專利名稱：水性煙包鐳射轉移膠及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種粘合劑制造技術，尤其涉及一種水性煙包鐳射轉移膠及其制備方法。
背景技術：
目前，轉移鐳射卡紙作為一種新型環保包裝材料在煙包領域得到了廣泛運用。轉移鐳射卡紙是利用鐳射鍍鋁層的可剝離性，將蒸鍍在塑料膜上的具有各種鐳射效果的鐳射鍍鋁層通過膠粘劑轉移到紙張上面，形成各種美觀效果的紙張。其工藝過程包括(1)在PET膜上涂布離型和信息涂料(2)在涂料上進行模壓形成防偽鐳射層(3)在鐳射層上進行真空鍍鋁(4)通過膠粘劑將鐳射鍍鋁膜與卡紙復合(5)將PET基材膜剝離形成具有鐳射防偽效果的鐳射卡紙(6)在卡紙上印刷及后加工形成香煙外盒。這其中鐳射轉移膠起到重要 作用。隨著環保要求的提高，鋁箔卡紙由于使用純鋁箔，消耗較多的鋁，其使用受到限制，鐳射鍍鋁卡紙越來越受到歡迎，其占有率還在不斷增長。因此，對于水性轉移膠的需求量就非常大。由于煙包材料對VOC (揮發性有機化合物)的嚴格限制，可用于制作轉移鐳射卡紙的水性膠品種并不多，市場上主要有兩類，一類是水性丙烯酸乳液，一類是丁苯膠乳。煙包材料生產企業對轉移膠粘劑的要求是(1)轉移后鐳射鍍鋁層與紙張結合牢固；(2)鐳射鍍鋁卡紙可以耐折20次以上不掉鋁；(3)具有較好的印刷適應性；(4)符合VOC要求，殘留溶劑及殘留單體不超標，不含有鄰苯類增塑劑，不含甲醛。但市場上現有使用的水性轉移膠粘劑在產品性能和品質上都存在一定缺陷，無法在這四個方面真正滿足企業的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種水性煙包鐳射轉移膠及其制備方法，該膠粘劑粘接力強，能將塑料膜基材上的鐳射鍍鋁層向紙面完全轉移，不會脫落、耐折性好，并且不含有機溶齊U、殘留單體量低、不含鄰苯二甲酸酯類增塑劑，不含甲醛。本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明的水性煙包鐳射轉移膠，包括固含量45 55wt%的水性丙烯酸乳液聚合物，所述聚合物由以下任意兩種或多種單體混合物在去離子水、乳化劑、引發劑、鏈轉移劑、PH調節劑、水性助劑作用下共聚而成丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯。單體混合物包括25 60質量份的丙烯酸C2-C4烷基酯單體和40 75質量份的甲基丙烯酸C1-C4烷基酯單體。所述乳化劑為陰離子型乳化劑，包括烷基苯磺酸鹽、烷基二苯醚二磺酸鹽、琥珀酸單酯磺酸鹽、聚氧化乙烯烷基醚硫酸鹽中的任一種或兩種組合，其用量為所述單體混合物總質量的O. 4 I. 0% ；所述引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨中的任意一種，其用量為所述單體混合物總質量的O. 2 O. 8% ；所述鏈轉移劑為硫醇類，包括十二烷基硫醇、2-巰基乙醇、巰基乙醇酸-2-乙基己基、2，3- 二巰基-I-丙醇中的任一種，其用量為所述單體混合物總質量的O. 01 O. 1% ；所述pH調節劑為氨水，將所述聚合物的pH值調節為6. 5 7. 5 ;所述水性助劑包括水性潤濕劑、水性消泡劑和水性防腐劑；所述水性潤濕劑選用氰特公司的0T-75或迪高公司的D0-75，其用量為不包含水性助劑自身質量的乳液聚合物總質量的O. I O. 5% ；所述水性消泡劑選用羅地亞公司的DF691或科寧公司的WBA，其用量為不包含水 性助劑自身質量的乳液聚合物總質量的O. I O. 5% ；所述水性防腐劑選用羅門哈斯的卡松或舒美公司的A-26，其用量為不包含水性助劑自身質量的乳液聚合物總質量的O. I O. 5%。該水性丙烯酸乳液聚合物的平均分子量為30 100萬，該水性丙烯酸乳液聚合物的玻璃化轉變溫度為-15 + 15°C。該水性丙烯酸乳液聚合物的平均分子量為50 90萬，該水性丙烯酸乳液聚合物的玻璃化轉變溫度為一 5 + 10°C。本發明的上述的水性煙包鐳射轉移膠的制備方法，包括步驟按上述水性煙包鐳射轉移膠的配方取各原料；A、向乳化釜中投入占去離子水總重量40 50%的去離子水、乳化劑、單體、鏈轉移齊U，開動攪拌進行不低于30分鐘的乳化得到預乳化液；B、向聚合反應釜中投入占去離子水總重量40 45%的去離子水，開動攪拌并升溫，當溫度到達75°C時，投入5 10wt%的上述步驟A制得的預乳化液到聚合反應釜中，力口入占引發劑總重量40 50%的引發劑，所述引發劑用去離子水配成約10%質量濃度的溶液，反應10 20分鐘；C、將剩余的引發劑加入到步驟A所述乳化釜中，與所述乳化釜中的預乳化液一起混合5 10分鐘；當步驟B反應結束后，溫度穩定在80°C時，開始將所述乳化釜的預乳化液向聚合反應釜中滴加，在3 4小時內滴完，然后升溫到83 85°C繼續保溫反應I 2小時；D、保溫反應結束后，將聚合反應釜溫度下降到50°C，加入pH調節劑，將聚合反應釜內反應體系的PH值調為6. 5 7. 5，補加剩余的去離子水；取樣測試乳液的粘度為100 300cps、固含量為45 55%，則為合格，之后加入各種水性助劑，繼續降溫到40°C以下，過濾出料，即得到該水性煙包鐳射轉移膠。由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的水性煙包鐳射轉移膠及其制備方法，由于配方中選用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體，采用預乳化聚合工藝，保證乳液聚合穩定進行，反應轉化率達到99. 9%以上，粒徑大小均一，殘留單體很少，且未添加含苯及其他有機溶劑的物質，也不添加鄰苯二甲酸酯類增塑劑，不含甲醛，完全符合YC263-2008標準和煙用水基膠的標準要求。通過設計合適的玻璃化轉變溫度和較高的分子量，使得聚合物成膜后既具有較好的初粘力又有較強的粘接力，對紙張和鐳射鍍鋁層有優異的粘接牢度，耐折性可以達到折疊20次以上不發生暴口。通過加入各種性能優異的水性助劑，調節合適的乳液粘度，改善乳液在鐳射鍍鋁層表面的潤濕流平性，使得轉移完成后的鐳射紙表面印刷性不受影響，滿足各種印刷工藝的要求。
具體實施例方式下面將對本發明實施例作進一步地詳細描述。本發明的水性煙包鐳射轉移膠，其較佳的具體實施方式
是包括固含量45 55wt%的水性丙烯酸乳液聚合物，所述聚合物由以下任意兩種或多種單體混合物在去離子水、乳化劑、引發劑、鏈轉移劑、PH調節劑、水性助劑作用下共聚而成丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯。單體混合物包括25 60質量份的丙烯酸C2-C4烷基酯單體和40 75質量份的甲基丙烯酸C1-C4烷基酯單體。所述乳化劑為陰離子型乳化劑，包括烷基苯磺酸鹽、烷基二苯醚二磺酸鹽、琥珀酸單酯磺酸鹽、聚氧化乙烯烷基醚硫酸鹽中的任一種或兩種組合，其用量為所述單體混合物總質量的O. 4 I. 0% ；所述引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨中的任意一種，其用量為所述單體混合物總質量的O. 2 O. 8% ；所述鏈轉移劑為硫醇類，包括十二烷基硫醇、2-巰基乙醇、巰基乙醇酸-2-乙基己基、2，3- 二巰基-I-丙醇中的任一種，其用量為所述單體混合物總質量的O. 01 O. 1% ；所述pH調節劑為氨水，將所述聚合物的pH值調節為6. 5 7. 5 ;所述水性助劑包括水性潤濕劑、水性消泡劑和水性防腐劑；所述水性潤濕劑選用氰特公司的0T-75或迪高公司的D0-75，其用量為不包含水性助劑自身質量的乳液聚合物總質量的O. I O. 5% ；所述水性消泡劑選用羅地亞公司的DF691或科寧公司的WBA，其用量為不包含水性助劑自身質量的乳液聚合物總質量的O. I O. 5% ；所述水性防腐劑選用羅門哈斯的卡松或舒美公司的A-26，其用量為不包含水性助劑自身質量的乳液聚合物總質量的O. I O. 5%。該水性丙烯酸乳液聚合物的平均分子量為30 100萬，該水性丙烯酸乳液聚合物的玻璃化轉變溫度為-15 + 15°C。該水性丙烯酸乳液聚合物的平均分子量為50 90萬，該水性丙烯酸乳液聚合物的玻璃化轉變溫度為一 5 + 10°C。本發明的上述的水性煙包鐳射轉移膠的制備方法，其較佳的具體實施方式
包括步驟按上述水性煙包鐳射轉移膠的配方取各原料；A、向乳化釜中投入占去離子水總重量40 50%的去離子水、乳化劑、單體、鏈轉移齊U，開動攪拌進行不低于30分鐘的乳化得到預乳化液；B、向聚合反應釜中投入占去離子水總重量40 45%的去離子水，開動攪拌并升溫，當溫度到達75°C時，投入5 10wt%的上述步驟A制得的預乳化液到聚合反應釜中，力口入占引發劑總重量40 50%的引發劑，所述引發劑用去離子水配成約10%質量濃度的溶液，反應10 20分鐘；C、將剩余的引發劑加入到步驟A所述乳化釜中，與所述乳化釜中的預乳化液一起混合5 10分鐘；當步驟B反應結束后，溫度穩定在80°C時，開始將所述乳化釜的預乳化液向聚合反應釜中滴加，在3 4小時內滴完，然后升溫到83 85°C繼續保溫反應I 2小時；D、保溫反應結束后，將聚合反應釜溫度下降到50°C，加入pH調節劑，將聚合反應釜內反應體系的PH值調為6. 5 7. 5，補加剩余的去離子水；取樣測試乳液的粘度為100 300cps、固含量為45 55%，則為合格，之后加入各種水性助劑，繼續降溫到40°C以下，過濾出料，即得到該水性煙包鐳射轉移膠。本發明配方中選用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體，采用預乳化聚合工藝，保證乳液聚合穩定進行，反應轉化率達到99. 9%以上，粒徑大小均一，殘留單體很少，且未添加含苯及其他有機溶劑的物質，也不添加鄰苯二甲酸酯類增塑劑，不含甲醛，完全符合YC263-2008標準和煙用水基膠的標準要求。通過設計合適的玻璃化轉變溫度和較高的分子量，使得聚合物成膜后既具有較好的初粘力又有較強的粘接力，對紙張和鐳射鍍鋁層有優異的粘接牢度，耐折性可以達到折疊20次以上不發生暴口。通過加入各種性能優異的水性助劑，調節合適的乳液粘度，改善乳液在鐳射鍍鋁層表面的潤濕流平性，使得轉移完成后的鐳射紙表面印刷性不受影響，滿足各種印刷工藝的要求。實施例I :本實施例提供一種水性煙包鐳射轉移膠，用于制備煙包鐳射卡紙，該水性煙包鐳射轉移膠按下述配方取各原料，包括表I原料配方
mmm\ 物成名稱TmMJF, kK
Ic 去離/-水IOS
w烯蒙乙靡(ηα) .....WIllfW..................................J' (BA) ........................................................................................ 25
Φ AtW Btffi (MBA)I
乳化劑 -l·.:烷坫苯績酸鋪0.6
備劑過硫酸鉀(Tii
鏈轉移剎 I.o.oh ι_ 關 * (251 質 W濃度)0:6 .....麗涵麗 οχ......75......aio制備方法包括下述步驟按上述水性煙包鐳射轉移膠的配方取各原料物質；(a)、向乳化釜中投入占去離子水總重量50%的去離子水、乳化劑、單體、鏈轉移齊U，開動攪拌進行不低于30分鐘的乳化得到預乳化液；(b)、向聚合反應釜中投入占去離子水總重量40%的去離子水，開動攪拌并升溫，當溫度到達75°C時，投入5wt%的上述(a)制得的預乳化液到聚合反應釜中，加入占引發劑總重量40%的引發劑,所述引發劑用去尚子水配成約10%質量濃度的溶液,反應10 20分鐘；(C)、將剩余的引發劑加入到(a)所述乳化釜中，與所述乳化釜中的預乳化液一起混合5 10分鐘；當(b)反應結束后，溫度穩定在80°C時，開始將所述乳化釜的預乳化液 向聚合反應釜中滴加，在3 4小時內滴完，然后升溫到83 85°C繼續保溫反應I 2小時；(d)、保溫反應結束后，將聚合反應釜溫度下降到50°C，加入pH調節劑，將聚合反應爸內反應體系的pH值調為6. 5 7. 5,補加剩余的去離子水；取樣測試乳液的粘度為100 300cps、固含量為45 55%，則為合格，之后加入各種水性助劑，繼續降溫到40°C以下，300目網過濾出料，即得到該水性煙包鐳射轉移膠。實施例2 本實施例提供一種水性煙包鐳射轉移膠，用于制備煙包鐳射卡紙，該水性煙包鐳射轉移膠按下述配方取各原料，包括表2原料配方
權利要求
1.ー種水性煙包鐳射轉移膠，其特征在于，包括固含量45 55wt%的水性丙烯酸乳液聚合物，所述聚合物由以下任意兩種或多種單體混合物在去離子水、乳化剤、引發劑、鏈轉移劑、PH調節劑、水性助劑作用下共聚而成 丙烯酸こ酷、丙烯酸丙酷、丙烯酸丁酷、丙烯酸異丁酷、甲基丙烯酸甲酷、甲基丙烯酸こ酷、甲基丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸異丁酷。
2.根據權利要求I所述的水性煙包鐳射轉移膠，其特征在干，単體混合物包括25 60質量份的丙烯酸C2-C4烷基酯単體和40 75質量份的甲基丙烯酸C1-C4烷基酯単體。
3.根據權利要求2所述的水性煙包鐳射轉移膠，其特征在于 所述乳化劑為陰離子型乳化剤，包括烷基苯磺酸鹽、烷基ニ苯醚ニ磺酸鹽、琥珀酸單酯磺酸鹽、聚氧化こ烯烷基醚硫酸鹽中的任ー種或兩種組合，其用量為所述単體混合物總質量的O. 4 I. 0% ； 所述引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨中的任意ー種，其用量為所述単體混合物總質量的O. 2 O. 8% ； 所述鏈轉移劑為硫醇類，包括十二烷基硫醇、2-巰基こ醇、巰基こ醇酸-2-こ基己基、2，3- ニ巰基-I-丙醇中的任ー種，其用量為所述單體混合物總質量的O. 01 O. 1% ； 所述PH調節劑為氨水，將所述聚合物的pH值調節為6. 5 7. 5 ; 所述水性助劑包括水性潤濕劑、水性消泡劑和水性防腐劑； 所述水性潤濕劑選用氰特公司的OT-75或迪高公司的DO-75，其用量為不包含水性助劑自身質量的乳液聚合物總質量的O. I O. 5% ； 所述水性消泡劑選用羅地亞公司的DF691或科寧公司的WBA，其用量為不包含水性助劑自身質量的乳液聚合物總質量的O. I O. 5% ； 所述水性防腐劑選用羅門哈斯的卡松或舒美公司的A-26，其用量為不包含水性助劑自身質量的乳液聚合物總質量的O. I O. 5%。
4.根據權利要求3所述的水性煙包鐳射轉移膠，其特征在干，該水性丙烯酸乳液聚合物的平均分子量為30 100萬，該水性丙烯酸乳液聚合物的玻璃化轉變溫度為-15 +15。。。
5.根據權利要求4所述的水性煙包鐳射轉移膠，其特征在干，該水性丙烯酸乳液聚合物的平均分子量為50 90萬，該水性丙烯酸乳液聚合物的玻璃化轉變溫度為ー 5 +IO0C0
6.一種權利要求I至5任一項所述的水性煙包鐳射轉移膠的制備方法，其特征在于，包括步驟 按上述水性煙包鐳射轉移膠的配方取各原料； A、向乳化釜中投入占去離子水總重量40 50%的去離子水、乳化劑、単體、鏈轉移劑，開動攪拌進行不低于30分鐘的乳化得到預乳化液； B、向聚合反應釜中投入占去離子水總重量40 45%的去離子水，開動攪拌并升溫，當溫度到達75°C時，投入5 10wt%的上述步驟A制得的預乳化液到聚合反應釜中，加入占引發劑總重量40 50%的引發劑，所述引發劑用去離子水配成約10%質量濃度的溶液，反應10 20分鐘； C、將剩余的引發劑加入到步驟A所述乳化釜中，與所述乳化釜中的預乳化液一起混合5 10分鐘；當步驟B反應結束后，溫度穩定在80°C時，開始將所述乳化釜的預乳化液向聚合反應釜中滴加，在3 4小時內滴完，然后升溫到83 85°C繼續保溫反應I 2小時；D、保溫反應結束后，將聚合反應釜溫 度下降到50°C，加入pH調節劑，將聚合反應釜內反應體系的PH值調為6. 5 7. 5，補加剩余的去離子水； 取樣測試乳液的粘度為100 300cps、固含量為45 55%，則為合格，之后加入各種水性助劑，繼續降溫到40°C以下，過濾出料，即得到該水性煙包鐳射轉移膠。
全文摘要
本發明公開了一種水性煙包鐳射轉移膠及其制備方法，包括固含量45～55wt%的水性丙烯酸乳液聚合物，聚合物由丙烯酸C2-C4烷基酯單體和甲基丙烯酸C1-C4烷基酯單體丙烯酸單體混合物在去離子水、乳化劑、引發劑、鏈轉移劑、pH調節劑、水性助劑作用下共聚而成。該膠粘劑粘接力強，能將塑料膜基材上的鐳射鍍鋁層向紙面完全轉移，不會脫落、耐折性好，并且不含有機溶劑、殘留單體量低、不含鄰苯二甲酸酯類增塑劑，不含甲醛。
文檔編號C08F220/18GK102838952SQ201210337529
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者陳小鋒, 沈峰, 鄧煜東 申請人:北京高盟新材料股份有限公司