[發明專利]一種固體膠棒及其制備方法

無效

• 申請號: 200810054485.7
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101220252A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 吳曉軍;衛曉利;吳曉青
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C09J175/04
• 分類號: C09J175/04;C09J9/00;C09J129/04;C09J139/06
• 代理公司: 山西五維專利事務所有限公司
• 代理人: 李毅

技術領域

本發明涉及一種固體膠棒，具體涉及一種以水性聚氨酯為膠粘劑成分的固體膠棒。

背景技術

固體膠棒又稱固體膠水，與液態膠水相比，固體膠棒不僅攜帶方便，而且不流淌，不粘手，因此深受歡迎。固體膠棒的主要原料為紙品膠粘劑，并加入某些容易凝固成型的物質作為凝膠劑，再添加保濕劑、增塑劑及香味劑，以改善其使用、貯存、氣味和外觀等方面的性能。將上述各種原料按選定的配方經一定工藝充分混合、分散均勻后再注入唇膏式包裝容器內冷卻成型，即可制得固體膠棒。要制得性能優良的固體膠棒，關鍵是選擇合適的原料和助劑，并確定其最佳配方和反應條件，而其中最重要的就是選擇合適的膠粘劑。

作為固體膠棒的主要成分，膠粘劑的選擇是至關重要的。應該選擇粘接力強，對水具有較強分散作用或水溶性，且易于涂開的有機高分子化合物作為膠粘劑。目前國內外常用的固體膠棒膠粘劑有聚乙烯醇(PVA)、羥甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇縮甲醛、高分子樹脂混合體、淀粉、骨膠或明膠等。這些原料中，聚乙烯吡咯烷酮的粘紙效果很好，但不易溶于水，易溶于有機溶劑，使其成本較高；淀粉、骨膠等雖然價廉，卻容易變質，不易存放；用聚乙烯醇為原料制得的膠棒質地不細膩，影響了使用時的涂布性。

固體膠棒的開發和研制首先始于國外，至今已有七十余年的歷史。最初的固體膠棒研制是液態型膠粘劑的固體化，就是讓膠粘劑以固態形式使用。隨著研究的不斷深入和發展，用作粘接的膠粘劑也在不斷更新換代。經過幾十年的發展，國外固體膠棒的研究和應用技術已經比較成熟，一些公司已有多種牌號的固體膠產品供應。

國際上普遍使用聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮作為膠粘劑，制成的膠棒能提供足夠的機械強度。在此基礎上，有人利用水溶性聚合物作為膠粘劑，皂膠作為賦型劑，研制出了一種固體膠棒，具有更強的粘接性能和機械強度。除了主體膠和凝膠劑外，還可以加入一些助劑來改善固體膠棒的性能。國外添加助劑的品種方面較國內要豐富得多，因此制成的膠棒各項性能也就更加優越。國外用到的助劑包括有增稠劑、防腐劑、顏料、填料、香精、抗氧化劑、樹脂、糊精、纖維素、淀粉衍生物等，其中可以用石墨、滑石、TiO₂、高分散性矽土、膠質狀黏土、矽礦石、白堊、氧化鎂和玻璃纖維等作為顏料和填料。

德國研制出的一種固體膠棒，不論在外觀還是性能上都非常優越，該產品外觀透明，質地潔白細膩，硬度適中，初粘時間短，粘合力強，拉絲性和保濕性好，室溫下放置一年后，仍然具有很強的粘接力和保濕性。

國內固體膠棒的研究起步較晚，發展也比較緩慢。目前國內主要致力于研究使用各種不同的原材料作為固體膠棒的膠粘劑，以期使固體膠棒的綜合性能達到最好效果。

例如，聚乙烯吡咯烷酮作為固體膠棒的膠粘劑雖然效果很好，但不易溶于水，成本較高，同時也不利于環保。使用聚乙烯醇-聚醋酸乙烯酯乳液制成的固體膠棒雖然成本較低，但此類膠棒質地不細膩，貯存時間短，短時間內(約一周)就在膠棒的表面形成一層薄膜，影響了使用涂布性，實用性不大。以酰酐基的水溶性聚合物一皂類固形劑為主制成固體膠棒雖然貯存時間長，但初粘時間長，成本也高。

段成田、孫翊翔(沈陽化工.1994，(3)：8-10)以白乳膠、含酰酐基的水溶性聚合物和聚乙烯醇的三元復合物為復合膠粘劑，改善了固體膠棒的初粘時間和貯存時間，同時由于降低了含酰酐基聚合物的用量，也降低了固體膠棒的生產成本。然而，盡管以上三種膠粘劑的復配具有一定的協同作用，但三元復合膠的配比必須適當，否則三者不能均勻混合。后來他們又在上述固體膠棒中加入了新的添加劑(沈陽化工.1995，(3)：12-13)，用多元醇和分子結構中含有R-C₆H₄-OCH₂-CH₂-O_n結構的化合物復配作為添加劑，改善了固形劑的凝固性能，降低了熱膠液的粘度，使熱膠稠液容易澆灌成形，給生產帶來了很大的方便。不過，新助劑的添加又給原料的配比提出了更高的要求。

陰和平(貴州化工.1998，(2)：22)研制出了一種新型紙張用固體膠棒，對以骨膠或明膠作膠粘劑的固體膠棒合成工藝進行了反復探索，找到了一條最佳工藝路線。采用骨膠和明膠作為膠粘劑，雖然原料價格較聚乙烯吡咯烷酮、水分散性聚合樹脂和水溶性或水分散性合成樹脂等低得多，但生產出的固體膠棒容易變質，不易存放。