[發(fā)明專利]一種聚丙烯酸酯微凝膠乳液的制備方法及其應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010204461.2
• 申請(qǐng)日: 2010-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101864025A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳達(dá)文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市凱迪克高分子材料有限公司
• 主分類號(hào): C08F220/18
• 分類號(hào): C08F220/18;C08F2/24;C08F8/30;C09J133/08
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 張永忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及到一種聚丙烯酸酯微凝膠乳液的制備方法及其應(yīng)用于軟包裝復(fù)合用膠黏劑用。

背景技術(shù)

隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)食品包裝安全的重視，對(duì)軟包裝復(fù)合用粘合劑也提出越來(lái)越高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在我國(guó)食品復(fù)合軟包裝袋用的粘結(jié)劑中，溶劑型聚氨酯粘合劑占有90％以上，無(wú)溶劑和水性復(fù)合粘結(jié)劑占不到10％。溶劑型粘合劑存在溶劑殘留危害，無(wú)溶劑型復(fù)合粘結(jié)劑不能滿足水煮鶴高溫蒸煮的要求，且需要專門(mén)的設(shè)備而水性粘結(jié)劑可直接應(yīng)用于干式復(fù)合設(shè)備，并能達(dá)到無(wú)溶劑型粘結(jié)劑的一切性能要求，因此水性粘合劑取代溶劑型粘合劑將是未來(lái)食品包裝復(fù)合膠黏劑發(fā)展的方向。

無(wú)皂乳液聚合又稱無(wú)乳化劑乳液聚合，其指在聚合過(guò)程中完全不加或僅加入微量乳化劑(其濃度小于靈界膠束濃度CMC)的乳液聚合過(guò)程。無(wú)皂乳液聚合免去去除乳化劑的后處理，并且聚合物乳膠表面潔凈，膠粒子的粒徑單分散性好，粒子大。乳液乳膠粒子得穩(wěn)定性主要是由表面活性齊聚物所決定，提高聚合物得極性，使得粒子表面與水相界面相互作用，降低界面得Cibbs自由能，可以提高粒子的穩(wěn)定性。

微凝膠是一種具有分子內(nèi)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物粒子，可穩(wěn)定分散于有機(jī)溶劑或水中。微凝膠的粒徑為1nm～1μm，在液相中能夠發(fā)生一定程度的溶脹。在聚合過(guò)程中，微凝膠表面或內(nèi)部殘留了大量活性基團(tuán)(如雙鍵、羧基、環(huán)氧基等)，這些基團(tuán)在適當(dāng)條件下與其他單體或者聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，生產(chǎn)網(wǎng)狀聚合物。此類微凝膠稱之為反應(yīng)性微凝膠。

反應(yīng)性乳化劑一般都含有雙鍵，能夠參與聚合反應(yīng)，在聚合過(guò)程或聚合反應(yīng)以后，表面活性劑分子可以牢固地鍵合到乳膠粒子上。可聚合的乳化劑，按其親水基的類型分為陰離子型可聚合乳化劑、陽(yáng)離子型可聚合乳化劑、非離子型可聚合乳化劑和兩性可聚合乳化劑。

專利申請(qǐng)?zhí)枺?00610118725公開(kāi)了一種聚丙烯酸酯反應(yīng)性微凝膠的制備方法及應(yīng)用。該方法包括(1)合成：復(fù)合乳化劑加入單體，攪拌，預(yù)乳化，加入引發(fā)劑，制得半透明的聚合物微膠乳；(2)氨化：攪拌下滴加氨水溶液，調(diào)節(jié)p?H值7～8，制得透明清亮的乳液。其應(yīng)用是將上述微凝膠乳液加入織物涂料印花粘合劑中制成復(fù)合織物涂料印花粘合劑，和別的原料一起配成印花色漿。但該聚丙烯酸酯反應(yīng)性微凝不適用軟包裝塑塑復(fù)合用的水性粘結(jié)膠。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，國(guó)內(nèi)已有東華大學(xué)，華南理工大學(xué)涂偉萍研究組，天津大學(xué)的曹同玉研究組等研究單位都在進(jìn)行這方面的工作。他們主要集中在反應(yīng)性微凝膠的制備方法及表征，已報(bào)道的制備方法包括常規(guī)乳液聚合，核殼乳液聚合，微乳液聚合，鮮有無(wú)皂乳液聚合方式的報(bào)道。反應(yīng)性微凝膠乳液的應(yīng)用研究很少，應(yīng)用的范圍僅限于涂料領(lǐng)域和紡織膠漿，還未見(jiàn)在包裝印刷工業(yè)用水性膠粘劑領(lǐng)域應(yīng)用。

在軟包裝工業(yè)，復(fù)合膜干法復(fù)合使用的傳統(tǒng)的膠粘劑為溶劑型膠粘劑，須通過(guò)烘道干燥除凈其中的溶劑，以便后續(xù)貼合加工，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，因此在復(fù)合過(guò)程中，有大量溶劑排除，形成污染操作車間與周邊環(huán)境的巨大的污染源，對(duì)工人的健康和環(huán)境保護(hù)工作極為不利；溶劑的使用，還有燃燒、爆炸等方面的隱患，如此等等，成為其應(yīng)用的一大缺陷，也成為業(yè)界廣泛關(guān)注和努力攻克的難關(guān)之一。水性粘合劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，為解決干法復(fù)合長(zhǎng)期以來(lái)所存在的安全、環(huán)保問(wèn)題，提供了一條上佳的途徑。

目前水性粘合劑在性能方面(如對(duì)不同基材的粘接力，耐熱性，耐水、耐溶劑性能以及印刷適應(yīng)性)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上溶劑型粘合劑，尤其在耐蒸煮性能和干燥速度方面。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外研究的方向主要是從乳液的聚合技術(shù)方面著手。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用無(wú)皂乳液聚合方式合成聚丙烯酸酯微凝膠乳液，利用其活性基團(tuán)提高對(duì)各種基材的粘接力；利用高交聯(lián)密度和無(wú)皂特性提高膠膜的硬度和拉伸強(qiáng)度等機(jī)械性能，改善膠膜的耐熱性、耐水性和耐溶劑性；利用其高固低粘的特性提高干燥速度，從而解決水性丙烯酸酯乳液膠粘劑固有的干燥速度慢，復(fù)合產(chǎn)品的剝離強(qiáng)度低，耐熱、耐介質(zhì)性差等缺陷，達(dá)到溶劑型聚氨酯膠粘劑的性能的技術(shù)難點(diǎn)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種聚丙烯酸酯微凝膠乳液的制備方法，其包括以下步驟：

1、預(yù)乳化：稱取去離子水200～250份，將去離子水總量的1/3～2/3、混合單體100份(長(zhǎng)鏈柔性單體：丙烯酸丁酯；功能性單體：丙烯酸羥乙酯、丙烯酸、環(huán)氧基的單體；多官能度單體：二縮三乙二醇二甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯)、反應(yīng)型乳化劑加入乳化釜中，高速攪拌，進(jìn)行預(yù)乳化10～30min，得預(yù)乳化液。