将面临环保跟性能双重的挑战的是处于软包装领域的水性胶黏剂的应用,因挥发性有机物问题而受到特别严格的限制的是那传统的溶剂型产品,一种用于杂化的乳液的制备办法及其优势将会在下面被尤为详细地就此展开相关介绍,这种乳液呢是聚氨酯或丙烯酸酯 的类别 。
原料选择与配比设计
在制备期间,选用异佛尔酮二异氰酸酯当做硬段材料,这种材料的分子构成能够增强胶膜机械强度,通过聚乙二醇以及二羟甲基丙酸一起来提供柔性链段,其中的二羟甲基丙酸所引入的羧基为后续进行的中和 reaction 奠定基础,又必须精准把控对丙酮这种溶剂加入百分之三十的量,加入过量就会让后面的乳化 job 难度增大,加入过少则会对反应一致性构成坏的影响。
将反应基团摩尔比设定为NCO 与 OH 比值的 1.2:1这种情况,以此确保会预聚体形成适度交联网络情形。二羟甲基丙酸所提供的羟基存在占比达 25%般现状,此便用于那般对乳液稳定性展开起关键作用层面上。对于扩链阶段的那种使用肼来当作反应剂方面,其添加量属于异氰酸酯摩尔数情况里头是那个 10%,发生过少情况还会致使出现分子量不足态势。
预聚体合成工艺
让反应温度保持在90℃,且持续3.5小时,运用二月桂酸二正丁基锡催化剂去加快反应进程。借助正丁胺法来实时监测NCO值的变化,一旦测定值抵达理论计算值,就马上停止加热。把温度降低到50℃之后,添加肼来进行扩链,这般温度既能确保反应速率,又能够防止副反应出现。
在中和阶段,加入三乙胺使其与二羟甲基丙酸的量为等摩尔,让羧基发生离子化从而形成亲水基团。接着,往其中加水把固含量调配至40%,这时乳液呈现出典型的蓝光现象据此证明粒子尺寸达到了纳米级别的程度。而整个过程都要严格凭借规定去拿捏搅拌速度,切不可产生气泡要有严格要求不准引发气泡。
丙烯酸酯组分配置
甲基丙烯酸甲酯跟丙烯酸丁酯按一比一比例构成共聚单体主体,前者用以提供硬度,后者用来赋予柔韧性。丙烯酸、乙酰乙酰基。甲基丙烯酸乙酯作为功能单体,分别去引交联位点以及反应性基团。 乳化剂是十二烷基化铝氧喹在用量乃0.6 的情况,其还算是能够在液滴表面这边面能够去构建出稳定双电层这般层样,其中这层样表现出相应相应表质。
对用于实现梯度聚合的两部分划分——30%配比与70%配比的预乳液构建,引发剂在过硫酸钾于70℃条件下因分解而成自由基,碳酸钠缓冲剂对体系pH作用以致稳定,水相按占比38.75%来充分维持乳化,全部要经过高速剪切预乳化予以处理的所有组分。
杂化乳液制备过程
于70℃的环境里,先对聚氨酯乳液以及30%的丙烯酸酯预乳液予以混合,进而构造出核壳结构的基础。将剩余70%的预乳液,以每分钟1mL的速率进行缓慢滴加,这样的操作能够管制聚合放热的情况,以此避免爆聚现象的出现。等到滴加结束之后,再把温度提升至90℃,并进行1小时的熟化,从而让未发生反应的单体,可以充分地进行聚合。
冷却之后,运用25%的氨水把pH调节至8.5之处 氨离子跟羧基相互结合 将体系稳定性予以增强 最终所获取的杂化乳液 同时具备聚氨酯的韧性以及丙烯酸酯的耐候性 乳液粒径分布在80至150纳米的范围当中 。
水性胶黏剂成品调制
把杂化乳液稀释到固含量为百分之三十五,这样的浓度既要保证涂布时有流动性,又能防止干燥速度过慢。每一百克乳液当中添加零点三克的异噻唑啉酮防霉剂,能非常有效地去防止微生物出现滋生情况。德国毕克零二零消泡剂的使用量占比为百分之零点五,其作用是清除因搅拌而产生的微小气泡 。
所制成的成品,其粘度被控制在两千MPa·s到三千这个范围之内适宜于高速涂布这一设备,对于聚乙烯这种薄膜的剥离强度能够可达每十五毫米八N,水性的产品在首次的时候就达到了溶剂型的那种胶黏剂的粘接水准 。
应用优势与发展前景
该胶黏剂,于食品包装袋复合实验里,展现出极为出色的表现。经过120℃热固化之后,并未出现脱层的状况。其VOC含量,低于50g/L,相符欧盟REACH环保标准。相较传统产品,生产成本降低了大概15%,且在生产过程时无有毒气体排放。
现在,这项技术于东部地区的好多家包装企业已经开始投入使用,往后会延续到用于医疗的包装这个领域。凭借调节丙烯酸酯的占比,也能够研制出符合金属包装使用的特殊的胶黏剂 。
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