一种润湿好耐老化纸标签用水性丙烯酸压敏胶的制作方法

本发明涉及一种纸标签用水性压敏胶，尤其涉及一种润湿好、耐老化好的纸标签用水性丙烯酸压敏胶及其制备方法。

背景技术：

1、纸标签被应用于生活中的方方面面，纸标签使用的粘合剂为压敏胶，是一类在外力按压下能与被粘物粘结的粘合剂，目前常用的压敏胶有溶剂型，水基型和热熔型等。溶剂型压敏胶采用甲苯、苯等挥发有机物作溶剂，在使用过程中会产生大量voc，污染环境，危害工人生命健康，近几年，随着环保力度的不断加大，溶剂型压敏胶逐渐向水基型和热熔型压敏胶转变。

2、市场上水性压敏胶以丙烯酸乳液压敏胶为主，其具有制备工艺简单、成本低、安全无毒等优点，越来越受市场青睐。压敏胶的主要性能要求有三大力，初粘力、持粘力和剥离力，这三大力与压敏胶的分子量相关，一般压敏胶的初粘力和剥离力随着分子量增加而降低，持粘力随着分子量的增加而增加，所以需要将压敏胶的分子量控制在合适的水平才能使压敏胶展现较为均衡的性能。水性丙烯酸压敏胶中含有羧基，用于纸标签时，在纸标签存储的过程中，纸标签中的碳酸钙会释放钙离子渗透到纸标签的胶层中，钙离子会交联胶层中的羧基，使得胶层的分子量增加，导致标签的初粘降低。广东冠豪新高技术有限公司提出在铜版纸表面涂布一层pva从而阻止钙离子迁移，改善压敏胶老化后的粘接性能(doi:10.19696/j.issn1671-4571.2012.04.007)。但是该方法不仅增加了标签的成本，而且大大降低了生产效率，因此提升乳液的耐老化性才是解决问题的根本办法。如何提升水性丙烯酸压敏胶的耐老化性是目前主要技术难点。

3、氮丙啶基团可以与羧基反应，在丙烯酸树脂领域常用多官能度的氮丙啶作为后交联剂来提升胶层的力学性能，如专利cn103540217a和cn114517063b使用三官能度的氮丙啶作为后交联剂来提升胶层的性能，但是多官能度氮丙啶的加入会大大降低压敏胶的初粘，无法满足纸标签使用需求。专利cn101597355b中提到使用甲基氮丙啶作为交联剂，但是甲基氮丙啶只有一个氮丙啶基团，无法作为其专利中所述的丙烯酸树脂的交联剂使用，其实施例中加入的是丙烯亚胺衍生物，即甲基氮丙啶的衍生物，该衍生物含有多个氮丙啶基团。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述难题，提供一种润湿好耐老化好的纸标签用水性丙烯酸压敏胶，具有优异的耐老化性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种润湿好耐老化纸标签用水性丙烯酸压敏胶，包含水性丙烯酸乳液和单官能度氮丙啶，所述单官能度氮丙啶占水性丙烯酸乳液质量的0.3-4％。

4、本发明所述的水性丙烯酸乳液中羧基功能单体占总单体质量的1-3％。

5、本发明所述的压敏胶，在涂布烘干后单官能度氮丙啶会与胶层中的羧基反应，将羧基转化成酯基，氮丙啶基团会转化成伯胺基团，伯胺基团无法与钙离子反应，此外单官能度氮丙啶的作用仅仅是封住羧基，不会导致分子链的交联，故可以在不影响压敏胶初粘的前提下赋予其优异的耐老化性。常规的丙烯酸压敏胶羧基裸露出来，在老化的过程中会被钙离子交联，分子量增加，初粘降低，具体反应如下式中的反应1所示；而加入单官能度氮丙啶后，单官能度氮丙啶会和羧基反应，将羧基转换酯基同时生成伯胺基团，伯胺基团无法被钙离子交联，具体反应机理下式中的反应2所示。

6、

7、本发明所述水性丙烯酸压敏胶的璃化转变温度为-46～-25℃，优选-40～-30℃。

8、本发明中，所述耐老化纸标签用水性丙烯酸压敏胶包含以下功能单体：丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或多种。

9、所述功能单体用量占总单体质量的1％-3％，其中总单体包括聚合单体和功能单体。

10、本发明中，所述耐老化纸标签用水性丙烯酸压敏胶的制备方法，包含如下步骤：

11、s1：将水和乳化剂加入乳化釜中搅拌，继续加入聚合单体和功能单体混合物搅拌，制得预乳化液；

12、s2：(1)釜中加入水和部分预乳化液搅拌升温，加入引发剂溶液，升温后保温，制得种子乳液；

13、(2)加入剩余预乳化液和引发剂溶液，加入完毕后升温并保温反应；

14、s3：反应结束后加入后处理剂消除未反应单体，降温，加入ph调节剂，过滤出料。

15、本发明中，s1中所述乳化剂选自烷基酚聚氧乙烯醚(op10)、十三碳醇聚氧乙烯醚流酸钠盐(cm-30)、烷基聚乙二醇醚硫酸钠(epa-073)中的一种或多种，优选为cm-30和op10的混合物。

16、优选地，所述乳化剂用量占总单体混合物总质量的0.5-1.5％。

17、本发明中，s1中所述聚合单体选自(甲基)丙烯酸酯单体或(甲基)丙烯酸酯单体-乙烯基单体混合物；其中，所述(甲基)丙烯酸酯单体选自烷基链含有1-20碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯中的一种或多种，优选为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十八酯中的一种或多种，更优选为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或多种；所述乙烯基单体选自含有≤20个碳原子的羧酸的乙烯基酯和含有≤20个碳原子的乙烯基芳香族化合物中的一种或多种；所述含有≤20个碳原子的羧酸的乙烯基酯为乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯或硬脂酸乙烯酯中的一种或多种；所述≤20个碳原子的乙烯基芳香族化合物选自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯和乙烯基甲苯中的一种或多种。

18、优选地，所述聚合单体用量占总单体混合物总质量的97％-99％。

19、本发明中，s2中所述引发剂为热引发性引发剂和/或氧化还原引发剂；其中，所述热引发性引发剂优选为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢、过氧化氢、bpo、aibn中的一种或多种；所述氧化还原引发剂由氧化剂和还原剂组成，其中氧化剂优选为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢、过氧化氢、bpo、aibn中的一种或多种，所述还原剂优选亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、吊白块、抗坏血酸中的一种或多种。

20、优选地，所述引发剂的用量占总单体质量的0.2-0.5％，优选0.3-0.4％。

21、本发明中，s2中先加入的部分预乳化液占全部乳化液质量的5％-15％，优选6-10％。

22、本发明中，s2的步骤(1)中加入引发剂溶液后升温至83-85℃。

23、本发明中，s2的步骤(2)中，所述升温至85-88℃，保温时间为20-40min。

24、本发明中，s3所述后处理剂为氧化剂和还原剂；优选地，所述氧化剂为过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过二硫酸钠、过二硫酸钾、过二硫酸铵中的一种或多种；所述还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、吊白块、抗坏血酸中的一种或多种；优选地，所述氧化剂和还原剂的质量比为1:1-3:1。

25、优选地，所述后处理剂的用量为单体混合物总质量的0.1-0.5％。

26、本发明中，s3所述ph调节剂为氨水。

27、作为优选的方案，本发明所述的压敏胶还包含润湿剂、消泡剂。

28、本发明所述润湿剂包括ot-75、ot-50、we-3485和st-83等市面上常规润湿剂。

29、本发明所述消泡剂为常规矿物油类消泡剂，如df691、df7072、巴斯夫2410等。

30、本发明中，所述的压敏胶的制备方法，包括以下步骤，称取100质量份的水性丙烯酸乳液，加入0.2-0.4质量份的润湿剂，0.1-0.2质量份的消泡剂和0.3-4质量份的单官能度氮丙啶，混合均匀。

31、本发明中所述单官能度氮丙啶选自氮丙啶、甲基氮丙啶、乙基氮丙啶、2-丙基-氮丙啶、(2s)-2-(2-甲基丙基)氮丙啶、反-2,3-联苯基-1-丙基氮丙啶中的一种或多种，与羧基有很好的反应活性，单官能度氮丙啶封端对压敏胶的初粘影响较小，使用氮丙啶交联剂会严重降低压敏胶的初粘。此外相对于其他单官能度氮丙啶，如甲基氮丙啶反-2,3-联苯基-1-丙基氮丙啶

32、中氮丙啶基团连接了两个苯环，具有较大的空间位阻作用，与羧基的反应活性相对较低，与水性丙烯酸压敏胶复配后拥有更长的开放时间。