一种水性替塑胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纸塑加工技术领域，具体涉及一种水性替塑胶及其制备方法，包括如下步骤：(1)第一丙烯酸乳液的合成；(2)第二丙烯酸乳液的合成；(3)水性替塑胶的制备。本发明专利技术采用的第二丙烯酸乳液以较少量的甲基丙烯酸甲酯作为硬单体，因而乳胶粒易于成膜，并且进一步加入了双丙酮丙烯酰胺，通过其与己二酰肼进行交联反应，可以进一步提高易于成膜性。本发明专利技术通过采用具有良好成膜性的第二丙烯酸乳液与具有较高极性的第一丙烯酸乳液以特定的比例进行共混改性，第二丙烯酸乳液的胶粒可以分散于第一丙烯酸乳液的胶粒之间，从而可以有助于第一丙烯酸乳液成膜，使得膜层兼具高硬度和高附着力的表现。

【技术实现步骤摘要】
一种水性替塑胶及其制备方法
本专利技术涉及纸塑加工
，具体涉及一种水性替塑胶及其制备方法。
技术介绍
传统纸张采用纸塑覆膜材料，通过辊涂装置将粘合剂涂布在塑料薄膜上，经热压滚筒加热，使薄膜软化，然后使涂布了底料的印刷品和薄膜相压合，形成纸塑合一的覆膜产品。但其在生产过程中会发生皱折、起泡、成品卷曲现象，还易造成白色污染和循环打浆困难等问题。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种水性替塑胶及其制备方法，采用水性涂料替代传统胶水覆膜技术。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种水性替塑胶的制备方法，包括如下步骤：(1)第一丙烯酸乳液的合成：以质量百分比为称取如下原料：苯乙烯40-50％、丙烯酸丁酯15-20％、丙烯酸5-10％、引发剂0.5-1.5％、乳化剂1-2％和水余量，将水、乳化剂和部分引发剂混合均匀后，加入部分苯乙烯、部分丙烯酸丁酯和部分丙烯酸，然后升温至75-85℃，反应20-30min后，滴加剩余苯乙烯、剩余丙烯酸丁酯、剩余丙烯酸和剩余引发剂，滴加完成后继续保温反应2-3h，然后降至室温，得到第一丙烯酸乳液；(2)第二丙烯酸乳液的合成：以质量百分比为称取如下原料：甲基丙烯酸甲酯25-35％、丙烯酸丁酯30-35％、丙烯酸5-10％、双丙酮丙烯酰胺2-4％、引发剂0.5-1.5％、乳化剂1-2％和水余量，将水、乳化剂和部分引发剂混合均匀后，加入部分甲基丙烯酸甲酯、部分丙烯酸丁酯、部分丙烯酸和部分双丙酮丙烯酰胺，然后升温至75-85℃，反应20-30min后，滴加剩余甲基丙烯酸甲酯、剩余丙烯酸丁酯、剩余丙烯酸、剩余双丙酮丙烯酰胺和剩余引发剂，滴加完成后继续保温反应2-3h，然后降至室温，得到第二丙烯酸乳液；(3)水性替塑胶的制备：将第一丙烯酸乳液和第二丙烯酸乳液按质量比2-3:7-8的比例进行混合，搅拌均匀后，然后加入中和剂调节pH至7-8,加入己二酰肼搅拌均匀后，过滤，即得到所述水性替塑胶。本专利技术的水性替塑胶为乳液型丙烯酸树脂涂料，在乳液型丙烯酸树脂涂料中，单体的种类用量决定了乳液和成膜的各项性能，苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯为硬单体，赋予膜层硬度和抗张强度，丙烯酸丁酯为软单体，赋予膜层附着性和柔韧性，丙烯酸为功能单体，提供交联点促进聚合反应，双丙酮丙烯酰胺为功能单体，与己二酰肼搭配使用，在固化过程中与己二酰肼产生交联反应形成交联网络结构，从而降低成膜温度以及提高膜层耐水性和硬度。一般来说，各种单体的使用是根据乳液和膜层的性能需求去调配的，没必要采用两种聚合乳液进行共混改性，而且膜层固化过程中乳胶粒需要相互渗透以及溶结，两种不同的聚合物容易发生相分离的现象，不利于膜层的连续性。本专利技术采用的第一丙烯酸乳液以较大量的苯乙烯作为硬单体，苯乙烯相对甲基丙烯酸甲酯具有较高的位阻，较低的Tg点，因而该部分乳胶粒形成的膜层具有较高的硬度，但同时固化难度也较大；而本专利技术采用的第二丙烯酸乳液以较少量的甲基丙烯酸甲酯作为硬单体，因而乳胶粒具有较低的Tg点，易于成膜并具有较好的附着性，并且进一步加入了双丙酮丙烯酰胺，通过其与己二酰肼进行交联反应，可以进一步提高易于成膜性，并且交联结构也利于膜层的硬度提升。本专利技术通过采用具有良好成膜性的第二丙烯酸乳液与具有较高极性的第一丙烯酸乳液特定的比例进行共混改性，第二丙烯酸乳液的胶粒可以分散于第一丙烯酸乳液的胶粒之间，从而可以有助于第一丙烯酸乳液成膜，使得膜层兼具高硬度和高附着力的表现。基于成本控制，双丙酮丙烯酰胺的用量较少，直接采用适中硬单体与软单体和双丙酮丙烯酰胺制成的单一乳液中双丙酮丙烯酰胺的分布是有限的，与己二酰肼交联性较弱，对膜层的提升程度不显著，而本专利技术仅在具有位阻效应更低的第二丙烯酸乳液中加入双丙酮丙烯酰胺，从而更有利于促进双丙酮丙烯酰胺与己二酰肼的交联反应，对膜层硬度、耐水性等性能提升更为显著。其中，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过氧化二苯甲酰中的至少一种。优选地，所述引发剂为过硫酸铵，成本较低。其中，所述乳化剂由SDS和OP-10按重量比2-3:2的比例组成。SDS为阴离子型表面活性剂，OP-10为非离子型表面活性剂，阴离子表面活性剂的乳化能力较好，而非离子型表面活性剂的乳化稳定性更好，通过二者适当的复配，可以更好地提高乳胶粒的贮存稳定性。其中，所述中和剂为稀氨水和/或三乙醇胺。其中，所述步骤(3)中，加入中和剂前加入助剂，所述助剂为流平剂、增亮剂、耐磨助剂和流变剂中的至少一种。其中，所述步骤(1)第一丙烯酸乳液的合成的具体操作为：以质量百分比为称取如下原料：苯乙烯40-50％、丙烯酸丁酯15-20％、丙烯酸5-10％、引发剂0.5-1.5％、乳化剂1-2％和水余量，将水、乳化剂和占引发剂总质量的1/2的引发剂混合均匀后，在保持300-350r/min的搅拌条件下，加入占苯乙烯总质量的1/4的苯乙烯、占丙烯酸丁酯总质量的1/4的丙烯酸丁酯和占丙烯酸总质量的1/4的丙烯酸，然后升温至75-85℃，反应20-30min后，滴加剩余苯乙烯、剩余丙烯酸丁酯、剩余丙烯酸和剩余引发剂，滴加完成后继续保温反应2-3h，然后降至室温，得到第一丙烯酸乳液。其中，所述(2)第二丙烯酸乳液的合成的具体操作为：以质量百分比为称取如下原料：甲基丙烯酸甲酯25-35％、丙烯酸丁酯30-35％、丙烯酸5-10％、双丙酮丙烯酰胺2-4％、引发剂0.5-1.5％、乳化剂1-2％和水余量，将水、乳化剂和占引发剂总质量的1/2的引发剂混合均匀后，在保持300-350r/min的搅拌条件下，加入占甲基丙烯酸甲酯总质量的1/4的甲基丙烯酸甲酯、占丙烯酸丁酯总质量的1/4的丙烯酸丁酯、占丙烯酸总质量的1/4的丙烯酸和占双丙酮丙烯酰胺总质量的1/4的双丙酮丙烯酰胺，然后升温至75-85℃，反应20-30min后，滴加剩余甲基丙烯酸甲酯、剩余丙烯酸丁酯、剩余丙烯酸、剩余双丙酮丙烯酰胺和剩余引发剂，滴加完成后继续保温反应2-3h，然后降至室温，得到第二丙烯酸乳液。通过对搅拌速度的控制以及单体的分次加入量的控制，可以有利于聚合反应的进行。其中，所述步骤(3)中，己二酰肼的加入摩尔量为双丙酮丙烯酰胺加入摩尔量的0.8-1.2倍。本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用的第一丙烯酸乳液以较大量的苯乙烯作为硬单体，苯乙烯相对甲基丙烯酸甲酯具有较高的位阻，较低的Tg点，因而该部分乳胶粒形成的膜层具有较高的硬度，但同时固化难度也较大；而本专利技术采用的第二丙烯酸乳液以较少量的甲基丙烯酸甲酯作为硬单体，因而乳胶粒具有较低的Tg点，易于成膜并具有较好的附着性，并且进一步加入了双丙酮丙烯酰胺，通过其与己二酰肼进行交联反应，可以进一步提高易于成膜性，并且交联结构也利于膜层的硬度提升。本专利技术通过采用具有良好成膜性的第二丙烯酸乳液与具有较高极性的第一丙烯酸乳液以特定的比例进行共混改性，第二丙烯酸乳液的胶粒可以分散于第一丙烯酸乳液的胶粒之间，从而可以有助于第一丙烯酸乳液成膜，使得膜层兼具高硬度和高附着力的表现。基于成本控制，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性替塑胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)第一丙烯酸乳液的合成：以质量百分比为称取如下原料：苯乙烯40-50％、丙烯酸丁酯15-20％、丙烯酸5-10％、引发剂0.5-1.5％、乳化剂1-2％和水余量，将水、乳化剂和部分引发剂混合均匀后，加入部分苯乙烯、部分丙烯酸丁酯和部分丙烯酸，然后升温至75-85℃，反应20-30min后，滴加剩余苯乙烯、剩余丙烯酸丁酯、剩余丙烯酸和剩余引发剂，滴加完成后继续保温反应2-3h，然后降至室温，得到第一丙烯酸乳液；/n(2)第二丙烯酸乳液的合成：以质量百分比为称取如下原料：甲基丙烯酸甲酯25-35％、丙烯酸丁酯30-35％、丙烯酸5-10％、双丙酮丙烯酰胺2-4％、引发剂0.5-1.5％、乳化剂1-2％和水余量，将水、乳化剂和部分引发剂混合均匀后，加入部分甲基丙烯酸甲酯、部分丙烯酸丁酯、部分丙烯酸和部分双丙酮丙烯酰胺，然后升温至75-85℃，反应20-30min后，滴加剩余甲基丙烯酸甲酯、剩余丙烯酸丁酯、剩余丙烯酸、剩余双丙酮丙烯酰胺和剩余引发剂，滴加完成后继续保温反应2-3h，然后降至室温，得到第二丙烯酸乳液；/n(3)水性替塑胶的制备：将第一丙烯酸乳液和第二丙烯酸乳液按质量比2-3:7-8的比例进行混合，搅拌均匀后，然后加入中和剂调节pH至7-8,加入己二酰肼搅拌均匀后，过滤，即得到所述水性替塑胶。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水性替塑胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)第一丙烯酸乳液的合成：以质量百分比为称取如下原料：苯乙烯40-50％、丙烯酸丁酯15-20％、丙烯酸5-10％、引发剂0.5-1.5％、乳化剂1-2％和水余量，将水、乳化剂和部分引发剂混合均匀后，加入部分苯乙烯、部分丙烯酸丁酯和部分丙烯酸，然后升温至75-85℃，反应20-30min后，滴加剩余苯乙烯、剩余丙烯酸丁酯、剩余丙烯酸和剩余引发剂，滴加完成后继续保温反应2-3h，然后降至室温，得到第一丙烯酸乳液；
(2)第二丙烯酸乳液的合成：以质量百分比为称取如下原料：甲基丙烯酸甲酯25-35％、丙烯酸丁酯30-35％、丙烯酸5-10％、双丙酮丙烯酰胺2-4％、引发剂0.5-1.5％、乳化剂1-2％和水余量，将水、乳化剂和部分引发剂混合均匀后，加入部分甲基丙烯酸甲酯、部分丙烯酸丁酯、部分丙烯酸和部分双丙酮丙烯酰胺，然后升温至75-85℃，反应20-30min后，滴加剩余甲基丙烯酸甲酯、剩余丙烯酸丁酯、剩余丙烯酸、剩余双丙酮丙烯酰胺和剩余引发剂，滴加完成后继续保温反应2-3h，然后降至室温，得到第二丙烯酸乳液；
(3)水性替塑胶的制备：将第一丙烯酸乳液和第二丙烯酸乳液按质量比2-3:7-8的比例进行混合，搅拌均匀后，然后加入中和剂调节pH至7-8,加入己二酰肼搅拌均匀后，过滤，即得到所述水性替塑胶。


2.根据权利要求1所述的一种水性替塑胶的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过氧化二苯甲酰中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的一种水性替塑胶的制备方法，其特征在于：所述乳化剂由SDS和OP-10按重量比2-3:2的比例组成。


4.根据权利要求1所述的一种水性替塑胶的制备方法，其特征在于：所述中和剂为稀氨水和/或三乙醇胺。


5.根据权利要求1所述的一种水性替塑胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，加入中和剂前加入助剂，所述助剂为流平...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建国，
申请(专利权)人：东莞市冠力胶业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44