[发明专利]一种用于塑料薄膜复合的改性水性丙烯酸酯复膜胶及其制备方法、应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性水性丙烯酸酯复膜胶，具体涉及一种用于塑料薄膜复合的改性水性丙烯酸酯复膜胶及其制备方法、应用，属于高分子材料领域。

背景技术

食品包装主要使用复合袋，以提供封口、阻隔、耐侯性等性能。复合袋是由聚酯、聚丙烯、镀铝薄膜等薄膜用胶粘剂通过干式复合工艺制成复合膜，然后经熟化、分切制得。国内软包装塑-塑复合膜主要采用有机溶剂型复膜胶制得，但溶剂型复膜胶可能使复合膜中残余溶剂，污染环境，易影响食品安全。随着消费者对绿色健康需求的重视及国家环保法规的日益严苛，复膜胶的环保化、无毒化、性能多元化将是必然趋势。这就对水性复膜胶提出了更高的要求，以适应各种食品包装用复合膜的需求。

国内外对水性复膜胶的研究主要集中在水性丙烯酸酯类胶乳类。如曾小君等在《水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成研究》中制备的聚氨酯-丙烯酸酯乳液，其耐水性、耐溶剂性和力学性能明显提高，但聚氨酯分子与丙烯酸酯分子链交联不够，乳液涂层容易龟裂而使得剥离强度不稳定。专利申请CN200910083336是通过丙烯酸单体预乳化、VAE乳液处理等过程制得的复膜胶，其具有VAE乳液的经济性和丙烯酸乳液的优异粘接性能，剥离强度不会发生明显衰退；专利申请CN201010100539的复膜胶是用由丙烯酸硬单体、丙烯酸软单体和丙烯酸功能单体制得的丙烯酸共聚物与增粘树脂复配制得，其分子链上具有-COOH、-OH、-NH等多种化学键结构，可以形成多种分子间作用力，能与各种复合材料进行粘接，粘接性能优异；专利申请CN200810247380制备了用于复合薄膜软包装的水性聚氨酯-丙烯酸共聚乳液，通过聚氨酯-丙烯酸酯共聚使乳胶粒子具备复相结构，氨基甲酸酯链与丙烯酸链在分子水平上紧密缠结，两者间的协同效应使其涂膜比共混涂膜性能更优，剥离强度可达2-5N/15mm。

目前水性丙烯酸酯复合胶的应用还非常有限，主要原因是水性复合胶的粘接强度都不及溶剂型胶粘剂，水性复合胶中都会残留一些小分子物质，如乳化剂以及其他助剂，成膜之后会析出或向表面迁移，影响材料表面的粘接；另外水的表面张力较大，导致胶乳与薄膜表面的粘附性低，影响粘接强度；还存在着合成过程复杂、成本高、对基材的剥离强度低、稳定性差、涂布性不好、长时间放置易发霉等问题。

发明内容

本发明提供一种改性水性丙烯酸酯复膜胶，该复膜胶合成工艺简单，成本低，各组分间的相容性好，对薄膜基材的粘附性好，粘接强度高，剥离强度高，且该复膜胶的稳定性和涂布性好，可有效抑制胶乳发霉现象，延长保质期。

为实现上述目的，采用以下方案：

一种改性水性丙烯酸酯复膜胶，由下述质量分数的原料制成：

乙烯-丙烯酸乳液(EAA乳液)和丙烯酸酯乳液按质量比为20-30%:70-80%配成的复配乳液98-99.5%；

交联剂聚醚亚胺0.5-2%；

其中，该丙烯酸酯乳液由下述质量分数的原料制成：软单体24-30%，硬单体17-22%，交联单体1-5%，引发剂0.1-0.5%，乳化剂0.1-0.5%，缓冲剂0.01-0.1%，防霉剂1,2-苯异噻唑-3-酮0.1-0.5%及去离子水50-57%。

所述的EAA乳液固含为24-26%，pH值为8-9。

所述的软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯的一种或任意组合；

所述的硬单体为醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯的一种或任意组合；

所述的交联性单体为甲基丙烯酸、丙烯酸和衣康酸的一种或任意组合；

所述的引发剂为过硫酸钾和过硫酸铵的一种或任意组合；

所述乳化剂为醇醚磺基琥珀酸单酯二钠盐、2-烯丙基醚-3-羟基丙烷-1-磺酸钠和烷基酚烯丙基聚醚硫酸钠一种或任意组合；

所述的缓冲剂为碳酸氢钠、磷酸氢二钠和醋酸钠的一种或任意组合。

本发明还提供一种改性水性丙烯酸酯复膜胶的制备方法，具体制备步骤为：

1.将0.1-0.5%的乳化剂、24-30%软单体、部分硬单体（占硬单体总量的90-95%）及1-5%交联单体混合搅拌0.5小时，搅拌速度控制300-500转/分钟得到预乳化液A，备用；

2.将0.1-0.5%的引发剂用部分去离子水（占去离子水总量的60-80%）溶解配成溶液B，备用；