一种透明环保固体胶剂及制备方法

专利名称：一种透明环保固体胶剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种文具用品，具体地说是一种透明环保固体胶剂及制备方法。
背景技术：
现有作为文具用品的固体胶粘剂，主要以水溶性合成树脂、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮等为胶黏剂，以脂肪酸为成型剂，以水或水与乙醇为溶剂的固体胶黏剂。有以甲基乙烯基醚与顺丁烯二酸酐共聚物或异丁烯与顺丁烯二酸共聚物或聚丙烯酸等为胶粘剂，以脂肪酸或脂肪酸盐为成型剂，以水与有机溶剂为溶剂的固体胶粘剂。还有以水分散性聚合树脂乳液和水溶性或水分散性合成树脂为胶粘剂，以脂肪酸或脂肪酸盐为成型剂，含有增粘剂增塑剂和保湿剂，以水为溶剂的固体胶粘剂。 目前市场上的固体胶基本上是以聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮为胶粘剂，胶体为白
色或淡黄色。其中聚乙烯醇价格便宜，该固体胶成本很低深受市场欢迎，但由于该固体胶大
多用甲醛改性，故产品中有残留的游离甲醛，对使用者身体有害。按照我国在2007年颁布
的《学生用品的安全通用要求》规定，固体胶黏剂中游离甲醛的含量不得超过lmg/kg，而目
前市场上以聚乙烯醇作为胶粘剂的固体胶中游离甲醛的含量很少达到该标准。 聚乙烯吡咯烷酮作为固体胶棒的胶粘剂虽然效果较好，但成本较高。使用聚乙烯
醇_聚醋酸乙烯酯乳液制成的固体胶棒虽然成本较低，但此类胶棒质地不细腻，贮存时间
短，短时间内(约一周)就在胶棒的表面形成一层薄膜，影响了使用涂布性，实用性不大。以
酰酐基的水溶性聚合物一皂类固形剂为主制成固体胶棒虽然贮存时间长，但初粘时间长，
成本也高。 发明专利申请名称一种固体胶棒及其制备方法，专利申请号200810054485. 7公开了一种新型的固体胶棒，这种固体胶棒是以水性聚氨酯为主体胶成分，水为溶剂，采用硬脂酸钠作为凝胶剂，聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮为助剂，并添加适量的保湿剂甘油制成的，其各原料组分的重量百分比组成为水性聚氨酯乳液28-45 % ，硬脂酸钠7-12 % ，水30-45% ，甘油1-10% ，聚乙烯醇0-8% ，聚乙烯吡咯烷酮7-12% ，该固体胶棒的制备方法由三个步骤组成水性聚氨酯乳液的制备、凝胶剂的制备和固体胶棒的制备。其中水性聚氨酯乳液的制备采用自乳化法，该方法通过在聚氨酯链段上引入亲水性基团，利用其自身的亲水性进行乳化。该方法不外加乳化剂，仅凭借聚氨酯结构的亲水性基团使之乳化。凝胶剂硬脂酸钠的制备是按照6.5-7 : 1的重量比准备硬脂酸和氢氧化钠，将氢氧化钠溶解在水中，加入硬脂酸并加热进行中和反应，生成硬脂酸钠，作为固体胶棒的凝胶剂。该固体胶棒以水性聚氨酯作为胶粘剂，制成的固体胶棒透明度不高且制造成本高。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种透明环保固体胶剂及制备方法，本发明的透明环保固体胶粘结力强、涂抹顺滑、保质期长、游离甲醛含量低，并且具有透明性。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种透明环保固体胶剂，采用聚乙烯醇与甲醛的反应产物为胶粘剂，水为溶剂，盐酸为pH值酸性调节剂，氢氧化钠、氢氧化钾单独或其两者的组合为pH值碱性调节剂，尿素作为改性剂，硬脂酸或硬脂酸与月桂酸的组合为成型剂，甘油或甘油与乙二醇的组合为保湿剂，亚硫酸氢钠或亚硫酸钠作为消醛剂，各原料组分的重量百分比组成为 聚乙烯醇4-12% ，水50-80% ，盐酸O. 1-2. 3%，甲醛1-6% ，氢氧化钠0. 1-3%或氢氧化钾O. 1_3%或氢氧化钠与氢氧化钾的组合0. 1-3%，尿素1. 1_7.8%，硬脂酸3. 2-12%，月桂酸0-5%，甘油1-15%，乙二醇0-3. 2%，亚硫酸氢钠0. 5-3. 4%或亚硫酸钠0. 5-3. 4%，上述各组成成分含量的总和为100%。 本发明提供了透明环保固体胶剂的制备方法，包括以下步骤以重量百分比为计量单位， 1)将聚乙烯醇4-12%和水50-80%进行一次性投料，在87°C -92°0时完全溶解；
2)将溶解后的溶液降温到84t: -86"后加入盐酸0. 1-2. 3X，该盐酸作为pH值酸性调节剂，将溶液的pH值调到2-3 ; 3)在2)所述的溶液中缓慢加入甲醛1_6%，并保温反应1小时，然后降温到78°C _821:后，加入氢氧化钠、氢氧化钾的单独一种或其两者的组合为pH值碱性调节剂，使物料的pH值升至7-8 ; 4)将尿素1. 1-7. 8%，分2-3批加入3)所述的溶液中进行改性处理； 5)改性处理后4)所述的溶液中加入硬脂酸3. 2_12%或硬脂酸3. 2_12%与月桂酸
0_5%的组合，再加入氢氧化钠、氢氧化钾的单独一种或其两者的组合进行反应，3)和5)中
氢氧化钠、氢氧化钾单独一种的总量或其两者的组合的总量为0. 1-3% ; 6)在5)所述的反应结束后，加入甘油1_15%或甘油1-15%与乙二醇0_3.2%的
组合；以及亚硫酸氢钠0. 5-3. 4%或亚硫酸钠0. 5-3. 4% ，搅拌均匀后灌装定型容器，冷却
后得产品固体胶。 为优化上述技术方案，采取的措施还包括 上述的步骤1)中，以重量百分比为计量单位，聚乙烯醇优选为6. 7_11%，水优选为56. 8-73. 6%。 上述的步骤3)中，以重量百分比为计3
上述的步骤5)中，以重量百分比为计3
上述的步骤6)中，以重量百分比为计邐亚硫酸钠优选为0. 9-2.3%。
与现有技术相比，本发明具有以下优点
1、游离甲醛含量非常少，游离甲醛的重〗用要求》规定； 2、固体胶具有较高的透明度，固体胶的透明度随氢氧化钾量的增加而增大；
3、胶体细腻，涂抹顺滑，粘结力强；
4、制作成本低，保质期长，常温下可保存18个月。
t单位，甲醛优选为1.5-5%。t单位，硬脂酸优选为4-5%。i:单位，甘油优选为5_12%，亚硫酸氢钠或
:比小于o. i %，符合《学生用品的安全通
具体实施例方式
—种透明环保固体胶剂，采用聚乙烯醇与甲醛的反应产物为胶粘剂，水为溶剂，盐酸为PH值酸性调节剂，氢氧化钠、氢氧化钾单独或其两者的组合为pH值碱性调节剂，尿素作为改性剂，硬脂酸或硬脂酸与月桂酸的组合为成型剂，甘油或甘油与乙二醇的组合为保湿剂，亚硫酸氢钠或亚硫酸钠作为消醛剂，各原料组分的重量百分比组成为聚乙烯醇4-12%，水50-80%，盐酸O. 1-2. 3%，甲醛1-6%，氢氧化钠0. 1_3%或氢氧化钾0. 1-3%或氢氧化钠与氢氧化钾的组合O. 1_3%，尿素1. 1_7.8%，硬脂酸3. 2-12%或硬脂酸3. 2-7%与月桂酸0-5%的组合，甘油1-15%或甘油1_12%与乙二醇0-3. 2%的组合，亚硫酸氢钠0. 5-3. 4%或亚硫酸钠0. 5-3. 4%，上述各组成成分含量的总和为100%。
透明环保固体胶剂的制备方法制取的产品分别为
实施例1 本实施例的透明环保固体胶剂的制备方法，包括以下步骤以重量百分比为计量单位， 1)将重量百分比为4%的聚乙烯醇和79. 2%的水一次性投料，在87t:时完全溶解； 2)将溶解后的溶液降温到84t:后加入盐酸1 % ，该盐酸作为pH值酸性调节剂，将溶液的pH值调到2-3 ; 3)在2)所述的溶液中缓慢加入甲醛l^，并保温反应l小时，然后降温到78t:，加
入氢氧化钠为PH值碱性调节剂，使物料的pH值升至7-8 ; 4)将尿素1. 1 % ，分2批加入3)所述的溶液中进行改性处理； 5)改性处理后4)所述的溶液中加入硬脂酸3. 2%，再加入氢氧化钠进行反应，3)
和5)中氢氧化钠总量为0.9% ; 6)在5)所述的反应结束后，加入甘油9%以及亚硫酸氢钠0. 6%，搅拌均匀后灌装
定型容器，冷却后得产品固体胶。
实施例2 本实施例的透明环保固体胶剂的制备方法，包括以下步骤以重量百分比为计量单位， 1)将聚乙烯醇12%和水50%进行一次性投料，在92t:时完全溶解； 2)将溶解后的溶液降温到86t:后加入盐酸1.7%，该盐酸作为pH值酸性调节剂，
将溶液的pH值调到2-3 ; 3)在2)所述的溶液中缓慢加入甲醛3. 5%，并保温反应1小时，然后降温到82°C
后，加入氢氧化钠与氢氧化钾两者的组合为PH值碱性调节剂，使物料的pH值升至7-8 ; 4)将尿素7. 8% ，分3批加入3)所述的溶液中进行改性处理； 5)改性处理后4)所述的溶液中加入硬脂酸9. 5%，再加入氢氧化钠与氢氧化钾两
者的组合进行反应，3)和5)中氢氧化钠与氢氧化钾两者的组合的总量为1. 5% ; 6)在5)所述的反应结束后，加入甘油12%，以及亚硫酸钠2%，搅拌均匀后灌装定
型容器，冷却后得产品固体胶。
实施例3 本实施例的透明环保固体胶剂的制备方法，包括以下步骤以重量百分比为计量单位， 1)将聚乙烯醇6. 7%和水70. 6%进行一次性投料，在9rC时完全溶解； 2)将溶解后的溶液降温到85t:后加入盐酸2% ，该盐酸作为pH值酸性调节剂，将
溶液的pH值调到2-3 ; 3)在2)所述的溶液中缓慢加入甲醛2. 5%，并保温反应1小时，然后降温到79°C 后，加入氢氧化钠为PH值碱性调节剂，使物料的pH值升至7-8 ;
4)将尿素3% ，分2批加入3)所述的溶液中进行改性处理； 5)改性处理后4)所述的溶液中加入硬脂酸5%和月桂酸1%的组合，再加入氢氧 化钠与氢氧化钾的组合进行反应，3)和5)中氢氧化钠的总量为0. 8%，氢氧化钾为0. 5% ;
6)在5)所述的反应结束后，加入甘油6%和乙二醇1%的组合；以及亚硫酸氢钠 0. 9%，搅拌均匀后灌装定型容器，冷却后得产品固体胶。
实施例4 本实施例的透明环保固体胶剂的制备方法，包括以下步骤以重量百分比为计量 单位， 1)将聚乙烯醇7%和水70. 2%进行一次性投料，在9rC时完全溶解； 2)将溶解后的溶液降温到86t:后加入盐酸2% ，该盐酸作为pH值酸性调节剂，将
溶液的pH值调到2-3 ; 3)在2)所述的溶液中缓慢加入甲醛2. 5%，并保温反应1小时，然后降温到79°C
后，加入氢氧化钠与氢氧化钾的组合为PH值碱性调节剂，使物料的pH值升至7-8 ; 4)将尿素3% ，分2-3批加入3)所述的溶液中进行改性处理； 5)改性处理后4)所述的溶液中加入硬脂酸6%，再加入氢氧化钠与氢氧化钾的组
合进行反应，3)和5)中氢氧化钠的总量为0. 7%，氢氧化钾为0. 6% ; 6)在5)所述的反应结束后，加入甘油6%与乙二醇1%的组合；以及亚硫酸钠
1 % ，搅拌均匀后灌装定型容器，冷却后得产品固体胶。 实施例5 本实施例的透明环保固体胶剂的制备方法，包括以下步骤以重量百分比为计量 单位， 1)将聚乙烯醇9%和水69. 2%进行一次性投料，在92t:时完全溶解； 2)将溶解后的溶液降温到86t:后加入盐酸2% ，该盐酸作为pH值酸性调节剂，将
溶液的pH值调到2-3 ; 3)在2)所述的溶液中缓慢加入甲醛2. 5%，并保温反应1小时，然后降温到79°C
后，加入氢氧化钠与氢氧化钾的组合为PH值碱性调节剂，使物料的pH值升至7-8 ; 4)将尿素3% ，分2-3批加入3)所述的溶液中进行改性处理； 5)改性处理后4)所述的溶液中加入硬脂酸6% ，再加入氢氧化钠与氢氧化钾的组
合进行反应，3)和5)中氢氧化钠的总量为0. 7%，氢氧化钾为0. 6% ; 6)在5)所述的反应结束后，加入甘油6% ;以及业硫酸氢钠1%，搅拌均匀后灌装
定型容器，冷却后得产品固体胶。 实施例6 本实施例的透明环保固体胶剂的制备方法，包括以下步骤以重量百分比为计量
6单位， 1)将聚乙烯醇11%和水60. 9%进行一次性投料，在9rC时完全溶解； 2)将溶解后的溶液降温到85t:后加入盐酸1. 6%，该盐酸作为pH值酸性调节剂，
将溶液的pH值调到2-3 ; 3)在2)所述的溶液中缓慢加入甲醛3^，并保温反应1小时，然后降温到8(TC后， 加入氢氧化钠与氢氧化钾其两者的组合为PH值碱性调节剂，使物料的pH值升至7-8 ;
4)将尿素6% ，分3批加入3)所述的溶液中进行改性处理； 5)改性处理后4)所述的溶液中加入硬脂酸4%与月桂酸2%的组合，再加入氢氧 化钠与氢氧化钾两者的组合进行反应，3)和5)中氢氧化钠与氢氧化钾两者的组合的总量 为1. 2% ; 6)在5)所述的反应结束后，加入甘油5%与乙二醇3%的组合；以及亚硫酸氢钠 2. 3%，搅拌均匀后灌装定型容器，冷却后得产品固体胶。
实施例7 在实施例6的基础上，3)中用氢氧化钠替换氢氧化钠与氢氧化钾两者的组合为pH 值碱性调节剂，3)和5)中氢氧化钠和氢氧化钾总量为1.2%同样能实现本发明相同的效果。 实施例8 在实施例6的基础上，3)中用氢氧化钾替换氢氧化钠与氢氧化钾两者的组合为pH 值碱性调节剂，3)和5)中氢氧化钠和氢氧化钾总量为1.2%同样能实现本发明相同的效果。 实施例9 用氢氧化钠替换实施例6、实施例7或实施例8的5)中的氢氧化钠与氢氧化钾两 者的组合进行反应，3)和5)中氢氧化钠和氢氧化钾总量为1. 2%同样能实现本发明相同的 效果。 实施例10 用氢氧化钾替换实施例6、实施例7或实施例8的5)中的氢氧化钠与氢氧化钾两 者的组合进行反应，3)和5)中氢氧化钠和氢氧化钾总量为1. 2%同样能实现本发明相同的 效果。 实施例11 用硬脂酸6%替换实施例6至10任一个实施例5)中硬脂酸4%与月桂酸2%的组
合进行反应，同样能实现本发明相同的效果。
实施例12 用甘油8%替换实施例6至10任一个实施例6)中甘油5%与乙二醇3%的组合，
同样能实现本发明相同的效果。
实施例13 用亚硫酸钠2. 3%替换实施例6至10任一个实施例6)中的亚硫酸氢钠2. 3%，同
样能实现本发明相同的效果。
实施例14 本实施例为优选实施例，本实施例的透明环保固体胶剂的制备方法，包括以下步骤以重量百分比为计量单位， 1)将聚乙烯醇8%和水68. 6%进行一次性投料，在9(TC时完全溶解； 2)将溶解后的溶液降温到85t:后加入盐酸1.2%，该盐酸作为pH值酸性调节剂，
将溶液的pH值调到2-3 ; 3)在2)所述的溶液中缓慢加入甲醛2%，并保温反应1小时，然后降温到8(TC后，
加入氢氧化钾为PH值碱性调节剂，使物料的pH值升至7-8 ; 4)将尿素5% ，分3批加入3)所述的溶液中进行改性处理； 5)改性处理后4)所述的溶液中加入硬脂酸4.7%，再加入氢氧化钾进行反应，3) 和5)中氢氧化钾的总量为1. 1% ; 6)在5)所述的反应结束后，加入甘油5%与乙二醇3%的组合；以及亚硫酸氢钠 1. 4%，搅拌均匀后灌装定型容器，冷却后得产品固体胶。 将实施例1与实施例14的固体胶样品，各切lmm厚薄片用分光光度计测其透光 率，在可见光下实施例14固体胶的透光率是实施例1的3倍。
8
权利要求
一种透明环保固体胶剂，其特征是采用聚乙烯醇与甲醛的反应产物为胶粘剂，水为溶剂，盐酸为pH值酸性调节剂，氢氧化钠、氢氧化钾单独或其两者的组合为pH值碱性调节剂，尿素作为改性剂，硬脂酸或硬脂酸与月桂酸的组合为成型剂，甘油或甘油与乙二醇的组合为保湿剂，亚硫酸氢钠或亚硫酸钠作为消醛剂，各原料组分的重量百分比组成为聚乙烯醇4-12％，水50-80％，盐酸0.1-2.3％，甲醛1-6％，氢氧化钠0.1-3％或氢氧化钾0.1-3％或氢氧化钠与氢氧化钾的组合0.1-3％，尿素1.1-7.8％，硬脂酸3.2-12％或硬脂酸3.2-7％与月桂酸0-5％的组合，甘油1-15％或甘油1-12％与乙二醇0-3.2％的组合，亚硫酸氢钠0.5-3.4％或亚硫酸钠0.5-3.4％，上述各组成成分含量的总和为100％。
2. 透明环保固体胶剂的制备方法，包括以下步骤以重量百分比为计量单位，1) 将聚乙烯醇4-12%和水50-80%进行一次性投料，在87°C _921:时完全溶解；2) 将溶解后的溶液降温到84°C -86t:后加入盐酸0. 1-2. 3% ，该盐酸作为pH值酸性调 节剂，将溶液的PH值调到2-3 ;3) 在2)所述的溶液中缓慢加入甲醛l-6X，并保温反应l小时，然后降温到78t:-82t: 后，加入氢氧化钠、氢氧化钾的单独一种或其两者的组合为pH值碱性调节剂，使物料的pH 值升至7-8 ;4) 将尿素1. 1-7. 8%，分2-3批加入3)所述的溶液中进行改性处理；5) 改性处理后4)所述的溶液中加入硬脂酸3. 2-12%或硬脂酸3. 2-12%与月桂酸 0_5%的组合，再加入氢氧化钠、氢氧化钾的单独一种或其两者的组合进行反应，3)和5)中 氢氧化钠、氢氧化钾单独一种的总量或其两者的组合的总量为0. 1-3% ;6) 在5)所述的反应结束后，加入的甘油1_15%或甘油1_15%与乙二醇0-3.2%的组 合；以及亚硫酸氢钠0. 5-3. 4%或亚硫酸钠0. 5-3. 4%，搅拌均匀后灌装定型容器，冷却后 得产品固体胶。
3. 根据权利要求1所述的透明环保固体胶剂的制备方法，其特征是所述的步骤1) 中，以重量百分比为计量单位，聚乙烯醇为6. 7-11 %，水为56. 8-73. 6%。
4. 根据权利要求1所述的透明环保固体胶剂的制备方法，其特征是所述的步骤3) 中，以重量百分比为计量单位，甲醛为1. 5-5%。
5. 根据权利要求1所述的透明环保固体胶剂的制备方法，其特征是所述的步骤5) 中，以重量百分比为计量单位，硬脂酸为4-5%。
6. 根据权利要求l所述的透明环保固体胶剂的制备方法，其特征是所述的步骤 6)中，以重量百分比为计量单位，加入的甘油为5-12%，以及亚硫酸氢钠或亚硫酸钠为 0. 9-2. 3%。
全文摘要
本发明公开了一种透明环保固体胶剂，采用聚乙烯醇与甲醛的反应产物为胶粘剂，水为溶剂，盐酸为pH值酸性调节剂，氢氧化钠、氢氧化钾单独或其两者的组合为pH值碱性调节剂，尿素作为改性剂，硬脂酸或硬脂酸与月桂酸的组合为成型剂，甘油或甘油与乙二醇的组合为保湿剂，亚硫酸氢钠或亚硫酸钠作为消醛剂。本发明的透明环保固体胶剂的制备方法，将聚乙烯醇和水一次性投料溶解，经pH值调节反应，改性处理，加入成型剂与氢氧化钠、氢氧化钾单独一种或其两者的组合进行反应，反应后加入保湿剂和消醛剂，搅拌均匀后灌装定型容器，冷却后得产品固体胶。
文档编号C09J129/14GK101701137SQ20091015383
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者徐金宝, 钟国伦 申请人:浙江大学宁波理工学院