专利名称：一种强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂及制法的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种水性环保贴标粘合剂，特别涉及一种强耐水易碱洗可应用于高速机器的纳米改性水性环保贴标粘合剂及其制备方法与应用。
背景技术：
近年来，随着啤酒行业和食品调味品行业的发展，以及高速贴标机器的引进和国产化，对应用于标签粘贴的粘合剂提出了新的要求1、啤酒行业要求贴好的标签具有强耐水性能，即在啤酒冰柜水冷期间和消费者消耗完这批啤酒时标签不能脱落，该指标定义为粘合剂的耐常温水性能，一般要求大于10天；2、啤酒行业引进了在线洗瓶机，随着洗瓶机的普及，要求贴好的标签在线清洗时，具有良好的碱洗性能，能够在线快速脱标，不留粘合剂的痕迹；3、无论是啤酒行业还是食品调味品行业，随着速度为2. 4万瓶/小时和3. 6万瓶/小时的贴标机器的普及，现在引进了速度更高的4. 8万瓶/小时和6万瓶/小时的生产线，这要求贴标粘合剂具有更好的上机性能。现有的贴标粘合剂主要是传统的酪素贴标粘合剂和水性合成贴标粘合剂，这两种产品都存在着诸如不足，比如1、传统酪素贴标粘合剂因酪素溶于常温水，耐水性能差，不能满足啤酒标签的耐常温水性能；酪素粘合剂对温度敏感，当气温降低或升高，酪素粘合剂粘度会快速上升或下降，影响产品使用的稳定性；酪素粘合剂存在高速剪切变稀的缺点，在高速机器使用时，产品的稳定性差，容易从施胶滚轮和飞溅出去，造成机器的污染和大量损耗，单耗也非常高。2、水性合成贴标粘合剂因其采用大量高分子耐水树脂作原材料，解决了标签的耐水问题，降低了一定的单耗量和产品对温度的敏感性，但是由于高分子树脂难溶于水，回收瓶在线洗脱时胶水残留物无法完全清洗干净，达不到食品级要求。另外，高分子树脂难以降解，大大增加了污水处理的成本。而且在高速机器上使用时，水性合成贴标粘合剂同样具有剪切变稀的缺点。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种强耐水、易碱洗、可应用于高速机器的、低单耗的、粘度稳定的纳米改性水性环保贴标粘合剂
本发明的另一目的在于提供上述纳米改性水性环保贴标粘合剂的制备方法。本发明的再一目的在于提供上述纳米改性水性环保贴标粘合剂的用途。本发明的目的通过下述技术方案实现
一种强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂，由以下质量百分比的成分制备得 到
干酪素1-25%
大豆蛋白2-20%水性增粘树脂5-50%
淀粉O. 5-20%
纳米氧化锌(ZnO): O. 1-20%
纳米二氧化锆(ZrO2) 0. 1-20%
氨水O. 1-5%
杀菌剂O. 1-0. 5%
消泡剂O. 1-0. 5%
流变剂O. 1-10%
水10-60% ；
优选地，上述强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂是由以下质量百分比的成分制备得到
干酪素2-18%
大豆蛋白2-20%
水性增粘树脂20. 8-39. 4%
淀粉2-10%
纳米氧化锌(ZnO): 2-5%
纳米二氧化锆(ZrO2) :2-5%
氛水I. 8~3. 2%
杀菌剂O. 2-0. 3%
消泡剂O. 4%
流变剂O. 2%
水30-48% ；
所述的干酪素为酪蛋白混合物，蛋白含量要求大于91. 0%，脂肪含量要求小于2. 0% ； 所述的大豆蛋白为分离大豆蛋白；
所述的水性增粘树脂优选水性丙烯酸树脂；
所述的纳米氧化锌(ZnO)是纳米级的氧化锌粉末；
所述的纳米二氧化锆(ZrO2)是纳米级的二氧化锆粉末；
所述的氨水是质量百分比为25%的氨水；
所述的水优选去离子水。上述的强耐水易碱洗的纳米改性 水性环保贴标粘合剂无杂质，物理化学性质稳定，适合高、中、低速的贴标机器，初粘力强，粘度(BROOKFIELD，30 °C /7#10rpm)为4000(Tl00000cps，pH值为7. 0 8. 0，对各种纸质的标签都有良好的综合效果。上述强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂的制备方法，包括以下步骤 将干酪素、大豆蛋白、改性淀粉和一半的消泡剂加到水中，边搅拌边加热至75-90°C，恒
温l 3h ;加入氨水，搅拌2(T60min，再加入纳米氧化锌和纳米二氧化锆，75-90°C恒温搅拌l"4h ;然后降温至6(T75°C，加入水性增粘树脂，6(T75°C下搅拌I 3h，加入流变剂、杀菌剂和余下的消泡剂，搅拌l(T60min，即得到强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂。上述的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂可用作标签的粘合剂，尤其适合应用在高速贴标生产线上。
本发明的机理是使用纳米氧化锌和纳米二氧化锆对干酪素、大豆蛋白与水性增粘树脂的复配体系进行改性，主要有以下三方面考虑1、由于氧化锌和二氧化锆都是活泼的能提供配位电子的金属氧化物，在碱性条件下容易与干酪素和豆蛋白形成配位络合物，而在体系中一定比例的氧化锌和二氧化锆又存在协调作用，使形成的配位络合物在常温下更加稳定，因此该体系拥有优秀的耐水性能。2、当回收瓶在线碱洗时，碱水浓度高至2. 5%，温度高至80°C时，由于氧化锌和二氧化锆的活性不同，又存在竞争关系，这时的配位络合物并不是处于稳定状态，所以回收瓶在线碱洗性能也非常好。3、由于纳米材料在粘合剂体系均匀分布，并产生配位络合作用，大大提高了产品的高速耐剪切性能，使该产品能够适应更高的机器速度。因此该产品同时具有优秀的耐水性能和碱洗性能，还有优秀的抗剪切性能，使其能够适应更高速的机器本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果
I、本发明的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂无杂质，物理化学性质稳定，适合高、中、低速的贴标机器，初粘力强，粘度(BROOKFIELD，30 °C /7#10rpm)为4000(Tl00000cps，pH值为7. 0 8. 0，对各种纸质的标签都有良好的综合效果。2、本发明的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂同时具有优秀的耐水性能和碱洗性能，还有优秀的抗剪切性能，使其能够适应更高速的机器。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例I
一种强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂的制备方法，包括以下步骤
将10%的干酪素(兰州陇阮)、4%的分离大豆蛋白(安阳漫天雪)、6%的淀粉(佛山高峰)和O. 2%的消泡剂(伊斯曼，消泡剂691)加到45%的去离子水中，边搅拌边加热至90°C，恒温Ih ;加入3. 2%的氨水，搅拌40min，再加入2%的纳米氧化锌和3%的纳米二氧化锆，恒温搅拌2h ;降温至75°C，加入26%的水性增粘树脂(纽佩斯，DA1216)，75°C恒温搅拌lh，加入O. 2%的流变剂(帝斯曼，PX104)、0. 2%的杀菌剂(罗门哈斯，342)和O. 2%的消泡剂(伊斯曼，消泡剂691)，搅拌30min，即得到强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂。所述的百分比为占粘合剂原料总质量的百分比。本实施例制备得到的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂耐常温水性能可超过15天，非常容易碱洗，经上机测试，完全能满足6万瓶/小时的生产线的上机要求。实施例2
一种强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂的制备方法，包括以下步骤
将18%的干酪素(华羚，鲜奶级别)、2%的分离大豆蛋白(安阳漫天雪)、2%的淀粉(佛山高峰)和O. 2%的消泡剂(伊斯曼，消泡剂691)加到48%的去离子水中，边搅拌边加热至90°C，恒温2h ;加入2. 4%的氨水，搅拌40min，再加入3%的纳米氧化锌和3%的纳米二氧化锆，恒温搅拌3h ;降温至75°C，加入20. 8%的水性增粘树脂(纽佩斯，DA1216)，75°C恒温搅拌lh，加入O. 2%的流变剂(帝斯曼，PX104)、0. 2%的杀菌剂(罗门哈斯，342)和O. 2%的消泡剂(伊斯曼，消泡剂691)，搅拌50min，即得到强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂。所述的百分比为占粘合剂原料总质量的百分比。本实施例制备得到的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂耐常温水性能可超过15天，非常容易碱洗，经上机测试，完全能满足6万瓶/小时的生产线的上机要求。实施例3
一种强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂的制备方法，包括以下步骤
将5%的干酪素(兰州陇阮)、20%的分离大豆蛋白(安阳漫天雪)、4%的淀粉(佛山高峰)和O. 2%的消泡剂(伊斯曼，消泡剂691)加到40%的去离子水中，边搅拌边加热至80°C，恒温2h ;加入2. 8%的氨水，搅拌lh，再加入4%的纳米氧化锌和2%的纳米二氧化锆，恒温搅拌2h ;降温至75°C，加入21. 4%的水性增粘树脂(纽佩斯，DA1216)，75°C恒温搅拌lh，加入O. 2%的流变剂(帝斯曼，PX104)、0. 2%的杀菌剂(罗门哈斯，342)和O. 2%的消泡剂(伊斯曼，消泡剂691 )，搅拌30min，即得到强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂。所述的百分比为占粘合剂原料总质量的百分比。本实施例制备得到的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂耐常温水性能可超过15天，非常容易碱洗，经上机测试，完全能满足6万瓶/小时的生产线的上机要求。实施例4
一种强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂的制备方法，包括以下步骤
将6%的干酪素(新西兰恒天然干酪素)、10%的分离大豆蛋白(杜邦，P5000)、8%的淀粉(法国罗格特)和O. 2%的消泡剂(伊斯曼，消泡剂691)加到40%的去离子水中，边搅拌边加热至90°C，恒温Ih ;加入2. 8%的氨水，搅拌40min，再加入3%的纳米氧化锌和3%的纳米二氧化锆，恒温搅拌a ;降温至75°C，加入26. 3%的水性增粘树脂(帝斯曼，BT9)，75°C恒温搅拌lh，加入O. 2%的流变剂(帝斯曼，PX104)、0. 3%的杀菌剂(罗门哈斯，342)和O. 2%的消泡齐U (伊斯曼，消泡剂691)，搅拌30min，即得到强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合齐U。所述的百分比为占粘合剂原料总质量的百分比。本实施例制备得到的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂耐常温水性能可超过15天，非常容易碱洗，经上机测试，完全能满足6万瓶/小时的生产线的上机要求。实施例5
一种强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂的制备方法，包括以下步骤
将2%的干酪素(新西兰恒天然干酪素)、6%的分离大豆蛋白(杜邦，P5000)、10%的淀粉(法国罗格特)和O. 2%的消泡剂(伊斯曼，消泡剂691)加到30%的去离子水中，边搅拌边加热至9(TC,恒温Ih ;加入I. 8%的氨水,搅拌40min,再加入5%的纳米氧化锌和5%的纳米二氧化锆，恒温搅拌2h ;降温至75°C，加入39. 4%的水性增粘树脂(帝斯曼，BT9)，75°C恒温搅拌lh，加入O. 2%的流变剂(帝斯曼，PX104)、0. 2%的杀菌剂(罗门哈斯，342)和O. 2%的消泡齐U (伊斯曼，消泡剂691)，搅拌30min，即得到强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合齐U。所述的百分比为占粘合剂原料总质量的百分比。本实施例制备得到的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂耐常温水性能可超过15天，非常容易碱洗，经上机测试，完全能满足6万瓶/小时的生产线的上机要求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂，其特征在于是由以下质量百分比的成分制备得到 干酪素1-25% 大豆蛋白 2-20% 水性增粘树脂5-50% 淀粉O. 5-20% 纳米氧化锌O. 1-20% 纳米二氧化锆0. 1-20% 氨水O. 1-5% 杀菌剂 O. 1-0. 5% 消泡剂 O. 1-0. 5% 流变剂 O. 1-10% 水10-60%。
2.根据权利要求I所述的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂，其特征在于所述的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂是由以下质量百分比的成分制备得到 干酪素 2-18% 大豆蛋白 2-20% 水性增粘树脂20. 8-39. 4% 淀粉2-10% 纳米氧化锌2-5% 纳米二氧化锆2-5% 氛水I. 8~3. 2% 杀菌剂 O. 2-0. 3% 消泡剂 O. 4% 流变剂 O. 2% 水30-48%。
3.根据权利要求I所述的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂，其特征在于所述的氨水是质量百分比为25%的氨水。
4.根据权利要求I所述的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂，其特征在于所述的水为去离子水。
5.权利要求1-4任一项所述的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤 将干酪素、大豆蛋白、改性淀粉和一半的消泡剂加到水中，边搅拌边加热至75-90°C，恒温l 3h ;加入氨水，搅拌2(T60min，再加入纳米氧化锌和纳米二氧化锆，75-90°C恒温搅拌l"4h ;然后降温至6(T75°C，加入水性增粘树脂，6(T75°C下搅拌I 3h，加入流变剂、杀菌剂和余下的消泡剂，搅拌l(T60min，即得到强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂。
6.权利要求1-4任一项所述的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂在标签粘合中的应用。
7.权利要求1-4任一项所述的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂在高速贴标生产线上的应用。
全文摘要
本发明公开了一种强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂及其制备方法与应用，该粘合剂由1-25%的干酪素、2-20%的大豆蛋白、5-50%的水性增粘树脂、0.5-20%的淀粉、0.1-20%的纳米氧化锌、0.1-20%的纳米二氧化锆、0.1-5%的氨水、0.1-0.5%的杀菌剂、0.1-0.5%的消泡剂、0.1-10%的流变剂和10-60%的水制备得到。本发明的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂无杂质，物理化学性质稳定，初粘力强，粘度为40000~100000cps，pH值为7.0~8.0，对各种纸质的标签都有良好的综合效果；本发明的强耐水易碱洗的纳米改性水性环保贴标粘合剂还同时具有优秀的耐水性能和碱洗性能，还有优秀的抗剪切性能，使其能够适应更高速的机器。
文档编号C09J133/00GK102618192SQ201210081889
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者岑锦常, 钟飞燕, 黄应敏 申请人:珠海市联合托普粘合剂有限公司