彩色纸板罩光用丙烯酸酯胶粘剂的合成

1 　前言
丙烯酸酯胶粘剂具有较高的粘接性,其胶膜柔韧性好、并具有良好的色泽和光亮度,保色保光性优异,同时还具有防水、防污、耐磨等作用,被广泛应用于制品印刷业和包装业中。在印刷业中,利用胶粘剂把塑料薄膜(如PVC) 与纸品复合在一起可使印刷品表面更光亮、平滑,色泽更鲜亮,提高了印刷品的艺术效果和保护功能;在包装业中,先在彩印纸板上涂覆一层胶粘剂,然后将需包装的商品(如电池、小五金、玩具等) 放在纸板上,罩上薄膜(如PVC) 经热压,可形成封闭的透明包装。目前,用于复膜的丙烯酸酯胶粘剂有溶剂型和乳液型两大类。由于乳液型胶粘剂胶膜干燥速度慢,生产效率低,从而使其应用受到限制。本文以丙烯酸酯类单体为主要成分,通过与其他单体共聚合成了溶剂型复膜胶粘剂。该胶具有干燥速度快,粘接力强等特点。

2 　实验部分
2. 1 　主要原料

2. 2 　聚合工艺
将部分丙烯酸和适量混合溶剂加入到三口瓶中,升温至80 ℃,开始滴加所有的单体(除丙烯酸外) 和占单体总量2 %的偶氮二异丁腈引发剂,滴加2 h 后,将剩余的丙烯酸与未滴加完的单体混合并一起滴加,滴加时间约3 h 。滴加完毕后,每隔1 h 补充适量的引发剂以提高单体的转化率,反应5 h 后停止,将残余单体蒸馏除掉。
2. 3 　性能测试
粘度　用NDJ – 1 旋转式粘度计测定;
固含量　按质量法测定;
转化率　转化率= W2/ W1·C 　其中W1 为所取溶液质量, W2 为烘干后固体质量, C 为单体质量分数;
粘接强度　将胶粘剂均匀地涂在纸板上,待溶剂全部挥发后,罩上PVC 薄膜于70～80 ℃热压成型,根据纸- 塑剥离状态检验其粘接强度。

3 　结果与讨论
3. 1 　单体种类及配比对胶粘剂性能的影响
单体种类及配比对胶粘剂性能的影响见表1。

　由表1 可见,共聚物中增加苯乙烯(St ) 结构单元,粘接强度会降低,同时由于变色基团芳香环的存在,会导致胶粘剂变黄。经选择,采用表1 中序号4 的单体种类和配比合成的胶粘剂可满足使用要求。

3. 2 　聚合工艺对丙烯酸酯胶粘剂性能的影响
本试验采用2 种不同工艺来合成丙烯酸树脂:A 　将丙烯酸和其他单体总量的1/ 3 先加入到反应瓶中,反应至无回流时再滴加剩余的单体;B 　将丙烯酸用量的1/ 3 先加入到反应瓶中,然后滴加其他所有单体,滴加2 h 后,将剩余的丙烯酸随同未滴加完的其他单体一起滴加。2 种不同工艺所得实验结果分别为:A 工艺　胶粘剂粘度为500 mPa·s ,粘接强度较低;B 工艺　粘度为1 800 mPa·s ,粘接强度高。由此可见,采用B 方式合成的胶粘剂性能较好。这是因为各种共聚单体具有不同的竞聚率,反应速率不同,导致分子质量分布也不同。为了在原料单体配比改变不大的情况下,达到生成的共聚物组成比较均匀的目的,竞聚率高、反应活性大的单体采用分批补加的方式,可获得分子质量分布窄的共聚物。

3. 3 　引发剂种类及用量对丙烯酸树脂合成的影响
油溶性聚合体系常选用的引发剂为偶氮二异丁腈和过氧化物2 类。由于过氧化物类引发剂易发生诱导分解,降低引发效率,故本试验选择偶氮二异丁腈为引发剂。引发剂用量是决定聚合速率和分子质量的重要因素。随着引发剂用量的增大,聚合速率加快,单体转化率提高,但合成树脂的分子质量降低。通常引发剂用量为单体量的0. 2 %～0. 4 % ,但是由于本合成体系为溶剂聚合,溶剂的笼蔽效应导致引发效率降低,因而引发剂用量应适当增加。表2 反映了引发剂用量(占单体量的百分数) 对转化率的影响。
表2 　引发剂用量对转化率的影响

　由表2 可见,随着反应的进行,不断补充引发剂的量,可提高单体的转化率。但当反应进行7 h后,再增加引发剂的用量意义不大。