复塑纸盒高速封口胶的研制

主要的作用 ,与氨基 、羧基的反应起辅助的作用 ,它 对麦秸刨花板性能的提高作用是很明显的 。因此 , 在实验及工厂生产中 ,我们应将研究重点放在其与 羟基 、水的反应上 ,借以制造出高性能的麦秸板 。
参考文献 1 关常参 1 木材胶粘剂 1 北京 :科学技术出版社 ,211～213 2 赵季之 1 多异氰酸酯类胶粘剂的开发应用 1 中国胶粘
复塑纸盒高速封口胶的研制 ZHANJ IE 2001 , 22 ( 5)
复塑纸盒高速封口胶的研制
焦 剑 张爱波 齐暑华
(西北工业大学化学工程系 ,西安市 710072)
摘要 聚烯烃具有低的表面能 ,对于未处理聚烯烃表面的粘接 ,采用普通的胶粘剂 ,通常难以得到良好的效
果 。研制了一种复合型的乳液胶粘剂 ,通过对乳液组分配比的调整及增粘树脂的选择 ,得到了优异的粘接性 。经 验证 ,该胶粘剂在对 BOPP 复膜的纸盒进行高速封口粘接时 ,经过一段时间的固化 ,可达到满意的效果 。
关键词 聚烯烃 乙 - 丙乳液 增粘树脂 粘接
Preparation of a package adhesive for plastic/ paper laminating box
益广泛 ,经复膜后的纸张可以有效地改善外观质量 , 提高纸张的拉伸强度和耐水性 。在复膜技术中常常 采用的薄膜为双向拉伸的聚丙烯 (BOPP) 薄膜 。一 般而言 ,聚烯烃类的塑料由于表面的化学惰性 ,很难 与其他的材料形成良好的粘接强度 。因此在复膜技 术中 ,与纸张粘合的一面需经电晕处理 ,并选用合适 的复膜胶[1 ] 。但对于另一面未经处理的薄膜 ,则很 难与纸张形成良好的粘接 。当经复膜的纸板或纸张 作为商品的外包装时 ,在封口处由于未处理 BOPP 与纸张粘性不好 ,在使用或存放的过程中会使包装 破损 ,带来很大的损失 。
用于复膜技术的复膜胶对于这种未处理表面与 纸张的粘接效果不佳 。据报道[2 ] ,可用于未处理聚 烯烃粘接的胶粘剂有乙基橡胶 , EVA 热熔胶等 ,丙 烯酸树脂 、乙酸乙烯/ 丁基丙烯酸酯共聚物溶液也可 用于聚乙烯 、聚丙烯的粘接 。但在实际的应用中发 现 ,这些胶粘剂对于复膜纸盒的高速封口工艺并不 适用 ,并且其粘接效果也不理想 。本文以丙烯酸酯
将松香或萜烯树脂溶于少量的甲苯中 ,或制成
松香乳液 ,搅拌下加入上述合成的乳液及润湿剂 ,混
合均匀 ,配成复合型胶粘剂 。
214 性能测试
乙 - 丙乳液的性能 :
外观
白色均匀乳状液
固含量/ %
40～45
粘度/ Pa·s
4. 0～7. 0
pH 值
6～8
冻融稳定性
良好
贮存期/ 月
>6
参照 GB 11175 —89 进行测试 。
3 产品性能比较 在热压温度为 160 ℃、施胶量为 5 %、密度为
0. 7～0. 8 g·cm - 3 、板坯厚度为10 cm的条件下 , 分 别用脲醛 、酚醛 、异氰酸酯作胶粘剂压制了板坯 ,3 种麦秸刨花板性能对比见表 1 。
胶 种
脲醛树脂胶 酚醛树脂胶 异氰酸酯
表 1 3 种麦秸刨花板性能比较
士 。主要从事高分子材料及复合材料的基础理论和应用研究 ,已发 表论文 20 余篇 。
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研究报告及专论 粘 接 2001 , 22 ( 5)
3 结果与讨论 311 乳液组分及配比的选择
在包装盒的高速封口过程中 ,胶液经带胶辊涂 覆在被粘物的 2 个表面 ,经过输送带然后被橡胶辊 压合在一起 ,在室温下放置一定时间 ,使之达到最佳 的粘接强度 ,在这一过程中可以施加一定的压力 。
从上述的过程可以断定 ,胶液应具有一定的压 敏性 。一般对于压敏胶 ,其玻璃化温度 ( Tg) 应在 - 20～ - 60 ℃,才能维持良好的初粘性[3 ] 。但玻璃 化温度过低时 ,压敏胶的持粘性和内聚力变差 ,当气 温过高时 ,胶层发粘 ,粘合面滑移 ,粘接效果不好 。 当玻璃化温度过高时 ,初粘性差 ,并且在气温较低 时 ,胶层发脆 ,与聚烯烃的粘附性变差 。
下
下
揭下
纸塑分离 ,胶膜 粘在纸面
纸塑分离 , 胶膜 粘在纸面
纸撕破 ,胶膜不 能 从 BOPP 上
揭下
由表 1 可见 ,随 Tg 的降低 ,胶的粘附性得到了 明显的改善 ,尤其是具有较低 Tg 的 3 # 胶 ,在气温 由高到低时均有良好的粘附性 ,因此这种纸塑封口
胶的 Tg 应在 - 20 ℃左右 。 312 聚合工艺的选择
·14 ·
乳液为主体 ,选择合适的增粘树脂 ,通过复配工艺 , 研制了一种复合型的乳液胶粘剂 ,经实际使用 ,达到 了复膜纸盒高速封口用胶粘剂的要求 ,在各种气候 条件下均有优异的粘接性 。
2 实验部分 211 主要原材料
聚乙烯醇 (1788 、1799) ,工业品 ;甲基丙烯酸甲 酯 (MMA) 、丙烯酸丁酯 (BA) 、乙酸乙烯酯 ( VAc) 、 丙烯酸 (AA) 、松香 、甲苯 ,以上均为工业品 ;过硫酸 钾 、碳酸氢钠 、邻苯二甲酸二辛酯 (DOP) ,以上均为 化学品 ;复合乳化剂 ,自制 。 212 乙 - 丙乳液的合成
共聚物的 Tg 不同于均聚物的 Tg , Gordon 和 Taylor 把共聚物看作是均一体系时 ,推导出共聚物 的 Tg 可以用下列的公式近似地计算 :
T g = W 1 T g1 + W 2 T g2 + W 3 T g3 + …… 式中 , Tg 为 共 聚 物 的 玻 璃 化 温 度 , Tg1 、Tg2 、 Tg3分别为组分 1 、组分 2 、组分 3 的玻璃化温度 , W 1、W 2、W 分3 别为各组分的质量分数 。 利用上述的公式 ,设计了 3 种不同的玻璃化温 度的乳液配方 ,合成的乳液经复配后所得的封口胶 的性能如表 1 所示 。
表 1 乳液封口胶的性能
性 能
1#胶
2#胶
3#胶
外观
浅黄色乳状液 浅黄色乳状液 浅黄色乳状液
粘度/ Pa·s
40～50
40～50
40～50
T g/ ℃ 涂膜硬度 25 ℃粘附性
0 ℃粘附性5来自-5- 20硬
较硬
软
纸撕破 ,胶膜可 纸撕 破 , 胶 膜 不 纸撕破 , 胶膜不
从 BOPP 上 揭 能从 BOPP 上揭 能 从 BOPP 上
控制反应过程 。
(下转第 21 页)
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研究报告及专论 粘 接 2001 , 22 ( 5)
小 ,但反应需较长的时间 。当反应温度超过80 ℃
时 ,初期反应进行得较平稳 ,随着反应的进行 ,产生
的热量不易散出 ,出现明显的自动加速效应 ,乳液的
粘度迅速增大 ,并有暴聚冲料的可能 ,并且所得乳液
表观质量不佳 。因而应将反应温度控制在75 ℃左
右 ,使反应有较高的聚合速率 ,较低的粘度 ,以易于
J iao J ian Zhang Aibo Qi Shuhua
(Chemical Engineering Department of Nort hwest Polytechnical University ,Xi′an 710072) Abstract Polyolefin have low adhesion strengt h because of low surface energy. A compounding emulsion base adhe2 sive is prepared wit h vinyl acetate/ acrylic copolymer emulsion and tackifier resin. The excellent bonding strengt h is ob2 tained t hrough adjusting t he formulation of t his adhesive. The testing results show :it is satisfact for t his adhesive to bond
BOPP/ paper laminating box in any temperature. Keywords Polyolefin Vinyl acetate/ acrylic copolymer emulsion Tackifier resin Adhesive
1 前言 随着装饰工业的发展 ,纸张复膜技术的应用日
本文所采用的聚合单体中 ,BA 均聚物的 Tg 为 - 54 ℃,在体系中作为软单体 ; VAc 均聚物的 Tg 为28 ℃,MMA 均聚物的 Tg 为105 ℃,这 2 种组分 可作为硬单体 ,提供胶的持粘性 。考虑到被粘物的 性能 ,纸在其化学结构中含有较多的极性基团 ,当胶 含有一定的极性基团时将有利于粘接强度的提高 , 因而在乳液的组分中加入了少量的官能单体丙烯 酸 ,丙烯酸的加入 ,使乳液具有氨水增稠性 ,可以在 一定的程度上提高粘接时的带胶量 ,并提高乳液的 贮存稳定性 。
剂 ,维持温度在75～80 ℃,烧瓶中出现蓝光 ,并产生
回流 ;反应到蓝光消失 ,回流不明显时 ,开始滴加其
余的 单 体 和 引 发 剂 , 在 3～ 3. 5 h 内 滴 完 , 再 反 应
40 min ;冷却到45 ℃,加入 DOP ,过滤 ,出料 ,用氨水
调节 p H 值 。
213 封口胶的制备
在三口瓶中加入适量的蒸馏水 ,加入聚乙烯醇 , 开动搅拌器 ,升温到90 ℃,使聚乙烯醇完全溶解 ;降 温到 60 ℃, 加入乳化剂及 1/ 3 总量的单体 ; 乳 化 30 min ;升温到75 ℃,加入约 1/ 4 的引发剂和缓冲