[发明专利]涂布纸涂料用粘合剂及其制备方法

说明书

本发明涉及涂布纸涂料用粘合剂及其制备方法，属于化工粘合剂技术领域。

涂布纸涂料用粘合剂已由蛋白质类，纤维素类等天然粘合剂向合成粘合剂转变。在三大合成粘合剂即：羧基丁苯乳液、聚醋酸乙烯酯乳液和丙烯酸酯乳液中，丙烯酸酯乳液具有更加优良的性能：具有优良的粘结强度，油墨吸收性、印刷光泽度、表面平滑度等；其印刷适性几乎不受涂布量的影响；具有很强的耐热、耐光和抗氧化降解等特性。随着石油化工的发展，丙烯酸酯类单体的成本逐渐下降，这使丙烯酸酯乳液的发展非常迅速，大有取代目前通用的羧基丁苯乳液的趋势。但上述粘合剂仍难以满足涂布纸发展的更高要求，目前我国所用的高档涂布纸大量依赖进口，研究及开发高档涂布纸用粘合剂，已是大势所趋。因此本粘合剂的研制和应用被列入国家科委“九五”攻关课题。

丙烯酸酯乳液尽管有许多优点，但仍存在着不耐低温、热粘冷脆、耐水性较差等缺点。为此人们在丙烯酸酯乳液的改性方面做了大量的研究工作，其中对聚氨酯改性丙烯酸酯乳液和有机硅改性丙烯酸酯乳液的研究较多。有机硅改性丙烯酸酯乳液，可显著地改进丙烯酸酯乳液不耐低温的缺点，另外，由于有机硅材料极性小，疏水性强，又可提高丙烯酸酯的耐水性。将有机硅改性的丙烯酸酯乳液用作涂布纸涂料粘合剂，涂布纸的光泽度明显提高，但印刷表面强度却大大下降。聚氨酯水分散体是一种粘合力很强的粘合剂，具有优越的弹性，耐磨性及抗低温性等优异的性能，用聚氨酯对丙烯酸酯乳液进行交联共聚改性，极大地提高了丙烯酸酯乳液的粘结力和膜的机械性能。将这种粘合剂用于涂布纸上，大大地改善了涂布纸的印刷表面强度，缺点是光泽度下降明显。

本发明的目的在于，克服已有技术的缺点，提供一种综合性能优异的涂布纸涂料用粘合剂及其制备方法。

本发明的涂布纸涂料用粘合剂是由以下组份组成，配比为重量百分比。

有机硅改性丙烯酸酯乳液L₁                      40～60％

聚氨酯水分散体L₂                              40～60％

上述L₁中聚合物分子含醛或酮羰基活性基团，L₂中聚合物分子含酰肼基活性基团。

上述L₁含活性基团的有机硅改性丙烯酸酯乳液是由下述方法获得的：

含羟基的乙烯基单体、含醛或酮羰基的乙烯基单体、八甲基环四硅氧烷(D₄)与丙烯酸酯类单体等混合后，进行乳液聚合，即得到L₁。含醛或酮羰基的乙烯基单体作为官能单体，可以向丙烯酸酯聚合物分子中引入醛或酮羰基，含醛或酮羰基的乙烯基单体可以是双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、丙烯醛、甲基乙烯基酮、甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇酯(AAEM)或丙烯酸乙酰乙酸乙二醇酯等。含羟基的乙烯基单体作为接枝剂，可以使八甲基环四硅氧烷与丙烯酸酯聚合物发生接枝反应，含羟基的乙烯基单体可以是丙烯酸β-羟乙酯(HEA)、丙烯酸β-羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酸β-羟乙酯或甲基丙烯酸β-羟丙酯。L₁反应式如下：n为整数，R为-H，-CH₃，-C₂H₅，-C₄H_9-n，

上述L₂含活性基团的聚氨酯水分散体是将含肼的水溶液分散到聚氨酯预聚体中，在聚氨酯分子的末端引入酰肼基。反应简式如下：

L₁与L₂按比例组成混合物，在实际应用时，在成膜过程中随着水分的挥发，醛或酮羰基与酰肼基脱水缩合，两种聚合物之间发生交联反应，该反应在室温下就能进行。

本发明的涂布纸涂料用粘合剂制备方法，在L₁的制备中除前述的各成分外，还需加少量表面活性剂，如十二烷基硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚，PH调节剂，如焦磷酸钠，以及自由基引发剂，如过硫酸钾。

具体制备方法如下：

一、L₁的制备

          原料                        配比(重量份)A组分         蒸馏水                      20～60

          壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)     0.4～2.0

          十二烷基硫酸钠              0.1～0.8