.3% ;所述硫酸亚铁的用量为所述单体总重量的0.1~0.3% ； 采用预乳化种子乳液聚合法，将占去离子水总量40~50wt%的去离子水、全部阴离子乳化剂和全部单体一起投入到预乳化釜中，搅拌乳化得到预乳液； 在聚合釜中投入占去离子水总量45~50wt%去离子水、缓冲剂，升温到75~85°C，加入5~10wt%的所述预乳液和20~30wt%的过硫酸盐引发剂溶液，所述引发剂溶液为用占去离子水总量5~10%的去离子水溶解得到的引发剂溶液，进行种子反应；然后滴加剩余的所述预乳液和剩余的所述引发剂溶液，3~4小时滴完后继续保温反应I~2小时；降温到65°C~75°C，加入叔丁基过氧化氢与硫酸亚铁，进行后消除反应，除掉残留的丙烯酸单体，65~75°C继续保温反应60分钟，加入氨水调节pH值为7.0~8.0。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液A通过以下方式制备，包括: 采用20~35wt%的甲基丙烯酸甲酯、30~40wt%的丙烯酸乙酯、25~40wt%的丙烯酸丁酯和I~5wt%的丙烯酸各单体，以阴离子乳化剂为乳化剂、过硫酸盐为引发剂、以碳酸氢盐为缓冲剂、叔丁基过氧化氢为后消除氧化剂、硫酸亚铁为后消除还原剂、氨水为pH调节剂以及调节固含量的去离子水，其中，所述阴离子乳化剂选自:烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、磺基琥珀酸盐中的任一种，阴离子乳化剂的用量为所述单体总重量的0.6~2% ;所述过硫酸盐选自:过硫酸铵或过硫酸钾中任一种，过硫酸盐的用量为所述单体总重量的0.4~0.8% ；所述碳酸氢盐选自:碳酸氢钠或碳酸氢铵中任一种，碳酸氢盐用量为配方中单体总重量的0.1~0.3% ;所述叔丁基过氧化氢的用量为所述单体总重量的0.1~0.3% ;所述硫酸亚铁的用量为所述单体总重量的0.1~0.3% ； 采用预乳化种子乳液聚合法，将占去离子水总量40~50wt%的去离子水、全部阴离子乳化剂和全部单体一起投入到预乳化釜中，搅拌乳化得到预乳液； 在聚合釜中投入占去离子水总量45~50被％去离子水、缓冲剂，升温到75~85°C，加入5~10wt%的所述预乳液和20~30wt%的过硫酸盐引发剂溶液，所述引发剂溶液为用占去离子水总量5~10%的去离子水溶解得到的引发剂溶液，进行种子反应；然后滴加剩余的所述预乳液和剩余的所述引发剂溶液，3~4小时滴完后继续保温反应I~2小时；降温到65°C~75°C，加入叔丁基过氧化氢与硫酸亚铁，进行后消除反应，除掉残留的丙烯酸单体，65~75°C继续保温反应60分钟，加入氨水调节pH值为7.0~8.0。
【文档编号】C08F220/14GK103820060SQ201410055589
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2014年2月18日
【发明者】陈小锋, 沈峰, 邓煜东 申请人:南通高盟新材料有限公司