一種涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，用以解決現(xiàn)有的涂布紙用膠黏劑在紙張回用中影響紙張質(zhì)量甚至影響紙張成形的問題。本發(fā)明的涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，采用在醇酸縮聚的單體上引入磺基，極大的增加了縮聚產(chǎn)物的親水性。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中常用膠黏劑相比，其粘結(jié)強(qiáng)度改善明顯，且紙張回用過程溶解與膠體物質(zhì)（DCS）和陽(yáng)離子電荷需求量顯著降低，廢紙易于碎解，回用難度和成本大大降低，紙機(jī)濕部效率顯著改善。
【專利說明】一種涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及書刊裝訂膠黏劑【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]涂布紙是在原紙上涂上一層涂料，使紙張具有良好的光學(xué)性質(zhì)及印刷性能，其主要用途有:印刷雜志、書籍等出版用紙和商標(biāo)、包裝、商品目錄等印刷用紙。
[0003]隨著紙印刷產(chǎn)品的多樣化，印刷行業(yè)開始使用不同定量和表面特性的涂布功能紙張，傳統(tǒng)熱熔膠(乙烯/醋酸乙烯(EVA)和反應(yīng)性聚氨酯(PUR)熱熔膠)在粘接這些材料時(shí)往往會(huì)發(fā)生掉頁(yè)、折斷等問題。另外，膠料耐油墨侵蝕性能較差，易于開膠；抗老化性能和耐候性較差；膠料的剛性差，軟化點(diǎn)較低，導(dǎo)致裝訂后膠料具有“記憶特性”，書打開時(shí)傾向于合上，合上時(shí)傾向于打開，特別是精裝書的膠訂。因此，強(qiáng)韌性熱熔膠的開發(fā)賦予膠料優(yōu)良的拉力，膠體回復(fù)能力強(qiáng)，書不易掉頁(yè)，適合滿版/跨版印刷的書刊裝訂，書籍可平攤閱讀，提高讀者閱讀舒適性。
[0004]為擴(kuò)大纖維原料來源，減少木材砍伐，保護(hù)森林資源，廢紙回收利用是我國(guó)造紙林業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。熱熔膠的使用對(duì)印刷品回收回用特性產(chǎn)生重要影響，一方面熱熔膠與紙張結(jié)合緊密，紙張回用處理過程中難以分離，導(dǎo)致殘余紙漿中的熱熔膠形成斑點(diǎn)、透明度等紙病，影響再生紙的感官和品質(zhì)；另一方面，熱熔膠為具有憎水性，水中難以分散，回用過程中產(chǎn)生膠粘物，膠粘物對(duì)紙張抄造設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，在紙漿篩板、紙機(jī)成形網(wǎng)和干燥輥等部位發(fā)生 粘結(jié)等現(xiàn)象，而分散在水中的熱熔膠為降低紙機(jī)濕部陽(yáng)離子助劑效能，影響紙張成形，降低纖維結(jié)合性能。因此，開發(fā)高親水性熱熔膠對(duì)于印刷品的高效利用意義重大，一方面減輕廢紙回用難度，降低對(duì)抄造設(shè)備和濕部環(huán)境等生產(chǎn)操作的干擾?’另一方面，親水性組分可改善紙頁(yè)成形，增強(qiáng)纖維結(jié)合，避免紙病產(chǎn)生，提高再生紙的品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，用以解決現(xiàn)有的涂布紙用膠黏劑在紙張回用中影響紙張質(zhì)量甚至影響紙張成形的問題。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，包括以下步驟:
1)按照重量份數(shù)計(jì)，將60-120份戊二酸和3飛份十八烷酸混合，攪拌，通入惰性氣體，升溫至155~165°C，保持機(jī)械攪拌；
2)滴加70-90重量份1-羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉，滴加完畢后，升溫至18fl89°C;
3)再加入20-30重量份戊二酸，然后加入f3重量份縮聚反應(yīng)催化劑，攪拌3~5min ；
4)滴加90-130重量份戊二醇，滴加完畢后，升溫至185~195°C，繼續(xù)反應(yīng)15~20min；
5)降溫至15(T16(TC，加入3^12重量份粘結(jié)劑、2~3重量份潤(rùn)滑劑、2飛重量份填充劑、ο.1~ι重量份抗氧化劑，混合并攪拌均勻，冷卻。[0007]其中，惰性氣體起到保護(hù)作用，可以為氮?dú)饣蚝?；十八烷酸作為外加的酸性催化劑；縮聚反應(yīng)催化劑可以為醋酸鈷和乙二醇銻等；1_羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉用于在縮聚反應(yīng)產(chǎn)物上引入強(qiáng)親水性基團(tuán)磺基。
[0008]優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑包括31重量份聚醋酸乙烯和3~4重量份水性增粘樹脂。水性增粘樹脂的使用，進(jìn)一步增加了本發(fā)明方法制得的涂布紙用書刊裝訂膠黏劑的親水性。
[0009]優(yōu)選的，所述縮聚反應(yīng)催化劑為乙二醇銻。
[0010]優(yōu)選的，均勻滴加所述1-羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉，并在2(T25min內(nèi)滴加完畢。均勻緩慢滴加，使得反應(yīng)體系中1-羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉分布均勻，有助于后續(xù)的反應(yīng)均勻。
[0011]作為優(yōu)選，均勻滴加所述戊二醇，并在4(T45min內(nèi)滴加完畢。均勻緩慢滴加戊二醇，可一定程度上增加縮聚產(chǎn)物的得率。[0012]作為優(yōu)選，所述潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟。
[0013]優(yōu)選的，所述填充劑為鈦白粉。填充劑為滑石粉、鈦白粉、碳酸鈣中的至少一種，優(yōu)選為欽白粉。
[0014]作為優(yōu)選，所述抗氧化劑為沒食子酸丙酯。
[0015]優(yōu)選的，所述惰性氣體為氮?dú)狻?br> [0016]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中常用膠黏劑相比，其粘結(jié)強(qiáng)度改善明顯，且紙張回用過程溶解與膠體物質(zhì)(DCS)和陽(yáng)離子電荷需求量顯著降低，廢紙易于碎解，回用難度和成本大大降低，紙機(jī)濕部效率顯著改善。使用該膠黏劑裝訂的書刊在紙張回用過程中，膠黏劑溶于水，紙張回用不影響紙張質(zhì)量，也不影響紙張成形。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]實(shí)施例1
加入質(zhì)量80克的戊二酸和3克十八烷酸，通入氮?dú)?，通過機(jī)械攪拌混合均勻，升溫到155°C，保持機(jī)械攪拌，在22 min均勻滴加70克1_羥甲基_3_羥基-丙烷磺酸鈉，然后升溫到185°C，加入25克戊二酸和1.5克乙二醇銻，混合5 min，在45 min內(nèi)均勻滴加90克戊二醇，戊二醇滴加完后升溫到190°C繼續(xù)反應(yīng)20 min,降低溫度到160°C，加入6克聚醋酸乙烯，3克水性增粘樹脂，2.5克聚乙烯蠟，4.5克鈦白粉，0.5克沒食子酸丙酯，混合攪拌10min冷卻，封裝。
[0019]制備的膠黏劑黏結(jié)強(qiáng)度5.74MPa，熔融黏度3.21 Pa.S，軟化點(diǎn)88.2°C，脆性溫度-3.40C，硬度83.5 ;常溫水溶液分散度99.3%(<3 h)，印刷紙張回用過程溶解與膠體物質(zhì)(DCS)0.041%,陽(yáng)離子電荷需求量1.69 μ eq/g ;斷裂伸長(zhǎng)率380%，彈性恢復(fù)次數(shù)11000次。
[0020]實(shí)施例2
加入質(zhì)量100克的戊二酸和4克十八烷酸，通入氮?dú)?，通過機(jī)械攪拌混合均勻，升溫到165°C，保持機(jī)械攪拌，在20 min均勻滴加80克1-羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉，然后升溫到185°C，加入20克戊二酸和3克乙二醇銻，混合5 min，在42 min內(nèi)均勻滴加120克戊二醇，戊二醇滴加完后升溫到190°C繼續(xù)反應(yīng)15 min,降低溫度到160°C，加入8克聚醋酸乙烯，4克水性增粘樹脂，2.5克聚乙烯蠟，4.5克鈦白粉，0.3克沒食子酸丙酯，混合攪拌10min冷卻，封裝。
[0021]制備的膠黏劑黏結(jié)強(qiáng)度5.64 MPa,熔融黏度3.65 Pa.S，軟化點(diǎn)88.2 V，脆性溫度-3.20C，硬度87.3，；常溫水溶液分散度99.2%(〈3h)，印刷紙張回用過程溶解與膠體物質(zhì)(DCS)0.042%,陽(yáng)離子電荷需求量1.64 μ eq/g ;斷裂伸長(zhǎng)率410%，彈性恢復(fù)次數(shù)12100次。
[0022]實(shí)施例3
加入質(zhì)量110克的戊二酸和5克十八烷酸，通入氮?dú)猓ㄟ^機(jī)械攪拌混合均勻，升溫到160°C，保持機(jī)械攪拌，在25 min均勻滴加90克1-羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉，然后升溫到185°C，加入26克戊二酸和1.5克乙二醇銻，混合5 min，在40 min內(nèi)均勻滴加130克戊二醇，戊二醇滴加完后升溫到190°C繼續(xù)反應(yīng)18 min,降低溫度到160°C，加入5克聚醋酸乙烯，4克水性增粘樹脂，2克聚乙烯蠟，3克鈦白粉，0.8克沒食子酸丙酯，混合攪拌10 min冷卻，封裝。
[0023]制備的膠黏劑黏結(jié)強(qiáng)度5.62 MPa,熔融黏度4.25 Pa.S，軟化點(diǎn)91.5°C，脆性溫度-4.1°C，硬度85.7 ;常溫水溶液分散度99.4%(<3 h)，印刷紙張回用過程溶解與膠體物質(zhì)(DCS)0.042%,陽(yáng)離子電荷需求量1.61 μ eq/g ;斷裂伸長(zhǎng)率435%，彈性恢復(fù)次數(shù)12200次。
[0024]實(shí)施例4
加入質(zhì)量80克的戊二酸和3克十八烷酸，通入氮?dú)?，通過機(jī)械攪拌混合均勻，升溫到158°C，保持機(jī)械攪拌，在24 min均勻滴加85克1-羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉，然后升溫到185°C，加入27克戊二酸和1.5克乙二醇銻，混合5 min，在41 min內(nèi)均勻滴加97克戊二醇，戊二醇滴加完后升溫到190°C繼續(xù)反應(yīng)19 min,降低溫度到160°C，加入6克聚醋酸乙烯，3克水性增粘樹脂，2.5克聚乙烯蠟，4.5克鈦白粉，0.5克沒食子酸丙酯，混合攪拌10min冷卻，封裝。
[0025]制備的膠黏劑黏結(jié)強(qiáng)度5.72 MPa,熔融黏度4.58 Pa.S，軟化點(diǎn)89.1°C，脆性溫度-4.1°C，硬度85.7 ;常溫水溶液分散度99.3% (<3h),印刷紙張回用過程溶解與膠體物質(zhì)(DCS)0.043%,陽(yáng)離子電荷需求量1.34 μ eq/g ;斷裂伸長(zhǎng)率380%，彈性恢復(fù)次數(shù)11200次。
[0026]實(shí)施例5
加入質(zhì)量80克的戊二酸和3克十八烷酸，通入氮?dú)猓ㄟ^機(jī)械攪拌混合均勻，升溫到162°C，保持機(jī)械攪拌，在23 min均勻滴加75克1-羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉，然后升溫到185°C，加入23克戊二酸和1.5克乙二醇銻，混合5 min，在45 min內(nèi)均勻滴加92克戊二醇，戊二醇滴加完后升溫到190°C繼續(xù)反應(yīng)17 min,降低溫度到160°C，加入6克聚醋酸乙烯，3克水性增粘樹脂，2.5克聚乙烯蠟，4.5克鈦白粉，0.5克沒食子酸丙酯，混合攪拌10min冷卻，封裝。
[0027]制備的膠黏劑黏結(jié)強(qiáng)度5.68 MPa,熔融黏度3.87 Pa.S，軟化點(diǎn)93.1°C，脆性溫度-4.1°C，硬度85.6 ;常溫水溶液分散度99.5%(<3 h)，印刷紙張回用過程溶解與膠體物質(zhì)(DCS) 0.053%,陽(yáng)離子電荷需求量1.47 μ eq/g ;斷裂伸長(zhǎng)率420%，彈性恢復(fù)次數(shù)12600次。
[0028]實(shí)施例6加入質(zhì)量80克的戊二酸和3克十八烷酸，通入氦氣，通過機(jī)械攪拌混合均勻，升溫到158°C，保持機(jī)械攪拌，在24 min均勻滴加85克1-羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉，然后升溫到185°C，加入27克戊二酸和1.5克醋酸鈷，混合5 min，在41 min內(nèi)均勻滴加97克戊二醇，戊二醇滴加完后升溫到190°C繼續(xù)反應(yīng)19 min,降低溫度到160°C，加入6克聚醋酸乙烯，3克水性增粘樹脂，2.5克聚乙烯蠟，4.5克鈦白粉，0.5克沒食子酸丙酯，混合攪拌10min冷卻，封裝。
[0029]制備的膠黏劑黏結(jié)強(qiáng)度5.65 MPa,熔融黏度4.53 Pa.S，軟化點(diǎn)89.(TC，脆性溫度-3.9°C，硬度85.1 ;常溫水溶液分散度99.1% (<3h),印刷紙張回用過程溶解與膠體物質(zhì)(DCS)0.045%,陽(yáng)離子電荷需求量1.35 μ eq/g ;斷裂伸長(zhǎng)率376%，彈性恢復(fù)次數(shù)11200次。[0030]目前涂布紙裝訂用的典型膠黏劑其黏結(jié)強(qiáng)度4.78 MPa,熔融黏度3.21 Pa.S，軟化點(diǎn)78.3°C，脆性溫度2.9°C，硬度77.6 ;常溫水溶液分散度38.4%(〈3h)，印刷紙張回用過程溶解與膠體物質(zhì)(DCS) 4.53%，陽(yáng)離子電荷需求量7.36 μ eq/g ;斷裂伸長(zhǎng)率175%，彈性恢復(fù)次數(shù)7200次，本發(fā)明與之相比而言，其粘結(jié)強(qiáng)度改善明顯，且紙張回用過程溶解與膠體物質(zhì)(DCS)和強(qiáng)離子電荷需求量顯著降低，廢紙易于碎解，回用難度和成本大大降低，紙機(jī)濕部效率顯著改善。
【權(quán)利要求】
1.一種涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)按照重量份數(shù)計(jì)，將60-120份戊二酸和3飛份十八烷酸混合，攪拌，通入惰性氣體，升溫至155~165°C，保持機(jī)械攪拌；2)滴加70-90重量份1-羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉，滴加完畢后，升溫至18fl89°C;3)再加入20-30重量份戊二酸，然后加入f3重量份縮聚反應(yīng)催化劑，攪拌3~5min ；4)滴加90-130重量份戊二醇，滴加完畢后，升溫至185~195°C，繼續(xù)反應(yīng)15~20min； 5)降溫至15(T16(TC，加入3^12重量份粘結(jié)劑、2~3重量份潤(rùn)滑劑、2飛重量份填充劑、ο.1~1重量份抗氧化劑，混合并攪拌均勻，冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，其特征在于:所述粘結(jié)劑包括31重量份聚醋酸乙烯和3~4重量份水性增粘樹脂。
3.如權(quán)利要求1所述的涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，其特征在于:所述縮聚反應(yīng)催化劑為乙二醇銻。
4.如權(quán)利要求1所述的涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，其特征在于:均勻滴加所述1-羥甲基-3-羥基-丙烷磺酸鈉，并在2(T25min內(nèi)滴加完畢。
5.如權(quán)利要求1所述的涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，其特征在于:均勻滴加所述戊二醇，并在4(T45min內(nèi)滴加完畢。
6.如權(quán)利要求1所述的涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，其特征在于:所述潤(rùn)滑劑為聚乙烯蠟。
7.如權(quán)利要求1所述的涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，其特征在于:所述填充劑鈦白粉。
8.如權(quán)利要求1所述的涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，其特征在于:所述抗氧化劑為沒食子酸丙酯。
9.如權(quán)利要求1所述的涂布紙用親水性書刊裝訂膠黏劑的制備方法，其特征在于:所述惰性氣體為氮?dú)狻?br> 【文檔編號(hào)】C09J11/06GK103923591SQ201410170671
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月26日
【發(fā)明者】董翠華, 張福龍, 龐志強(qiáng) 申請(qǐng)人:齊魯工業(yè)大學(xué)