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摘要：以丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯（BA）等為單體，正十二烷基硫醇為分子量調(diào)節(jié)劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，脂肪醇聚氧乙烯醚（OS-15）、壬基酚聚氧乙烯醚（OP-10）為乳化劑，氨水為pH值調(diào)節(jié)劑，采用水溶液聚合法，合成了新型自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)用塑料標(biāo)簽黏合劑.研究了乳化劑用量、單體組成比例、pH調(diào)節(jié)劑、反應(yīng)溫度等因素對(duì)產(chǎn)物性能的影響，確定了最佳實(shí)驗(yàn)條件.

關(guān)鍵詞：自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)；黏合劑；塑料瓶；乳化劑

目前，中國(guó)啤酒業(yè)成為世界啤酒市場(chǎng)中增長(zhǎng)最快、產(chǎn)銷量最大和競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的產(chǎn)業(yè)之一.在未來20年左右，這個(gè)市場(chǎng)仍然存在較大增長(zhǎng)的空間.長(zhǎng)久以來，啤酒一直以玻璃瓶包裝為主，尤其在我國(guó)，玻璃啤酒瓶的使用率達(dá)90%以上［1-3］.但玻璃瓶存在的固有缺陷引發(fā)了全球?qū)で罅畠r(jià)而適用的替代品的熱潮，歐美國(guó)家陸續(xù)出現(xiàn)了新型塑料PET啤酒包裝容器，我國(guó)在此課題上也不斷加大投入力度.鑒于此，原來已形成的高速啤酒線生產(chǎn)線的貼標(biāo)機(jī)也需求一種商標(biāo)膠，以適應(yīng)對(duì)塑料瓶具有優(yōu)良的初黏性及高速作業(yè)性，原來的黏合劑［4-6］因黏合材質(zhì)的不同，均適應(yīng)不了高速生產(chǎn)的要求，所以國(guó)內(nèi)外應(yīng)用塑料瓶的啤酒廠家急需一種適用塑料瓶的標(biāo)簽黏合劑.本研究根據(jù)現(xiàn)在黏合劑對(duì)塑料瓶黏合存在的缺陷，研制出新型自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)用塑料標(biāo)簽黏合劑，能適應(yīng)粘貼塑料瓶標(biāo)簽的貼標(biāo)機(jī)機(jī)速36000瓶/h及以上速度，并且達(dá)到很好的貼標(biāo)效果［7］.

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑與儀器

甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯：分析純，南京化學(xué)試劑股份有限公司；脂肪醇聚氧乙烯醚（OS-15）、壬基酚聚氧乙烯醚（OP-10），工業(yè)級(jí)，江蘇省海安石油化工廠；正十二烷基硫醇，化學(xué)純，山東西亞化學(xué)工業(yè)有限公司；過硫酸銨，工業(yè)級(jí)，陜西寶化科技有限責(zé)任公司；尼泊金乙酯（防腐劑），工業(yè)級(jí)，浙江圣效化學(xué)品有限公司；消泡劑（LA-8025），工業(yè)級(jí)，河南綠澳化工科技有限公司；聚乙烯醇：工業(yè)級(jí)，三西三維集團(tuán)股份有限公司；氨水，工業(yè)級(jí)；去離子水，自制.101A-Z型電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海市實(shí)驗(yàn)儀器總廠），ZNHW-1型電子節(jié)能控溫儀（鞏義市英峪予華儀器廠），D-7401型電動(dòng)攪拌器（天津市華興科學(xué)儀器廠），JJ1000B/d=0.01g電子天平（常熟市雙杰測(cè)試儀器廠），回流冷凝器，滴液漏斗（100mL），溫度計(jì)（0~150℃）.

1.2自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)用塑料瓶標(biāo)簽黏合劑的制備

將去離子水加入四口反應(yīng)瓶中，按比例加入OS-15、OP-10［8，10］，攪拌［9］10min；按配方比例依次加入丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸丁酯，繼續(xù)攪拌60~120min.先將過硫酸銨用部分去離子水溶解，將溶解好的80%過硫酸銨溶液加入上述反應(yīng)容器中，繼續(xù)攪拌10min制成預(yù)乳化反應(yīng)液A.在另一四口瓶中加入剩余重量的去離子水，加入聚乙烯醇，升溫至85~90℃，保溫2h，降溫至（82±2）℃.在勻速攪拌下，將上述溶解好的剩余的20%過硫酸銨溶液加入，再滴加預(yù)乳化反應(yīng)液A，控制3~4h滴加完，控制溫度（82±2）℃.將反應(yīng)液A滴加完畢后，（82±2）℃恒溫下繼續(xù)熟化反應(yīng)1~2h，降溫至40℃以下，用氨水調(diào)解pH值至7.0，加入消泡劑、防腐劑，繼續(xù)攪拌1h，得到均質(zhì)乳白色漿狀物，即得產(chǎn)物黏合劑［11-17］.

1.3黏合劑的性能黏合劑的性能

見表1.產(chǎn)物黏度的測(cè)定：取樣品于黏度測(cè)量容器中，調(diào)整溫度25℃，按GB/T2794—1995規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定.2結(jié)果與討論2.1乳化劑用量對(duì)黏合劑耐水性和穩(wěn)定性的影響乳化劑用量直接影響?zhàn)ず蟿┑乃苄裕S著水溶性增加，其耐水性就會(huì)降低；同時(shí)在水體系中，隨著水溶性增加，黏合劑的穩(wěn)定性也會(huì)增加［18］.在實(shí)驗(yàn)中，乳化劑用量通常是單體用量的2%~4%，乳化劑用量過少對(duì)乳化單體穩(wěn)定性達(dá)不到要求；如果過多，黏合劑的耐水性又會(huì)變差.表2是乳化劑用量對(duì)黏合劑耐水性和穩(wěn)定性的影響（其中OS-15與OP-10以質(zhì)量比2∶1復(fù)配）.由表2數(shù)據(jù)可知，乳化劑用量以3.0%為好.

2.2單體比例對(duì)黏合劑性能的影響

2.2.1甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸占單體總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)黏合劑黏度和耐水性的影響甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸用量占單體總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)黏合劑的黏度影響很大，同時(shí)對(duì)耐水性也有很大影響.黏合劑的黏性隨著甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸占單體總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加，耐水性隨著甲基丙烯酸甲試驗(yàn)結(jié)果表明，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸占單體總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以20%為最好，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸配比以質(zhì)量比5∶3比較好.2.2.2乙酸乙烯酯和丙烯酸丁酯配比對(duì)塑料瓶親和性的影響根據(jù)塑料的結(jié)構(gòu)特性，乙酸乙烯酯和丙烯酸丁酯對(duì)塑料的親和性起了關(guān)鍵性作用.表4是乙酸乙烯酯和丙烯酸丁酯配比對(duì)塑料瓶親和性的影響［20-23］.試驗(yàn)結(jié)果表明，乙酸乙烯酯和丙烯酸丁酯配比以質(zhì)量比1∶1比較好，其中乙酸乙烯酯和丙烯酸丁酯用量應(yīng)為單體總量的80%.2.3pH值對(duì)黏合劑流動(dòng)性的影響?zhàn)ず蟿┑牧鲃?dòng)性也是其性能表現(xiàn)的一個(gè)重要指標(biāo)［24］.流動(dòng)性太好，膠輥上保持不了膠，不適合自動(dòng)貼標(biāo)；流動(dòng)性太差，在貼標(biāo)機(jī)上成團(tuán)，膠不容易鋪勻，易造成甩膠、皺標(biāo)等現(xiàn)象.黏合劑流動(dòng)性檢測(cè)方法：取一個(gè)容量為300mL的塑料漏斗，將漏斗口的直徑制成10mm，將漏斗放置于鐵架臺(tái)上，下面放置一個(gè)100mL錐形瓶，將塑料漏斗加滿膠黏劑，松開下方漏斗口時(shí)開始計(jì)時(shí)，流出100mL升黏合劑時(shí)停止計(jì)時(shí)，用流出100mL黏合劑所用的時(shí)間來表征黏合劑的流動(dòng)性.pH值對(duì)膠黏劑流動(dòng)性的影響結(jié)果見表5.根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，pH值以7.0最適宜.3結(jié)論采用水溶液聚合法，合成了新型自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)用塑料標(biāo)簽黏合劑.最佳實(shí)驗(yàn)條件為：OS-15與OP-10以質(zhì)量比2∶1復(fù)配，占單體用量的3.0%；甲基丙烯酸和丙烯酸配比為質(zhì)量比5∶3，占整個(gè)單體用量的20%；乙酸乙烯酯和丙烯酸丁酯配比為質(zhì)量比1∶1，占整個(gè)單體用量的80%；體系pH值為7.0，最適合自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)用塑料瓶標(biāo)簽的粘貼.

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作者：劉志杰 陳利佳 莊玉偉 王鮮珍 張海軍 單位：河南綠澳化工科技有限公司