一种可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法技术

一种可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将多元酸、多元醇、磺酸盐和多羟基有机酸进行酯化反应，然后缩聚反应，形成玻璃化温度(Tg)为38

【技术实现步骤摘要】
一种可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及聚酯类化合物领域，具体涉及一种可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法。

技术介绍

[0002]随着国家环保政策的不断升级，水性胶粘剂成为发展的主要趋势。水性胶粘剂与纸张结合成为食品包装中最具环保竞争力的解决方案。可降解水溶性树脂替代PE淋膜，涂在纸张上形成涂层纸制成相应日用品，诸如我们常见到的一次性纸杯、汉堡纸袋、瓜子袋、纸餐盒、食品纸袋、航空垃圾袋等，该类材料制作的消费品，其优点是单材化可回收、再浆、再利用、减少白色污染。据预计，2022年到2029年全球涂层纸市场将以4.5％的年复合增长率增长，可达到66亿美元。目前市售的水性胶粘剂以水性丙烯酸乳液和水性聚乙烯醇为主，或为其与水性乙烯
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醋酸乙烯共聚物(EVA)乳液、水性醋酸乙烯
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乙烯共聚(VAE)乳液、水性乙烯
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丙烯酸共聚物(EAA)乳液共混或杂化制得。专利CN202010345779.6公开了一种可降解涂层及其制备方法，但评估该涂层降解性时未专门针对所制得的涂层材料(含EVA树脂)进行评估。专利CN202210486750.9公开了一种水性聚乙烯醇为基础的高阻隔水性胶，专利CN202010338340.0和CN202010515955.6公开了一种聚酯树脂经丙烯酸改性形成的水性涂层，不能用于热封。利用聚酯类化合物多以制备水性聚氨酯乳液为主，而将聚酯类化合物用于制备可降解水性胶粘剂却鲜有报道。
[0003]此外，胶粘剂方面的产业的发展极为迅速，但由于传统的胶粘剂在自然环境中很难降解，被应用于纸张制品后，随这些制品被废弃后而进入自然环境中，由于不能降解所造成的“污染”，已成为自然环境保护的重大隐患，解决此方面问题逐渐成为当前研发的热点。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供了一种可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法，以解决现有水性胶粘剂降解难，存在环境污染的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法，其包括以下步骤：
[0006]S1、将多元酸、多元醇、磺酸盐和多羟基有机酸进行酯化反应，然后缩聚反应，形成玻璃化温度(Tg)为38
‑
72℃的聚酯多元醇；
[0007]S2、将聚酯多元醇和聚乙烯醇溶于去离子水中，待固体颗粒全部溶解完成后，加入消泡剂和偶联剂，制得固含量为28
‑
48％的水性胶粘剂。
[0008]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述多元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、苯酐、己二酸、癸二酸、苹果酸、柠檬酸、二聚酸中的至少一种。
[0009]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述多元醇包括乙二醇、二甘醇、1,3
‑
丙二醇，1,6
‑
己二醇、1,2
‑
丙二醇、新戊二醇、1,3
‑
戊二醇、甘油、山梨醇、木糖醇中的至少一种。
[0010]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述磺酸盐包括乙二胺基磺酸钠、对苯二甲
酸
‑5‑
磺酸盐及其酯类、间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠及其酯类，以及二元酸的磺酸盐中的至少一种。
[0011]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述多羟基有机酸包括2,2
‑
二羟甲基丙酸、2,2
‑
二羟甲基丁酸中的至少一种。
[0012]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述消泡剂包括DF691、DF677、MO2190、BYK
‑
016、BYK
‑
024、Beston
‑
1122中的至少一种。
[0013]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述偶联剂包括CoatOSil MP 200、CoatOSil 2287、wetlink
‑
78、KH560，KBM403，A
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187、Z
‑
6040/OFS6040中的至少一种。
[0014]作为本专利技术的进一步优选技术方案，步骤S2中，各原料按质量分数计，包括：15
‑
25份的聚酯多元醇、10
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20份的聚乙烯醇、1
‑
2份消泡剂和0.5
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1份的偶联剂。
[0015]作为本专利技术的进一步优选技术方案，步骤S1具体包括：
[0016]将多元酸和多元醇加入反应容器，升温至150
‑
160℃酯化反应至出水结束，再加入磺酸盐和多羟基有机酸在230
‑
280℃继续进行酯化反，反应至不再出水，测酸值为30
‑
40mgKOH/g；然后在230℃下，以
‑
0.01MPa/30min从
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0.01MPa开始抽真空除水，至
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0.05MPa保温0.5
‑
1.5h，测酸值10
‑
14mgKOH/g，继续抽真空至
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0.1MPa进行缩聚反应1
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3h，测酸值为4
‑
8mgKOH/g，羟值为2
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8mgKOH/g，得到玻璃化温度(Tg)为38
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72℃的聚酯多元醇。
[0017]本专利技术的可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法，通过采用上述技术方案，可以达到如下
[0018]有益效果：
[0019]1)本专利技术制备方法中，采用多元酸、多元醇、磺酸盐以及多羟基有机酸等多官能度化合物进行酯化反应形成支化聚酯多元醇，再将聚酯多元醇与聚乙烯醇溶于水，添加消泡剂、偶联剂等功能助剂，制得固含量为28
‑
48％水性胶粘剂，其制备方法简单易行，条件温和，可实现规模化工业生产；
[0020]2)本专利技术制备的水性胶粘剂，可用于涂层纸张热封，采用干式复合机施胶，机速可达120
‑
250m/min，热封温度为90
‑
140℃，满足日常及工业化生产对热封胶的使用需求；
[0021]3)本专利技术制备的水性胶粘剂，对于纸张具有良好的粘接力，而且可生物降解，无VOC排放，无污染，易涂布，节省成本，粘度高，可广泛用于纸制品热封。
[0022]本专利技术可生物降解在于制备的聚酯多元醇中引进了包括甘油、山梨醇、木糖醇、苹果酸、柠檬酸等生物基多碳醇和酸，使得制得的粘合剂中含有生物基的酯键，在堆肥过程中，产品在堆肥条件下分解成小碎片，微生物分泌的水解酶与小碎片的表面进行结合，将高分子链水解成小分子量化合物，如有机酸、糖等。而后，小分子化合物被微生物射入体内，经过代谢，成为微生物体物或转化成微生物活动的能量，最终转化成水(H2O)和二氧化碳(CO2)。本专利技术可生物降解还在于引进了可降解的聚乙烯醇物质。
具体实施方式
[0023]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将多元酸、多元醇、磺酸盐和多羟基有机酸进行酯化反应，然后缩聚反应，形成玻璃化温度(Tg)为38
‑
72℃的聚酯多元醇；S2、将聚酯多元醇和聚乙烯醇溶于去离子水中，待固体颗粒全部溶解完成后，加入消泡剂和偶联剂，制得固含量为28
‑
48％的水性胶粘剂。2.根据权利要求1所述的可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述多元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、苯酐、己二酸、癸二酸、苹果酸、柠檬酸、二聚酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述多元醇包括乙二醇、二甘醇、1,3
‑
丙二醇，1,6
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己二醇、1,2
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丙二醇、新戊二醇、1,3
‑
戊二醇、甘油、山梨醇、木糖醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述磺酸盐包括乙二胺基磺酸钠、对苯二甲酸
‑5‑
磺酸盐及其酯类、间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠及其酯类，以及二元酸的磺酸盐中的至少一种。5.根据权利要求1所述的可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述多羟基有机酸包括2,2
‑
二羟甲基丙酸、2,2
‑
二羟甲基丁酸中的至少一种。6.根据权利要求1所述的可堆肥降解的水性胶粘剂的制备方法，其特征在于，所述消泡剂包括DF691、DF677、MO2190、BYK
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016、BYK
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024、Beston
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1122中的至少一种。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，崔正，周妙兰，韩航，
申请(专利权)人：北京华腾新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：