康小孟 羅志臣
摘要: 以水性環(huán)氧樹脂(WEP)為粘料、硬脂酸為賦型劑、甘油為保濕劑制得固體膠棒。采用單因素法考查了配方中主要成分用量對固體膠棒性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)W(WEP)=40%、W(硬脂酸)=8%、W(水)=45%、W(甘油)=7%,m(硬脂酸)∶m(KOH)=6.5∶1,中和反應(yīng)溫度75~80 ℃時,制得的固體膠棒綜合性能最佳。
關(guān)鍵詞:水性環(huán)氧樹脂;固體膠棒;硬脂酸;性能
1 前言
紙制品粘接用固體膠棒是由液態(tài)膠粘劑、賦型劑(易凝固成型的物質(zhì))、保濕劑等組成[1]。目前市售的固體膠棒大多采用PVA和PVP為粘料,其生產(chǎn)成本低而具有較好的市場競爭力。但是,大多存在膠體黏度大、涂抹性能差、保濕性差、游離甲醛含量超標等缺陷[2]。
本研究以環(huán)保型的水性環(huán)氧樹脂為粘料、硬脂酸為賦型劑、甘油為保濕劑制得一種粘接力強、涂抹順滑、保濕性好、不含游離甲醛和成本較低的固體膠棒。
2 實驗部分
2.1 實驗原料
水性環(huán)氧樹脂(固含量30%),自制;硬脂酸、氫氧化鉀、甘油,均為工業(yè)品。
2.2 生產(chǎn)工藝
在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計的四口燒瓶中,加入一定量的去離子水和硬脂酸固體,升溫至75~80 ℃,緩慢加入30%KOH溶液,攪拌反應(yīng)45 min;調(diào)節(jié)pH值至9左右,加入預(yù)熱好的水性環(huán)氧樹脂乳液,攪拌均勻;再加入適量的甘油攪拌均勻后,在75 ℃左右保溫灌裝,即得到固體膠棒成品。
2.3 性能測試
固體膠棒的性能(粘接性、保濕性、賦型性、涂布性等)按QB/T 2857—2007測試。
pH值:采用 pH精密試紙檢測。
3 結(jié)果與討論
3.1 水性環(huán)氧樹脂含量對膠棒性能的影響
固體膠棒的粘接性主要是由組分中的樹脂粘料決定的。水性環(huán)氧樹脂具有良好的粘接性能和力學(xué)強度,并且不含游離甲醛,與固體膠的其他組分有良好的相容性。所以,本研究選擇水性環(huán)氧樹脂乳液作為固體膠棒的基體樹脂。
粘料的含量對膠棒的粘接性和涂布性能影響很大。若含量過多時,其涂布性能較差;若含量過少,則粘接性能達不到要求[3]。當(dāng)WEP質(zhì)量分數(shù)為40%左右時,膠棒的粘接性和涂布性較好。
3.2 硬脂酸含量對膠棒性能的影響
固體膠棒必須具有良好的賦型性和足夠的機械強度,在使用時才能使其順利地隨底座的旋轉(zhuǎn)而自由地進出外套。WEP呈液態(tài),欲將其制成固體膠棒必須加入賦型劑。選用硬脂酸作為賦型劑,其含量對產(chǎn)品性能的影響見表1
由表1可知,硬脂酸用量越多,固體膠棒越硬、賦型性越好且涂抹阻力越小,但粘接性越低;硬脂酸用量過少,固體膠棒過軟、賦型性較差(旋出后不能回復(fù)到原來位置),并且涂抹阻力大(會掉渣)。 綜合考慮,硬脂酸質(zhì)量分數(shù)在8%時較適宜。
3.3 m(硬脂酸):m(KOH)配比對膠棒性能的影響
在固體膠棒的制備過程中,為了增加賦型劑硬脂酸的水溶性需要將其與KOH進行中和成鹽反應(yīng),中和反應(yīng)是否完全對固體膠的性能有較大影響[4]。
實驗結(jié)果表明,m(硬脂酸):m(KOH)比例過低時,固體膠不能賦型;比例過高時,會影響固體膠棒的綜合性能。綜合考慮,m(硬脂酸):m(KOH)=6.5∶1時較適宜。
3.4 溶劑水含量對膠棒性能的影響
水是制備固體膠棒的溶劑,其含量對固體膠棒的粘接性能及硬度影響較大。
實驗發(fā)現(xiàn),溶劑水的含量過少時,固體膠不能成型;含量過多時,固體膠綜合性能受影響。綜合考慮,水含量在45%時較為合適。
3.5 保濕劑含量對膠棒性能的影響
固體膠棒中如果不加保濕劑,其水分會逐漸流失,導(dǎo)致固體膠變干萎縮,嚴重影響固體膠棒的使用壽命。經(jīng)實驗確定,固體膠棒中保濕劑甘油的用量在7%時綜合性能較佳,若甘油太多會使粘接力降低。
4 結(jié)語
(1)以WEP乳液為固體膠棒的基體樹脂、硬脂酸為賦型劑、甘油為保濕劑等制備紙制品粘接用固體膠棒。采用單因素法考查了各影響因素對固體膠棒的粘接性能、賦型性、硬度等性能的影響,確定了較佳的制備工藝。
(2)當(dāng)W(WEP)=40%、W(硬脂酸)=8%、W(水)=45%、m(硬脂酸):m(KOH)=6.5:l、W(甘油)=7%、中和反應(yīng)溫度為75~80 ℃時,制成的固體膠棒環(huán)保性好、成本較低且綜合性能優(yōu)良。
參考文獻
[1]楊建平,陳熊飛,邵雙喜,等.丙烯酸共聚物改性PVP固體膠的研制[J].粘接,2010(10):67-69.
[2]徐金寶,王永紅,鐘國倫.透明性固體膠棒的研制[J].中國膠粘劑,2010,19(5):36-38.
[3]徐艷英,楊凱.環(huán)保型固體膠棒的研制[J].中國膠粘劑,2008,17(3):24-26.
[4]陳永紅,魏亦軍.固體文具膠生產(chǎn)若干問題的探討[J].化學(xué)世界,2002(5):275-277.