一种防水纸袋胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种防水纸袋胶及其制备方法。

背景技术

由于环保、节能、安全、高速化的生产要求，现有纸袋快速化生产已经成为世界发展的潮流。相比塑料袋，纸袋子的生产原料是树木，是一种可再生资源，同时其本身也具有可降解和可回收利用的特点，因此受到广泛的应用。但是普通的纸袋湿水后，容易发生破裂，不具备防水性能。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种防水纸袋胶，其能使纸袋具备良好的防水性能。

本发明的第二目的在于提供一种防水纸袋胶的制备方法，该制备方法简单，适合批量化工业生产。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：

一种防水纸袋胶，包括如下重量份的原料：

其中，所述有机硅单体为八甲基环四硅氧烷、乙烯基环四硅氧烷、乙烯基三氯硅烷按质量比为1-3:2-5:1组成的混合有机硅单体。

其中，所述乳化剂为乳化剂OP-10、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种。

其中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化月桂酰、过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。

其中，所述有机溶剂为异丙醇、乙醇、甲醇中的至少一种。

其中，所述丙烯酸为2个低TG点丙烯酸。

其中，所述酸可以为甲酸、乙酸、盐酸中的至少一种。

上述的防水纸袋胶的制备方法，将丙烯酸、聚氨酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、有机硅单体和引发剂加入有机溶剂中，搅拌均匀，并90-100℃保温1-2h，然后加入乳化剂后搅拌均匀，加入酸，制得防水纸袋胶。

其中，丙烯酸、聚氨酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、有机硅单体和引发剂加入有机溶剂中时的搅拌速度为800-1400r/min，搅拌1-2h。

其中，加入乳化剂时的搅拌速度为600-800r/min，搅拌2-3h。

本发明的有益效果在于：

本发明通过采用上述组分进行复配，并严格控制各组分的量制备纸袋胶，制得的纸袋胶涂布于纸面成膜后，可以使纸袋具备防水性能、提高纸袋韧性和耐破度及耐候性。

本发明采用具有耐油、耐磨、耐低温、耐老化性能的聚氨酯与丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、有机硅单体和其他助剂进行复配作为防水纸袋胶基体，丙烯腈可提高聚合物的抗热和剪切性能，丙烯腈、丙烯酸和苯乙烯按上述重量份数进行复配能提高聚合物的稳定性和防水性能。甲基丙烯酸二甲胺基乙酯在酸的作用下转变为铵盐使聚合物带正电荷，当采用上述重量份数的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯时，可以更好的提高聚合物的防水性能，因为纸袋中的纸纤维带负电荷，带正电荷的阳离子聚合物可吸附到带负电荷的纤维表面实现留着，从而起到防水作用，当甲基丙烯酸二甲胺基乙酯含量过多和过少时，均会影响聚合物的防水性能。本发明通过添加有机硅单体，有机硅单体能与甲基丙烯酸二甲胺基乙酯形成具有微交联结构的聚合物，有利于进一步提高聚合物的拉伸强度、延伸率、耐玷污性和防水耐水性能，进而使本发明的纸袋胶涂覆于纸面上后，能有效提高纸袋的防水耐水性能，以及韧性和耐破性，使纸袋不易破裂。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明的描述中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本发明的描述中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

需要理解的是，本发明实施例中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明公开的范围之内。具体地，本发明实施例中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

另外，除非上下文另外明确地使用，否则词的单数形式的表达应被理解为包含该词的复数形式。术语“包括”或“具有”旨在指定特征、数量、步骤、操作、元件、部分或者其组合的存在，但不用于排除存在或可能添加一个或多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、部分或者其组合。

本发明实施例提供了一种防水纸袋胶，其包括如下重量份的原料：

本发明通过采用上述组分进行复配，并严格控制各组分的量制备纸袋胶，制得的纸袋胶涂布于纸面成膜后，可以使纸袋具备防水性能、提高纸袋韧性和耐破度。

本发明采用具有耐油、耐磨、耐低温、耐老化性能的聚氨酯与丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、有机硅单体和其他助剂进行复配作为防水纸袋胶基体，丙烯腈可提高聚合物的抗热和剪切性能，丙烯腈、丙烯酸和苯乙烯按上述重量份数进行复配能提高聚合物的稳定性和防水性能。甲基丙烯酸二甲胺基乙酯在酸的作用下转变为铵盐使聚合物带正电荷，当采用上述重量份数的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯时，可以更好的提高聚合物的防水性能，因为纸袋中的纸纤维带负电荷，带正电荷的阳离子聚合物可吸附到带负电荷的纤维表面实现留着，从而起到防水作用，当甲基丙烯酸二甲胺基乙酯含量过多和过少时，均会影响聚合物的防水性能。本发明通过添加有机硅单体，有机硅单体能与甲基丙烯酸二甲胺基乙酯形成具有微交联结构的聚合物，有利于进一步提高聚合物的拉伸强度、延伸率、耐玷污性和防水耐水性能，进而使本发明的纸袋胶涂覆于纸面上后，能有效提高纸袋的防水耐水性能，以及韧性和耐破性，使纸袋不易破裂。

其中，所述有机硅单体为八甲基环四硅氧烷、乙烯基环四硅氧烷、乙烯基三氯硅烷按质量比为1-3:2-5:1组成的混合有机硅单体。通过采用上述种类的有机硅单体进行复配，更有利于提高聚合物的防水性能和涂层拉伸率，涂覆有本发明纸袋胶的纸袋韧性好，不易破裂，防水性好。当有机硅单体含量过多时，聚合物的交联度太高，会影响聚合物的稳定性和延伸率，影响纸袋胶的性能。

其中，所述乳化剂为乳化剂OP-10、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种。

其中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化月桂酰、过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。上述种类引发剂的添加能有效调节聚合物胶体的粘度，当引发剂的用量过小时，制得的聚合物粘度过大，影响胶体的涂覆性能以及防水性能。

其中，所述有机溶剂为异丙醇、乙醇、甲醇中的至少一种，上述种类的溶剂制得的聚合物粘度较小，聚合物容易在水中乳化，有利于获得稳定性和防水性能良好的乳液。

其中，所述丙烯酸为2个低TG点丙烯酸。

其中，所述酸可以为甲酸、乙酸、盐酸中的至少一种。

本发明实施例还提供上述防水纸袋胶的制备方法，将丙烯酸、聚氨酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、有机硅单体和引发剂加入有机溶剂中，搅拌均匀，并90-100℃保温1-2h，然后加入乳化剂后搅拌均匀，加入酸，制得防水纸袋胶。

本发明的防水纸袋胶制备方法简单，制得的纸袋胶防水性能好，且稳定性好，不易发生沉淀，将其涂覆于纸面上后，可以获得防水性，韧性良好的纸袋。

其中，丙烯酸、聚氨酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、有机硅单体和引发剂加入有机溶剂中时的搅拌速度为800-1400r/min，搅拌1-2h。

其中，加入乳化剂时的搅拌速度为600-800r/min，搅拌2-3h。

为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。

实施例1

一种防水纸袋胶，其包括如下重量份的原料：

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其中，所述有机硅单体为八甲基环四硅氧烷、乙烯基环四硅氧烷、乙烯基三氯硅烷按质量比为1:2:1组成的混合有机硅单体。

其中，所述乳化剂为乳化剂OP-10。

其中，所述引发剂为偶氮二异丁腈。

其中，所述有机溶剂为异丙醇。

其中，所述丙烯酸为2个低TG点丙烯酸。

上述防水纸袋胶的制备方法，包括将丙烯酸、聚氨酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、有机硅单体和引发剂加入有机溶剂中，以800r/min搅拌1h，并90℃条件下保温1h，然后加入乳化剂后以600r/min搅拌2h，加入甲酸，制得防水纸袋胶。

实施例2

一种防水纸袋胶，其包括如下重量份的原料：

其中，所述有机硅单体为八甲基环四硅氧烷、乙烯基环四硅氧烷、乙烯基三氯硅烷按质量比为2:3.5:1组成的混合有机硅单体。

其中，所述乳化剂为乳化剂十二烷基苯磺酸钠。

其中，所述引发剂为偶氮二异庚腈。

其中，所述有机溶剂为乙醇。

其中，所述丙烯酸为2个低TG点丙烯酸。

上述防水纸袋胶的制备方法，包括将丙烯酸、聚氨酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、有机硅单体和引发剂加入有机溶剂中，以1100r/min搅拌1.5h，并95℃条件下保温1.5h，然后加入乳化剂后以700r/min搅拌2.5h，加入甲酸，制得防水纸袋胶。

实施例3

一种防水纸袋胶，其包括如下重量份的原料：

其中，所述有机硅单体为八甲基环四硅氧烷、乙烯基环四硅氧烷、乙烯基三氯硅烷按质量比为3:5:1组成的混合有机硅单体。

其中，所述乳化剂为乳化剂十二烷基硫酸钠。

其中，所述引发剂为过氧化月桂酰。

其中，所述有机溶剂为甲醇。

其中，所述丙烯酸为2个低TG点丙烯酸。

上述防水纸袋胶的制备方法，包括将丙烯酸、聚氨酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、有机硅单体和引发剂加入有机溶剂中，以1400r/min搅拌2h，并100℃条件下保温2h，然后加入乳化剂后以800r/min搅拌3h，加入甲酸，制得防水纸袋胶。

对比例1

一种防水纸袋胶，对比例1的防水纸袋胶与实施例1的区别在于，对比例1的防水纸袋胶不添加有机硅单体，其他配方与制备方法与实施例1的相同，在此不做赘述。

对比例2

一种防水纸袋胶，对比例2与实施例1的区别在于，对比例2的防水纸袋胶不添加甲基丙烯酸二甲胺基乙酯，对比例2的其他配方与制备方法与实施例1的相同，在此不做赘述。

对比例3

一种防水纸袋胶，对比例3与实施例1的区别在于，对比例3的防水纸袋胶不添加聚氨酯，对比例3的其他配方与制备方法与实施例1的相同，在此不做赘述。

性能测试

将实施例1-3及对比例1-3制得的防水纸袋胶分别涂覆至相同生产批次的纸袋内面，干燥后备用

防水测试：在涂覆有防水纸袋胶纸袋内装等质量的水，每天观察纸袋的漏水情况，将实验结果记录于表1中。

气体阻隔测试：向涂覆有防水纸袋胶的纸袋中打气，压力为2kg，然后将袋口进行密封，测试防水纸袋的漏气情况，将实验结果记录于表1中。

表1：防水隔气性测试结果

耐低温测试：将涂覆有防水纸袋胶的纸袋放入-20℃的冷冻柜中，分别测试连续冷冻2小时、连续冷冻4小时、连续冷冻6小时、连续冷冻8小时、连续冷冻10小时、连续冷冻12小时、连续冷冻14小时、连续冷冻16小时、连续冷冻18小时、连续冷冻20小时、连续冷冻22小时、连续冷冻24小时、连续冷冻26小时后纸袋的包装性能，观察纸袋包装过程中是否容易出现破裂的情况，将实验结果记录于表2中。

表2：耐低温测试结果表

耐高温测试：将涂覆有防水纸袋胶的纸袋放入80℃的烘箱中，分别测试连续干燥2小时、连续干燥4小时、连续干燥6小时、连续干燥8小时、连续干燥10小时、连续干燥12小时、连续干燥14小时、连续干燥16小时、连续干燥18小时、连续干燥20小时、连续干燥22小时、连续干燥24小时、连续干燥26小时后纸袋的包装性能，观察纸袋包装过程中是否容易出现破裂的情况，将实验结果记录于表3中。

表3：耐高温测试结果表

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。