一种纸张粘接复合胶及其制备方法与流程

本技术涉及纸张粘接复合胶，更具体地说，涉及一种纸张粘接复合胶及其制备方法。

背景技术：

1、镀铝膜复合纸主要用于包装领域，镀铝膜复合纸包括原纸层、复合胶层、底纸层和底涂层和镀铝层，其制备过程为：1)在pet薄膜表面涂布底涂层，然后将底涂层压至底纸上；2)撕离pet薄膜，剥离掉pet膜的底涂层上表面平整度高，再而在底纸-底涂层的表面镀铝，制得镀铝纸张(底纸-底涂层-镀铝层)；3)在原纸层的表面施涂复合胶，再将镀铝纸张的底纸一面覆合，最后在镀铝纸张的镀铝层表面涂覆面涂层，则制得镀铝膜复合纸。其中，底涂层和镀铝都是比较博得涂层，容易受外力破裂，对此，在底纸与原纸粘贴的过程中，不能对底纸和原纸施加太多的力，否则就容易导致底涂层和镀铝层被破坏。

2、对此，现有复合胶层通常为高岭土施胶层，通过采用高岭土施胶剂涂布于原纸表面，不需要施加较大外力就可使得原纸与底纸连接，且原纸与底纸的连接稳定性好，提高镀铝膜复合纸的物理强度。但是，高岭土施胶剂在干燥固化后，脆性大，使得镀铝膜复合纸在弯折时，容易爆裂。而底纸层、底涂层和镀铝层都是比较薄，高岭土施胶爆裂，容易导致底纸层、底涂层和镀铝层受到破坏，使得镀铝膜复合纸出现爆色等情况，故需要改进。

技术实现思路

1、为了解决高岭土施胶剂在干燥固化后，脆性大，折弯后容易爆裂的问题，本技术提供一种纸张粘接复合胶及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种纸张粘接复合胶，采用如下的技术方案：

3、一种纸张粘接复合胶，包括以下重量份的原料制备得到：

4、纳米纤维素15-25份

5、水性聚氨酯乳液40-60份

6、氧化石墨烯5-10份

7、润湿剂4-8份

8、乳化剂2-5份

9、水10-15份

10、油性溶剂10-20份

11、硅烷偶联剂1-2份。

12、通过采用上述技术方案，使得复合胶层固化后具有良好的柔韧性，脆性小，折弯多次后出现爆裂的可能性减小，用于粘接原纸和底纸，能够提高镀铝复合纸的柔韧性和耐折弯性。本技术中纸张粘接复合胶，只需要将涂覆于原纸表面，将其贴合于底纸表面即可，不需要施加较大外力就可使得原纸与底纸连接，干燥固化后，原纸与底纸连接稳定性好，同时本技术中不采用高岭土作为复合胶层，也能使得镀铝复合纸的物理强度进一步提高。

13、本技术中纸张粘接复合胶在使用过程可以浸润底纸和原纸，干燥固化后，使得底纸和原纸的抗冲击性能和柔韧性提高，提高镀铝复合纸的抗冲击的性能和柔韧性，使其在折弯的时，不易折断，从而保护底涂层和镀铝层。浸润原纸和底纸，干燥后，提高原纸和底纸的抗冲击性能和柔韧性，不会改变原纸和底纸的其他性能。

14、水性聚氨酯乳液是一种粘性比较的物质，用于制备纸张粘接复合胶可以提高其粘结性能。但是，其浸渍底纸和原纸的性能不好，防水性能差，对此，本技术中将水性聚氨酯乳液与纳米纤维素、氧化石墨烯、润湿剂、乳化剂、水、油性溶剂和硅烷偶联剂共用，使得水性聚氨酯乳液浸润原纸和底纸的性能提高，促进原纸与底纸的连接，且能提高纸张粘接用复合胶的防水性能。

15、纳米素纤维可以提高纸张粘接用复合胶水的粘性，且使得纸张粘接复合胶固化后的复合胶层柔韧性、耐弯折性提高。

16、氧化石墨烯还有较多的活性含氧官能团，吸附性能好与底纸的亲和性高，可促进纸张粘接用复合胶浸润底纸，提高纸张粘接复合胶对原纸和底纸的附着力，提高纸张粘接复合胶的固化后的柔软性，进而提高地铝复合纸的耐折弯性，受外界冲击时，不易出现爆色等现象

17、润湿剂有利于提高纸张粘接用复合胶浸润原纸和底纸，且不会影响纸张用粘接。

18、优选的，硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷、r-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

19、优选的，乳化剂包括op-10、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、油酸钠中的至少一种。

20、优选的，油性溶剂包括醋酸丁酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯或松香水中的至少一种。

21、通过采用上述油性溶剂，使得水性聚氨酯乳液能被稀释，有利于乳化，提高水性聚氨酯乳液与纳米纤维素、氧化石墨烯的混合均匀度，进一步提高纸张粘接复合胶浸润原纸和底纸的浸润性能，进而提高原纸与底纸粘接性能，干燥固化后，提高底纸的柔韧性和耐弯折性。

22、优选的，所述纳米纤维素为改性纳米纤维素，由以下制备方法制备得到：

23、1)将纳米纤维素溶解于铜乙二胺中，得到纤维素溶解液；

24、2)将马来酸酐和蓖麻油混合，升温至70-80℃，加入纤维素溶解液，滴加质量分数为20-25％的氢氧化钠溶液，搅拌，反应，加入质量分数为10-15％的弱酸溶液，调节ph值为6.5-7.5，静置，除去上清液，得到初品；

25、3)将初品与含羟基表面活性剂进行混合研磨，直至粘度为2500-5000mpa.s，得到改性纳米纤维素。

26、纳米纤维素高纸张粘接复合胶的粘接性，以及纸张粘接复合胶固化后的柔韧性和耐弯折性。但是，纳米纤维素表面有大量的羟基，亲水性强，易团聚，在纸张粘接复合胶体系中分不均匀，影响纸张粘接复合胶的浸润底纸的性能。

27、通过采用上述技术方案，对纳米改性纤维素进行改性，减少纳米纤维素表面的羟基数量，进而减少纳米纤维素团聚的可能，能均匀分散于纸张粘接复合胶体系中，有利于纸张粘接复合胶浸润底纸的性能。

28、通过将纳米纤维素溶解于铜乙二胺，再将纤维素溶解液与马来酸酐、蓖麻油反应，进而消耗纳米纤维素表面的羟基，从而对纳米纤维进行改性。其中，蓖麻油除了参与反应，还能提高改性纳米纤维素粘稠性能。

29、为了进一步提高纳米纤维素与水性聚氨酯乳液、氧化石墨烯的相容性，同时促进纸张粘接复合胶的流动性，提高纸张粘接复合胶的浸润性能，本技术将步骤1)中得到的初品与含羟基表面活性剂进行混合研磨。

30、优选的，制备所述改性纳米纤维素所使用原料的重量份比如下：

31、纳米纤维素10-15份

32、铜乙二胺20-30份

33、马来酸酐2-8份

34、蓖麻油5-10份

35、20-25％的氢氧化钠溶液3-5份

36、10-15％的弱酸溶液6-9份

37、含羟基表面活性剂5-8份。

38、通过采用上述制备方案，优化制备改性纳米纤维的原料的用量，减少纳米纤维素表面的羟基数量，同时，又不会使得纳米纤维素的其他性能下降。

39、优选的，所述蓖麻油的羟值为120-170mgkoh/g。

40、通过采用上述技术方案，使得蓖麻油与马来酸酐能充分反应，进而消耗纳米纤维素表面的羟基，从而对纳米纤维进行改性。

41、优选的，所述羟基表面活性剂包括羟乙基乙二胺、n，n-二(羟基乙基)椰油酰胺、甘油羟基硬脂酸酯、12-羟基硬脂酸、三羟乙基胺或三羟甲基丙烷椰油酸酯中的至少一种。

42、通过采用上述技术方案，使得改性纳米纤维素在于与水性聚氨酯乳液、氧化石墨烯、润湿剂、乳化剂、油性溶剂、水和硅烷偶联剂混合时，提高上述原料混合均匀度，同时降低纸张粘接复合胶的张力，促进纸张粘接复合胶浸润底纸，有利于提高底纸的柔韧性和耐弯折性能。

43、优选的，所述水性聚氨酯乳液的固含量为30-60％，聚氨酯的分子量为20000-50000。

44、通过采用上述技术方案，优化水性聚氨酯乳液的参数，提高纸张粘接复合胶的粘结性能，同时，不会影响纸张粘接复合胶浸润底纸和原纸的性能。

45、优选的，所述纳米纤维素、所述水性聚氨酯乳液和所述氧化石墨的重量份比为(18-23)：(45-50)：9。

46、通过采用上述技术方案，优化纳米纤维素、水性聚氨酯乳液和氧化石墨的重量份比，使得纸张粘接复合胶浸润底纸的性能提高，同时在纸张粘接复合胶固化后，提高原纸与底纸连接稳定性，提高底纸的柔韧性和耐弯折性能，减少镀铝复合纸出现爆色的可能。

47、优选的，所述润湿剂包括聚醚改性聚硅氧烷、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸或聚酯改性聚硅烷中的至少一种。

48、通过采用上述的润湿剂，有利于提高纸张粘接复合胶浸润底纸和原纸的性能。纸张粘接复合胶干燥固化后，提高原纸和底纸的粘结稳定性，同时提高底纸的柔韧性和耐弯折性能，使得镀铝复合纸不易爆色。

49、第二方面，本技术提供一种纸张粘接复合胶的制备方法，采用如下技术方案：

50、一种纸张粘接复合胶的制备方法，包括以下制备步骤：

51、s1、按照重量份计，将氧化石墨烯与水混合，得到氧化石墨烯水溶液；

52、s2、按照重量份计，将水性聚氨酯乳液、润湿剂、乳化剂和油性溶剂混合均匀，得到混合物a；

53、s3、按照重量份计，将氧化石墨烯水溶液、混合物a、硅烷偶联剂和纳米纤维素混合，研磨，得到纸张粘接复合胶。

54、通过采用上述技术方案，制备得到的纸张粘接用复合胶细腻、粘性好以及浸润底纸的性能强，且该纸张粘接用复合胶固化后，柔软性好，耐弯折性能强，不易折断。氧化石墨烯与水性聚氨酯乳液、纳米纤维素的相容性差，因此，将氧化石墨烯和水制备成氧化石墨烯水溶液，提高氧化石墨烯与水性聚氨酯乳液、纳米纤维素的相容性，防止在后续储存的过程中出现分层现象。

55、将水性聚氨酯乳液、润湿剂、乳化剂和油性溶剂混合制备混合物a，使得水性聚氨酯乳液能与纳米纤维素、氧化石墨混合，得到均匀度好的张粘接复合胶。

56、综上所述，本技术具有以下有益效果：

57、1、本技术通过将水性聚氨酯乳液、纳米纤维素、氧化石墨、润湿剂、乳化剂、水、油性溶剂和硅烷偶联剂制备纸张粘接复合胶，该纸张粘接复合胶粘接性好、浸润原纸和底纸的性能好，且固化后的柔韧性好且耐弯折性好。用于制备镀铝复合纸，能提高底纸与原纸的连接性能，且提高底纸的柔韧性和耐弯折性能。

58、2、本技术通过将纳米纤维素、铜乙二胺、马来酸酐、蓖麻油、20-25％的氢氧化钠溶液、10-15％的弱酸溶液和含羟基表面活性剂在制备改性纳米纤维素，能有效降低纳米纤维素表面羟基含量，同时使用改性纳米纤维素制备纸张粘接复合胶，使得纸张粘接复合胶浸润原纸和底纸的性能提高，且固化后其粘接性、防水性能以及柔韧性行均有所提高。