國內用于紙管的粘合劑一般以白膠為主,而白膠存在粘接強度不高、干燥速度慢等缺點。但隨著我國化纖(長絲)、人造塑料膜及膠帶等近幾年的飛速發(fā)展,需要大量紙管包裝用的新型粘合劑。該類紙管特別是化纖FDY管由于轉速快對紙張粘合劑的要求高,目前國內一般卷管速度的決定因素主要是紙張質量和粘合劑的質量。要求粘合劑不僅要初粘性好、粘接強度高,還必須干燥速度快,否則就無法進入下一道工序。為了滿足這些要求,一般的做法是提高固含量和在紙品膠中加入一些107膠水以提高初粘性和干燥速度,但這樣必須要增加產品的成本,而且效果不佳?! 榇?我們采用了先共聚后交聯(lián)的工藝,通過添加合適的添加劑,對原白膠進行改性,以滿足初粘性好、粘接強度高,干燥速度快的要求。1 實驗部分1.1 原料基膠: 聚乙烯醇(PVA)、EVA乳液、丙烯酸和醋酸乙烯(VAC)。添加劑:催化劑、乳化劑、交聯(lián)劑、增塑劑及填料等。1.2 實驗方法 將一定量的EVA乳液、PVA和乳化劑加入帶有電動攪拌、回流冷凝器、溫度計的四頸瓶中,混合溶解,然后加入VAC、丙烯酸和催化劑進行共聚反應,水浴控制反應溫度。待聚合反應結束后,加入交聯(lián)劑進行交聯(lián)反應。最后加入填料和增塑劑攪拌0.5h,冷卻即成。1.3 主要技術指標的測定 固含量:蒸發(fā)剩余物(重量法);粘度:用NDJ-I旋轉型粘度計在25℃恒溫下測定;MFT:用QMB最低成膜溫度測定儀測定;pH值:用精密pH試紙測定。2 結果與討論2.1 反應溫度的影響 固定共聚反應時間為5h,交聯(lián)反應時間為3h,考察了不同反應溫度對產品性能的影響,結果見表1?! 嶒灲Y果表明,反應溫度對產品的粘度和初粘性影響較大。溫度低,反應不完全,產品粘度低、初粘性差。溫度太高,高分子主鏈太軟,反而會影響粘度。因此控制反應65-70℃范圍內比較合適。2.2 反應時間的影響 固定反應溫度在65-70℃范圍內,比較了不同共聚反應時間(固定交聯(lián)反應時間為3h)和不同交聯(lián)反應時間(固定共聚反應時間為5.5h)對產品性能的影響情況,結果見表2和表3?! 】梢?反應時間對產品的粘度和初粘性影響很大。隨著反應時間的增加,反應趨于完全。因此共聚反應5.5h后,粘度變化已經不大;而交聯(lián)反應2.5h后,粘度趨于平穩(wěn)??紤]生產操作和生產能力的需要,選擇共聚反應時間為5.5h,交聯(lián)反應時間為2.5h。2.3 添加劑的選用 使用合適的添加劑既可以降低產品的成本、提高產品的固含量,又可以提高干燥速度,但如果選擇不當,不但不能提高干燥速度還會產生沉淀,影響產品的使用性能。為此我們在數十種添加劑中通過數十次試驗,篩選了分散性好、又能與基料進行反應的幾種添加劑,并確定了其用量(均以基膠為計算基準)?! ?1)乳化劑:對基膠的穩(wěn)定性和填料的分散效果起著較好的作用。我們選用十二烷基硫酸鈉作為乳化劑,用量為1.5-2.5%?! ?2)催化劑:由鹽酸和過硫酸銨組成,起到調節(jié)反應體系的pH值和引發(fā)聚合、交聯(lián)反應的作用,用量為1.5-2.0%。 (3)交聯(lián)劑:雖然藥用淀粉可以和基料在催化劑的作用下起交聯(lián)反應,可以防止填料沉淀、增加粘度,但容易發(fā)霉,會影響產品的使用性能。為此我們在藥用淀粉中配以少量的二氧化鈦作為復合交聯(lián)劑,可起到防霉的作用,用量為3.5-4.5%?! ?4)增塑劑:合成乳液的MFT低,說明該乳液可以在較低溫度下操作使用;反之,則必須在較高溫度下使用。否則當環(huán)境溫度低于其MFT時,乳液粒子就不能聚集熔融成膜,而變?yōu)榉蹱罨蜷_裂狀。添加增塑劑可以改善乳液的MFT,而外增塑是簡單易行的方法。通過篩選,我們選用磷酸三甲苯酯作為外增塑劑,用量為5-7%,此時MFT為13-16℃?! ?5)填料:填料加入的目的是提高產品的干燥速度和固含量。我們選擇了數種填料,如:輕鈣、重鈣、滑石粉、硼砂、瓷土、粘土等,通過試驗發(fā)現(xiàn),選擇重鈣和硼砂混合使用可以提高干燥速度、增加成膜的硬度,用量為3.5-4.5%。3 產品的性能指標與應用效果 產品的主要性能指標如下:(1)性狀:均勻的灰白色乳液;(2)固含量:38-45%;(3)粘度:0.36-0.38Pa.s;(4)MFT:13-16℃;(5)pH值:4-6;(6)保存期:>8個月?! ≡谀臣徔椘鞑膹S引進的西德Majer公司產螺旋紙管機上試用,效果十分理想,車速可達16-20米/分(FDY型)和20-23米/分(DTY型),其制品的抗壓強度相應達到650N/cm和1350N/cm。該膠還用于其它螺旋式卷筒紙管的生產,如各種高速收卷的BOPP膜、DOy紙管、絲綢地毯用卷管等,速度均可達到27米/分。 來源:21世紀精細網
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