可降解环保胶带

技术领域

本发明涉及胶带制备技术领域，具体涉及可降解环保胶带。

背景技术

胶带根据基材的不同，可划分为BOPP胶带、牛皮纸胶带、布基胶带、美纹胶带、PET胶带、PVC胶带、PE泡绵胶带等。现阶段领域内的环境保护胶带关键有美纹纸胶带、牛皮纸胶带、可降解胶带、绿色植物基胶带和纤维素胶带等。

胶带在工业领域和生活领域中广泛的应用，特别是以OPP为基材的封箱胶带(俗称透明胶带)生产量与使用量全世界最大，几乎占了80-90％的胶带生产量，人们在日常各个领域使用也最为普遍；绿色植物基胶带，基材原材料应用源于花草树木的纤维素，原料木桨纤维素多，抗压强度高，但原料价格贵，生产工艺流程全过程繁杂，造成成本费非常高；纸胶带的基材自身延展性差、扯断力达不到规范规定，对基材原料改性后造价较高；聚乳酸为基材的降解胶带扯断力弱。

作为以化工原料为基材的胶带，如PE、OPP、PVC、PET等胶带，如果不经过专门的危废处理工序，直接将其丢弃后，在土壤与水源中自然分解的情况下，需要几十年甚至几百年时间才能进行降解。随着工业化的不断发展，造成全球严重的土壤、水源、气体等污染问题。

发明内容

本发明的目的在于提供可降解环保胶带，解决以下技术问题：

现有技术中胶带材料自然分解速度慢。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

可降解环保胶带，所述胶带包括依次设置的胶水层、底涂层、基材层；

所述胶水层为胶粘剂涂布在底涂层表面得到，所述胶粘剂包括如下重量百分比的原料：20-25％改性天然橡胶、40-60％溶剂、0.1-0.3％防老剂、0-0.2％抗氧化剂、10-22％天然树脂、1-2％石油树脂、1-2％白矿油、0.1-0.4％助剂。

作为本发明的进一步方案：胶粘剂的制备方法包括如下步骤：

将改性天然橡胶和二分之一的溶剂加入打胶机中，依次加入防老剂、抗氧化剂，搅拌均匀，继续加入天然树脂，搅拌均匀，投入石油树脂，搅拌均匀，投入白矿油和助剂，搅拌均匀，最后投入剩余溶剂，搅拌均匀至外观呈淡黄色，得到胶粘剂。

作为本发明的进一步方案：所述改性天然橡胶的制备方法包括步骤：

(1)将天然橡胶、马来酸酐加入反应器中，机械搅拌均匀，加入过氧化二异丙苯，升温至100-110℃，保温反应3-6h，得到组分一；

(2)将组分一和1,8-辛二醇加入反应瓶中，加入钛酸正丁酯、二甲苯，升温反应，旋蒸除溶，得到改性天然橡胶。

作为本发明的进一步方案：步骤(1)中天然橡胶：马来酸酐：过氧化二异丙苯的质量比为100：5-10：0.1-0.75。

作为本发明的进一步方案：步骤(2)中组分一：1,8-辛二醇：钛酸正丁酯：二甲苯的质量比为100：5-15：1-2：200-300。

作为本发明的进一步方案：步骤(2)中升温至150-170℃，保温反应9-12h。

作为本发明的进一步方案：所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯中的任一种。

作为本发明的进一步方案：所述防老剂为橡胶防老剂RD。

作为本发明的进一步方案：所述抗氧化剂为抗氧化剂1010

作为本发明的进一步方案：所述天然树脂为萜烯树脂T100。

作为本发明的进一步方案：所述石油树脂为C5石油树脂。

作为本发明的进一步方案：所述白矿油为15#白矿油。

作为本发明的进一步方案：所述助剂为钛白粉。

作为本发明的进一步方案：所述底涂层为油墨涂布在基材层表面得到，所述油墨包括如下重量百分比的原料：60％-70％聚合树脂、颜料10-20％、余量为挥发性溶剂。

作为本发明的进一步方案：所述聚合树脂为质量比2:3-6:1-2的聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂混合得到。

作为本发明的进一步方案：所述挥发性溶剂为正丙酯、异丙醇中的任何一种。

作为本发明的进一步方案：所述基材层为再生纤维素膜，所述再生纤维素膜包括如下重量百分比的原料：6.0-10.0％水、9.0-24.0％软化剂、70-85％木桨。

作为本发明的进一步方案：所述软化剂为谷胱甘肽、甲硫氨酸、胱氨酸、L-半胱氨酸、乙醇胺、氢氧化钠中的任一种。

本发明的有益效果：

(1)本申请将改性天然橡胶添加在胶粘剂中，改善现有技术中胶粘剂难降解的问题，而且本申请对天然橡胶进行改性，在首先利用马来酸酐接枝天然橡胶得到组分一，在天然橡胶链上接枝羧基，并利用羧基和1,8-辛二醇的羟基反应，将1,8-辛二醇接枝在天然橡胶链上，使橡胶分子链之间的路距增大，降低天然橡胶分子链之间的相互作用，有利于链段和整个分子链的运动，降低天然橡胶的玻璃化温度，改善胶粘剂的低温性能，有效避免天然橡胶在较低环境中结晶，导致分子链高度定向排列使橡胶弹性下降的问题，扩展胶带使用温度范围。

(2)本发明制备的可降解胶带包括依次设置的胶水层、底涂层、基材层，基材层为再生纤维素膜，相对于现有技术中的PE、OPP、PVC、PET等胶带，具有优良的可降解性能。本申请在基材层表面涂覆水性油墨得到底涂层，本申请以聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、颜料为原料，添加挥发性溶剂制备的油墨涂覆在基材层表面得到底涂层，本申请制备的底涂层，实现胶带防水防潮、防静电的效果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

基材层为再生纤维素膜，包括如下重量百分比的原料：10.0％水、9.0％氢氧化钠、81％木桨。

所述底涂层为水性油墨涂布在基材层表面得到，所述油墨包括如下重量百分比的原料：20％聚氨酯树脂、30％丙烯酸树脂、10％聚酰胺树脂、颜料10％、30％异丙醇。

实施例2

改性天然橡胶的制备方法包括步骤：

(1)将100g天然橡胶、5g马来酸酐加入反应器中，机械搅拌均匀，加入0.1g过氧化二异丙苯，升温至100℃，保温反应3h，得到组分一；

(2)将100g组分一和5g 1,8-辛二醇加入反应瓶中，加入1g钛酸正丁酯、200g二甲苯，升温至150℃，保温反应9h，旋蒸除溶，得到改性天然橡胶。

实施例3

改性天然橡胶的制备方法包括步骤：

(1)将100g天然橡胶、7g马来酸酐加入反应器中，机械搅拌均匀，加入0.5g过氧化二异丙苯，升温至100℃，保温反应3h，得到组分一；

(2)将100g组分一和10g 1,8-辛二醇加入反应瓶中，加入1.5g钛酸正丁酯、250g二甲苯，升温至160℃，保温反应9h，旋蒸除溶，得到改性天然橡胶。

实施例4

改性天然橡胶的制备方法包括步骤：

(1)将100g天然橡胶、10g马来酸酐加入反应器中，机械搅拌均匀，加入0.75g过氧化二异丙苯，升温至110℃，保温反应6h，得到组分一；

(2)将100g组分一和15g 1,8-辛二醇加入反应瓶中，加入2g钛酸正丁酯、300g二甲苯，升温至170℃，保温反应9-12h，旋蒸除溶，得到改性天然橡胶。

实施例5

胶粘剂的制备方法包括如下步骤：

将40g实施例2制备的改性天然橡胶和50g二甲苯加入打胶机中，依次加入0.5g橡胶防老剂RD、0.2g抗氧化剂1010，搅拌均匀，继续加入30g萜烯树脂T100，搅拌均匀，投入3gC5石油树脂，搅拌均匀，投入3g15#白矿油和0.5g钛白粉，搅拌均匀，最后投入50g二甲苯，搅拌均匀至外观呈淡黄色，得到胶粘剂。

实施例6

胶粘剂的制备方法包括如下步骤：

将40g实施例3制备的改性天然橡胶和50g二甲苯加入打胶机中，依次加入0.5g橡胶防老剂RD、0.2g抗氧化剂1010，搅拌均匀，继续加入30g萜烯树脂T100，搅拌均匀，投入3gC5石油树脂，搅拌均匀，投入3g15#白矿油和0.5g钛白粉，搅拌均匀，最后投入50g二甲苯，搅拌均匀至外观呈淡黄色，得到胶粘剂。

实施例7

胶粘剂的制备方法包括如下步骤：

将40g实施例4制备的改性天然橡胶和50g二甲苯加入打胶机中，依次加入0.5g橡胶防老剂RD、0.2g抗氧化剂1010，搅拌均匀，继续加入30g萜烯树脂T100，搅拌均匀，投入3gC5石油树脂，搅拌均匀，投入3g15#白矿油和0.5g钛白粉，搅拌均匀，最后投入50g二甲苯，搅拌均匀至外观呈淡黄色，得到胶粘剂。

实施例8

可降解胶带，包括依次设置的胶水层、底涂层、基材层；所述基材层由实施例1制备的再生纤维素膜制备得到，所述底涂层由实施例1制备的油墨涂布在上述制备的基材层表面得到；所述胶水层，由实施例5制备的胶粘剂涂覆在底涂层表面得到。

实施例9

可降解胶带，与实施例8相比仅将使用的实施例5制备的胶粘剂等量替换成实施例6制备的胶粘剂，其余组分和步骤完全一致。

实施例10

可降解胶带，与实施例8相比仅将使用的实施例5制备的胶粘剂等量替换成实施例7制备的胶粘剂，其余组分和步骤完全一致。

对比例1

改性天然橡胶的制备方法包括步骤：

将100g天然橡胶、5g马来酸酐加入反应器中，机械搅拌均匀，加入0.1g过氧化二异丙苯，升温至100℃，保温反应3h，得到改性天然橡胶。

对比例2

改性天然橡胶的制备方法包括步骤：

将100g天然橡胶、和5g 1,8-辛二醇加入反应瓶中，加入1g钛酸正丁酯、200g二甲苯，升温至150℃，保温反应9h，旋蒸除溶，得到改性天然橡胶。

对比例3

胶粘剂的制备方法包括如下步骤：

将40g对比例1制备的改性天然橡胶和50g二甲苯加入打胶机中，依次加入0.5g橡胶防老剂RD、0.2g抗氧化剂1010，搅拌均匀，继续加入30g萜烯树脂T100，搅拌均匀，投入3gC5石油树脂，搅拌均匀，投入3g15#白矿油和0.5g钛白粉，搅拌均匀，最后投入50g二甲苯，搅拌均匀至外观呈淡黄色，得到胶粘剂。

对比例4

胶粘剂的制备方法包括如下步骤：

将40g对比例2制备的改性天然橡胶和50g二甲苯加入打胶机中，依次加入0.5g橡胶防老剂RD、0.2g抗氧化剂1010，搅拌均匀，继续加入30g萜烯树脂T100，搅拌均匀，投入3gC5石油树脂，搅拌均匀，投入3g15#白矿油和0.5g钛白粉，搅拌均匀，最后投入50g二甲苯，搅拌均匀至外观呈淡黄色，得到胶粘剂。

对比例5

可降解胶带，与实施例8相比仅将使用的实施例5制备的胶粘剂等量替换成对比例3制备的胶粘剂，其余组分和步骤完全一致。

对比例6

可降解胶带，与实施例8相比仅将使用的实施例5制备的胶粘剂等量替换成对比例4制备的胶粘剂，其余组分和步骤完全一致。

对比例7

可降解胶带，与实施例8相比仅将使用的实施例5制备的胶粘剂等量替换成实施例5中的天然橡胶，其余组分和步骤完全一致。

性能检测

(1)剥离强度：参考GB/T 2791-1995《胶黏剂剥离强度实验方法》，检测结果见表1；

(2)持粘性能：参考GB/T 4851-2014《胶粘带持粘性的实验方法》，检测结果见表1；

表1：实施例8-10、对比例5-7胶带性能

由表1可知，本申请制备的胶带不仅具有良好的可降解性能，而且在低温环境中依旧保持优良的剥离强度和持粘性。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。