一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液及其制备方法和应用.pdf

本发明公开一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液及其制备方法，包括以下步骤：将混合组分一加入乳化槽中，并快速搅拌；然后将混合组分二的混合单体缓慢加入到乳化槽，搅拌形成预乳液；步骤2：将混合组分三加入反应釜中搅拌；步骤3：当反应釜温度缓慢升温达到76-92℃时，加入混合组分四；步骤4：继续搅拌反应，当反应釜温度达到82-95℃时，将混合组分五与步骤1得到的预乳液同时滴定反应釜内的反应物，滴定完成后继续保温反应，得到所述的苯丙乳液。本发明的苯丙乳液制备工艺合理、性能稳定、生产成本低、隔离防渗透性能好，可广泛地应用于各种密封或粘贴领域，尤其适用于用作纸类基材胶带上等。

1.  一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液，其特征在于:其原料包括以下重量份数的混合组分：
混合组分一：烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵  4-12份；
十二烷基二苯醚二磺酸钠  1-8份；
离子水  160-260份；
混合组分二：苯乙烯  180-250份；
丙烯酸丁酯  180-250份；
丙烯酸  5-9份；
丙烯酸-2-羟乙酯  5-9份；
混合组分三：碳酸氢钠  0.5-5份；
去离子水  150-250份；
混合组分四：过硫酸钾  0.5-5份；
去离子水  8-18份；
混合组分五：过硫酸钾  1.5-10份；
去离子水  20-50份。

2.  根据权利要求1所述的一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的制备方法，其特征在于:
其包括以下步骤：
步骤1：将混合组分一加入乳化槽中，并快速搅拌15-30分钟；然后将混合组分二的混合单体缓慢加入到乳化槽，搅拌10-20分钟，形成预乳液；
步骤2：将混合组分三加入60℃的反应釜中，然后开启搅拌；
步骤3：当反应釜温度逐渐升温达到76-92℃时，加入混合组分四；
步骤4：继续搅拌反应，当反应釜温度达到82-95℃时，将混合组分五与步骤1得到的预乳液同时滴定反应釜内的反应物，滴定时间为2-6小时，滴定完成后继续保温反应1-4小时，得到所述的苯丙乳液。

3.  根据权利要求2所述的涂布在纸类基材上的苯丙乳液的制备方法，其特征在于:所述步骤1中的搅拌转速为800-1600转/分钟，所述步骤2中的搅拌转速为30-120转/分钟。

4.  根据权利要求3所述的一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的制备方法，其特征在于:
其包括以下步骤：
步骤1：将烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵4-12份、十二烷基二苯醚二磺酸钠1-8份、去离子水160-260份加入乳化槽中，然后在800-1600转/分钟的快速搅拌下反应15-30分钟；接着将苯乙烯180-250份、丙烯酸丁酯180-250份、丙烯酸5-9份、丙烯酸-2-羟乙酯5-9份缓慢加入到乳化槽，搅拌10-20分钟，形成预乳液；
步骤2：将碳酸氢钠0.5-5份，去离子水150-250份加入60℃的反应釜中，然后开启搅拌，搅拌转速为30-120转/分钟；
步骤3：当反应釜逐渐升温达到76-92℃时，加入过硫酸钾0.5-5份，去离子水8-18份；
步骤4：继续搅拌反应，当反应釜温度达到82-95℃时，将过硫酸钾1.5-10份、去离子水20-50份形成的混合液与步骤1得到的预乳液同时滴定反应釜内的反应物，滴定时间为2-6小时，滴定完成后继续保温反应1-4小时，得到所述的苯丙乳液。

5.  根据权利要求2或4所述的一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的制备方法，其特征在于:其还包括：
步骤5：经步骤4保温后开始降温并进行后处理：⑴当反应釜温度降至80℃时，往反应釜中加入浓度为10％的聚乙烯醇水溶液25-45份；⑵当反应釜温度降到70℃时，往反应釜中滴定浓度为3.5％的叔丁基过氧化氢水溶液0.3-1.3份；⑶当温度降到65℃时，往反应釜中滴定浓度为1.3％的次硫酸氢钠甲醛水溶液0.3-1.3份；⑷当温度降到60℃时，往反应釜同时滴定浓度为70％的丁二酸二异辛酯磺酸钠水溶液0.2-0.9份、浓度为92％的消泡剂水溶液0.2-1.0份；⑸当温度降到55℃时，往反应釜中同时滴定浓度为98％的苯甲酸酯水溶液12-24份，与滴定浓度为45％的聚丙烯酸钠盐水溶液0.2-1.0份；⑹当温度降到50℃时,加入蜡乳液12-24份，与浓度为25％氨水3-10份；⑺当温度达到45℃时，用150目过滤网过滤杂质后，将得到苯丙乳液。

6.  一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的应用，其特征在于：所述苯丙乳液应用于涂布在纸类基材上，苯丙乳液涂布量为2-15g/㎡±10％，在纸类基材上形成防水、防油渗透的隔离保护层。

7.  根据权利要求6所述一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的应用，其特征在于：所述苯丙乳液涂布于纸类基材上的方法为：采用网纹辊或麦牙棒将苯丙乳液涂布于纸类基材的外表面，其中涂布时的固化温度为80-120℃，苯丙乳液涂布量为2-15g/㎡±10％，涂布速度为15-90±5m/min。

8.  根据权利要求7所述一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的应用，其特征在于：所述苯丙乳液涂布于纸类基材后的处理为：纸类基材在涂布苯丙乳液后放置24小时以上。

9.  根据权利要求7所述一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的应用，其特征在于：所述苯丙乳液涂布于纸类基材后的处理为：纸类基材在涂布苯丙乳液后立即在其已经涂布了苯丙乳液的一面继续涂布水性或油性硅油，纸类基材另一表面涂布丙烯酸酯类压敏胶粘剂以形成纸类基材内表面的粘胶层，经烘干收卷后，复卷分条即形成纸类基材胶带。

10.  根据权利要求7所述一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的应用，其特征在于：所述苯丙乳液涂布于纸类基材后的处理为：纸类基材在涂布苯丙乳液后，先在纸类基材涂布了苯丙乳液的一面上印刷图案层后，再涂布水性或油性硅油，然后在纸类基材另一表面涂布丙烯酸酯类压敏胶粘剂以形成纸类基材内表面的粘胶层，经烘干收卷后，复卷分条即形成纸类基材胶带。

一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种苯丙乳液，尤其涉及一种应用于纸类上起隔离保护的苯丙乳液及其制备方法和应用。
背景技术
目前，普通纸类基材在没有涂布苯丙乳液的情况下无法起到隔离保护。纸类基材在涂布硅油或者涂布压敏胶的时候会造成渗透，不利于操作，影响胶带的性能和品质。所以在纸基类胶带的原纸上进行一定量的涂布，达到隔离保护作用；同时保证原纸的柔软度、纸类基材表面的一定光泽度和纸类基材表面不发粘。因此为了适应市场的需要，业界发明了对纸类基材进行隔离保护的苯丙乳液。但是，目前的苯丙乳液涂布纸类基材后，存在以下缺陷：1、一般的原纸在经过涂布苯丙乳液以后都会偏硬，使原纸缺乏柔软度，不利被贴物的附着；2、一般的苯丙乳液在涂布纸类基材后，纸类基材表面呈亚光，影响纸类基材的美观；3、一般的苯丙乳液在涂布纸类基材后，纸类基材会有发粘现象，从而造成纸张粘烂的品质问题。4、目前常规的苯丙乳液合成时间长，一般需要10个小时以上，成本高，操作复杂。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种成本合理、反应时间短，可在纸类基材上形成防水、防油渗透的隔离保护层的苯丙乳液及其制备方法和应用。
本发明的技术方案为：一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液，其原料包括以下重量份数的混合组分：
混合组分一：烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵   4-12份；
            十二烷基二苯醚二磺酸钠  1-8份；
            离子水  160-260份；
混合组分二：苯乙烯   180-250份；
            丙烯酸丁酯   180-250份；
            丙烯酸    5-9份；
            丙烯酸-2-羟乙酯  5-9份；
混合组分三：碳酸氢钠  0.5-5份；
            去离子水  150-250份；
混合组分四：过硫酸钾   0.5-5份；
            去离子水  8-18份；
混合组分五：过硫酸钾  1.5-10份；
            去离子水  20-50份。
本发明还提供了一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1：将混合组分一加入乳化槽中，并快速搅拌15-30分钟；然后将混合组分二的混合单体缓慢加入到乳化槽，搅拌10-20分钟，形成预乳液；
步骤2：将混合组分三加入60℃的反应釜中，然后开启搅拌；
步骤3：当反应釜逐渐升温达到76-92℃时，加入混合组分四；
步骤4：继续搅拌反应，当反应釜温度达到82-95℃时，将混合组分五与步骤1得到的预乳液同时滴定反应釜内的反应物，滴定时间为2-6小时，滴定完成后继续保温反应1-4小时，得到所述的苯丙乳液。
进一步，所述步骤1中的搅拌转速为800-1600转/分钟，所述步骤2中的搅拌转速为30-120转/分钟。
本发明所述的一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：将烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵4-12份、十二烷基二苯醚二磺酸钠1-8份、去离子水160-260份加入乳化槽中，然后在800-1600转/分钟的快速搅拌下反应15-30分钟；接着将苯乙烯180-250份、丙烯酸丁酯180-250份、丙烯酸5-9份、丙烯酸-2-羟乙酯5-9份缓慢加入到乳化槽，搅拌10-20分钟，形成预乳液；
步骤2：将碳酸氢钠0.5-5份，去离子水150-250份加入60℃的反应釜中，然后开启搅拌，搅拌转速为30-120转/分钟；
步骤3：当反应釜逐渐升温达到76-92℃时，加入过硫酸钾0.5-5份，去离子水8-18份；
步骤4：继续搅拌反应，当反应釜温度达到82-95℃时，将过硫酸钾1.5-10份、去离子水20-50份形成的混合液与步骤1得到的预乳液同时滴定反应釜内的反应物，滴定时间为2-6小时，滴定完成后继续保温反应1-4小时，得到所述的苯丙乳液。
本发明所述的一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的制备方法，其还包括：
步骤5：经步骤4保温后开始降温并进行后处理：⑴当反应釜温度降至80℃时，往反应釜中加入浓度为10％的聚乙烯醇水溶液25-45份；⑵当反应釜温度降到70℃时，往反应釜中滴定浓度为3.5％的叔丁基过氧化氢水溶液0.3-1.3份；⑶当温度降到65℃时，往反应釜中滴定浓度为1.3％的次硫酸氢钠甲醛水溶液0.3-1.3份；⑷当温度降到60℃时，往反应釜同时滴定浓度为70％的丁二酸二异辛酯磺酸钠水溶液0.2-0.9份、浓度为92％的消泡剂(可使用消泡剂8034A)水溶液0.2-1.0份；⑸当温度降到55℃时，往反应釜中同时滴定浓度为98％的苯甲酸酯水溶液12-24份，与滴定浓度为45％的聚丙烯酸钠盐水溶液0.2-1.0份；⑹当温度降到50℃ 时,加入蜡乳液12-24份，与浓度为25％氨水3-10份；⑺当温度达到45℃时，用150目过滤网过滤杂质后，将得到苯丙乳液装桶保存。
本发明还提供了一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液的应用，苯丙乳液应用于涂布在纸类基材上，苯丙乳液涂布量为2-15g/m²±10％，在纸类基材上形成防水、防油渗透的隔离保护层。
所述苯丙乳液涂布于纸类基材上的方法为：在纸类基材上涂布至少一层上述制备得到的苯丙乳液涂布，以形成该基材外表面的隔离保护层，所述苯丙乳液涂布量为2-15g/m²±10％。具体涂布方法为：采用网纹辊或麦牙棒将上述苯丙乳液涂布于纸类基材的外表面，其中涂布时的固化温度为80-120℃，苯丙乳液涂布量为2-15g/m²±10％，涂布速度为15-90±5m/min。
所述苯丙乳液涂布于纸类基材后的处理为：
一、纸类基材在涂布苯丙乳液后放置24小时以上。
二、纸类基材在涂布苯丙乳液后立即在其已经涂布了苯丙乳液的一面继续涂布水性或油性硅油(以防止另一面上丙烯酸酯类压敏胶后粘死背面，造成难解卷)，纸类基材另一表面涂布丙烯酸酯类压敏胶粘剂以形成纸类基材内表面的粘胶层，经烘干收卷后，复卷分条即形成纸类基材胶带。
三、纸类基材在涂布苯丙乳液后，先在纸类基材涂布了苯丙乳液的一面上印刷图案层后，在涂布水性或油性硅油，然后在纸类基材另一表面涂布丙烯酸酯类压敏胶粘剂以形成纸类基材内表面的粘胶层，经烘干收卷后，复卷分条即形成纸类基材胶带。
其中，上述在纸类基材上涂布苯丙乳液的方法是：采用网纹辊或麦牙棒将上述苯丙乳液涂布于纸类基材的外表面，其中涂布时的固化温度为80-120℃，苯丙乳液涂布量为2-15g/m²±10％，涂布速度为15-90±5m/min。
由于在纸类基材背面涂布了水性或油性硅油,防止硅油渗透到纸类基材表面，引起压敏胶的性能发生变化，故涂布苯丙乳液形成涂层而大大提高了纸类基材的防渗透性能。
本发明由于采用苯乙烯、丙烯酸丁酯等为原料制备得到苯丙乳液，并将配制而成的苯丙乳液直接涂布于纸类基材的外表面上，以作为胶带的隔离保护层使用。由于苯丙乳液是一种有机聚合物，在高温下可发生聚合交联反应，纸类基材外表面的苯丙乳液经过烘干形成一层有弹性的涂层(具体原因为：丙烯酸丁酯与苯乙烯在高温下发生聚合反应，形成具有粘性的涂层；聚乙烯醇辅助形成涂层，且能够降低涂层的粘度，从而生成具有微粘的涂层)，所以在用于生产胶带过程中，能起到隔离保护作用。同时，经过聚乙烯醇辅助形成涂层过程中降低了涂层粘度，避免产生纸张粘烂的问题。
应用本发明制备的苯丙乳液涂布的纸类基材稳定品质、不发生粘烂以及具有一定的光泽度和柔软度。由于在后处理过程中，加入了蜡乳液，因蜡乳液有上光作用，使得烘干后的苯丙乳液涂层具有一定的光泽度；同时，又由于后处理过程中加入了苯甲酸酯，因苯甲酸酯可以软化一定的涂层硬度，所以使得烘干后苯丙乳液涂层的纸类基材具有一定的柔软度。
涂布了本发明苯丙乳液的纸类基材还可以替代淋膜层作用。因一般淋膜的纸类基材胶带因为难以补充水分，在烘烤过程中，造成纸张容易变形。而本发明制备的苯丙乳液涂布在纸类基材上后形成涂层(因一般淋膜的纸类基材胶带的表面为膜层，膜层材料不会吸附空气中的水分)，而使纸张不易在烘干过程中不易变形，而且利于环保。
本发明苯丙乳液的制备方法简单，制备时间短(在8小时内)，从而有效地简化了其进度和降低了胶带的生产成本。
利用本发明制备的苯丙乳液所制成的胶带稳定性好，不易发生纸张粘烂、脱胶或者物理性能下降等问题，胶带合格率大大提高，有效地解决了现有的胶带易渗透、产品加工工序多、合格率低及生产成本高等问题。
总之，本发明的苯丙乳液制备工艺合理、性能稳定、生产成本低、隔离防渗透性能好，具有一定经济效益，可广泛地应用于各种密封或粘贴领域，尤其适用于用作纸类基材胶带等。
具体实施方式
实施例1
一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液，其原料包括以下重量份数的混合组分：
混合组分一：烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵   12份；
            十二烷基二苯醚二磺酸钠  1份；
            离子水  260份；
混合组分二：苯乙烯   180份；
            丙烯酸丁酯   250份；
            丙烯酸    5份；
            丙烯酸-2-羟乙酯  9份；
混合组分三：碳酸氢钠  5份；
            去离子水  230份；
混合组分四：过硫酸钾   5份；
            去离子水  18份；
混合组分五：过硫酸钾  6份；
            去离子水  30份。
实施例2
一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液，其原料包括以下重量份数的混合组分：
混合组分一：烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵   4份；
            十二烷基二苯醚二磺酸钠  8份；
            离子水  160份；
混合组分二：苯乙烯   250份；
            丙烯酸丁酯   180份；
            丙烯酸    9份；
            丙烯酸-2-羟乙酯  5份；
混合组分三：碳酸氢钠  4份；
            去离子水  250份；
混合组分四：过硫酸钾   0.5份；
            去离子水  8份；
混合组分五：过硫酸钾  10份；
            去离子水  50份。
实施例3
一种涂布在纸类基材上的苯丙乳液，其原料包括以下重量份数的混合组分：
混合组分一：烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵   7份；
            十二烷基二苯醚二磺酸钠  5份；
            离子水  220份；
混合组分二：苯乙烯   210份；
            丙烯酸丁酯   220份；
            丙烯酸    7份；
            丙烯酸-2-羟乙酯  7份；
混合组分三：碳酸氢钠  0.5份；
            去离子水  150份；
混合组分四：过硫酸钾   3份；
            去离子水  10份；
混合组分五：过硫酸钾  1.5份；
            去离子水  20份。
实施例4
应用实施例1的苯丙乳液的原料组分进行制备苯丙乳液的方法，其包括以下步骤：
步骤1：将烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵12份、十二烷基二苯醚二磺酸钠1份、去离子水260份加入乳化槽中，然后在800转/分钟的快速搅拌下反应15分钟；接着将苯乙烯180份、丙烯酸丁酯250份、丙烯酸5份、丙烯酸-2-羟乙酯9份缓慢加入到乳化槽，搅拌20分钟，形成预乳液；
步骤2：将碳酸氢钠5份，去离子水230份加入60℃的反应釜中，然后开启搅拌，搅拌转速为30转/分钟；
步骤3：当反应釜逐渐升温达到84-86℃时，加入过硫酸钾5份，去离子水18份；
步骤4：继续搅拌反应，当反应釜温度达到82-84℃时，将过硫酸钾6份、去离子水30份形成的混合液与步骤1得到的预乳液同时滴定反应釜内的反应物，滴定时间为2小时，滴定完成后继续保温反应4小时，得到所述的苯丙乳液。
实施例5
应用实施例2的苯丙乳液的原料组分进行制备苯丙乳液的方法，其包括以下步骤：
步骤1：将烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵4份、十二烷基二苯醚二磺酸钠8份、去离子水160份加入乳化槽中，然后在1600转/分钟的快速搅拌下反应30分钟；接着将苯乙烯250份、丙烯酸丁酯180份、丙烯酸9份、丙烯酸-2-羟乙酯5份缓慢加入到乳化槽，搅拌10分钟，形成预乳液；
步骤2：将碳酸氢钠4份，去离子水250份加入60℃的反应釜中，然后开启搅拌，搅拌转速为120转/分钟；
步骤3：当反应釜逐渐升温达到76-80℃时，加入过硫酸钾0.5份，去离子水8份；
步骤4：继续搅拌反应，当反应釜温度达到92-95℃时，将过硫酸钾10份、去离子水50份形成的混合液与步骤1得到的预乳液同时滴定反应釜内的反应物，滴定时间为6小时，滴定完成后继续保温反应1小时，得到所述的苯丙乳液。
步骤5：经步骤4保温后开始降温并进行后处理：⑴当反应釜温度降至80℃时，往反应釜中加入浓度为10％的聚乙烯醇水溶液25份；⑵当反应釜温度降到70℃时，往反应釜中滴定浓度为3.5％的叔丁基过氧化氢水溶液1.3份；⑶当温度降到65℃时，往反应釜中滴定浓度为1.3％的次硫酸氢钠甲醛水溶液1.3份；⑷当温度降到60℃时，往反应釜同时滴定浓度为70％的丁二酸二异辛酯磺酸钠水溶液0.9份、浓度为92％的消泡剂8034A水溶液0.2份；⑸当温度降 到55℃时，往反应釜中同时滴定浓度为98％的苯甲酸酯水溶液12份，与滴定浓度为45％的聚丙烯酸钠盐水溶液1.0份；⑹当温度降到50℃时,加入蜡乳液12份，与浓度为25％的氨水10份；⑺当温度达到45℃时，用150目过滤网过滤杂质后，将得到苯丙乳液装桶保存。
实施例6
应用实施例3的苯丙乳液的原料组分进行制备苯丙乳液的方法，其包括以下步骤：
步骤1：将烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵7份、十二烷基二苯醚二磺酸钠5份、去离子水220份加入乳化槽中，然后在1200转/分钟的快速搅拌下反应25分钟；接着将苯乙烯210份、丙烯酸丁酯220份、丙烯酸7份、丙烯酸-2-羟乙酯7份缓慢加入到乳化槽，搅拌15分钟，形成预乳液；
步骤2：将碳酸氢钠0.5份，去离子水150份加入60℃的反应釜中，然后开启搅拌，搅拌转速为80转/分钟；
步骤3：当反应釜逐渐升温达到90-92℃时，加入过硫酸钾3份，去离子水10份；
步骤4：继续搅拌反应，当反应釜温度达到86-88℃时，将过硫酸钾1.5份、去离子水20份形成的混合液与步骤1得到的预乳液同时滴定反应釜内的反应物，滴定时间为4小时，滴定完成后继续保温反应2小时，得到所述的苯丙乳液。
步骤5：经步骤4保温后开始降温并进行后处理：⑴当反应釜温度降至80℃时，往反应釜中加入浓度为10％的聚乙烯醇水溶液45份；⑵当反应釜温度降到70℃时，往反应釜中滴定浓度为3.5％的叔丁基过氧化氢水溶液0.3份；⑶当温度降到65℃时，往反应釜中滴定浓度为1.3％的次硫酸氢钠甲醛水溶液0.3份；⑷当温度降到60℃时，往反应釜同时滴定浓度为70％的丁二酸二异辛酯磺酸钠水溶液0.2份、浓度为92％的消泡剂8034A水溶液1.0份；⑸当温度降到55℃时，往反应釜中同时滴定浓度为98％的苯甲酸酯水溶液24份，与滴定浓度为45％的聚丙烯酸钠盐水溶液0.2份；⑹当温度降到50℃时,加入蜡乳液24份，与浓度为25％的氨水3份；⑺当温度达到45℃时，用150目过滤网过滤杂质后，将得到苯丙乳液装桶保存。
实施例4到实施例6制备得到的苯丙乳液的性能如表1所示。