纸-塑黏结用水性胶黏剂研究及应用

摘要

水性VAE乳液胶黏剂以其环保、黏结性能优异、成本适中等优势发展迅速，特别在快速包装方面具有不可替代的地位，但是对非极性材料的黏结性能、高温黏结性能难以满足使用要求。本论文通过自制自交联醋丙乳液改性VAE乳液胶黏剂提升其黏结性能，并将其应用于全自动天地盖制盒机上，为实际生产奠定基础。本论文研究内容如下：　　1、自交联醋丙乳液的合成及性能表征：通过红外光谱分析得到VAc、MMA、BA、EHA、MAA、DAAM都参与到聚合反应中， DAAM/ADH交联反应中生成的腙基在1650.3 cm-1的特征吸收峰明显，DAAM/ADH交联体系在乳胶粒之间发生交联，使得自交联醋丙乳液的Tg提升了10%；随着复合乳化剂用量的增加，单体转化率逐步增加，凝胶率逐渐减小，当w复合乳化剂用量≥4%时，单体转化率变化不大，无凝胶。乳化剂用量少时，单体预乳化阶段效果不好，聚合过程中容易发生均聚反应，产生一定的凝胶，粘度也比较大，综合得到w复合乳化剂用量=4%较优；复合乳化剂提升了单体转化率，体现出协效作用，都达到99.0%以上，其中 OP-10:SDS:SR-10=2:1:1、OP-10:SDS:ER-10=1:2:1两种复配比例单体转化率达到99.7%，满足行业标准残留单体量≤0.5%的要求；随着DAAM用量的增加，乳胶膜交联度先增大再减小，吸水率先减小再增大，剥离强度先增大再减小。DAAM用量对乳液的粒径、乳液外观、单体转化率影响不大，但是当wDAAM＞5%时，乳液的粘度、贮存稳定性、凝胶率发生明显变化。综合考虑wDAAM=5%较优；随着m软单体：m硬单体的比例下降，乳液的玻璃化转变温度逐渐升高，对ABS塑料板的接触角逐渐减小，乳胶膜剥离强度先增大后减小，m软单体：m硬单体=45:45时剥离强度为13.6N/cm，综合确定m软单体：m硬单体=45:45为最优。　　2、纸塑黏结用水性胶黏剂制备及应用：通过热力学判据分析、傅里叶红外光谱分析、DSC分析得到，丙烯酸酯乳液与VAE乳液能够互溶。采用醋丙乳液共混改性的VAE乳液8010、920对ABS塑料板的接触角明显降低，提升了其润湿性；不同类型的VAE乳液胶黏剂综合性能从高到低依次为：8010基＞EAF68基＞920基＞707K基。707K基粘接头以界面失效为主，920基主要以内聚不足失效为主，其他为混合失效。通过正交实验分析，随着醋丙乳液的占比的增加，黏结性能得到改善，醋丙乳液占比为20%时，黏结性能最优；通过自交联醋丙乳液改性的VAE乳液胶黏剂在全自动天地盖制盒机中应用，探究出m8010：m920=50:20时胶黏剂效果最佳，一次成型合格率为93%、低温测试合格率为95%、高温测试合格率为91%，基本上满足实际使用要求。确定出适用于生产的水性胶黏剂配方。

目录

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第一章 绪论

1.1 纸塑黏结用胶黏剂

1.1.1 纸塑黏结概述

1.2 制备纸塑黏结用水性胶黏剂常用原料

1.2.1 水性树脂

1.2.2 水性增粘乳液

1.2.3 水性助剂

1.3 丙烯酸酯乳液研究进展

1.3.1丙烯酸酯乳液共聚改性研究进展

1.3.2 自交联丙烯酸酯乳液研究进展

1.4 快速包装

1.4.1 全自动天地盖制盒机简介

1.4.2 快速包装用胶黏剂发展状况

1.5 课题研究目的及意义

2.1 实验原料及试剂

2.2 实验设备及仪器

2.3.1 乳液性能测试

2.3.2 乳胶膜性能测试

2.3.3 水性胶黏剂性能测试

第三章 自交联醋丙乳液的合成及性能表征

3.1 实验部分

3.1.1 配方设计

3.1.2 预乳液制备

3.1.3 自交联醋丙乳液的制备

3.1.4 乳胶膜的制备

3.1.5 自交联醋丙乳液合成工艺

3.2 结果与讨论

3.2.1 复合乳化剂的影响

3.2.2 DAAM用量的影响

3.2.3 软硬单体配比的影响

3.2.4 DAAM/ADH交联反应分析

3.3 本章小结

第四章 纸-塑黏结用水性胶黏剂制备及应用

4.1 实验

4.1.1 配方设计

4.1.2 水性胶黏剂的制备

4.2 结果与讨论

4.2.1 共混效果分析

4.2.2 VAE乳液胶黏剂的黏结性能分析

4.2.3 醋丙乳液改性VAE乳液胶黏剂的黏结性能研究

4.2.4自交联醋丙乳液改性的VAE乳液胶黏剂在全自动天地盖制盒机中应用

4.3 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的研究成果