新型固體膠棒的研制與性能

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(duì)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(shí)，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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(biāo)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(qiáng)、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(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)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(dòng)攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計(jì)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(cè)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(cè)試。

pH值：采用 pH精密試紙檢測(cè)。

3 結(jié)果與討論

3.1 水性環(huán)氧樹脂含量對(duì)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(qiáng)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(duì)膠棒的粘接性和涂布性能影響很大。若含量過(guò)多時(shí)，其涂布性能較差；若含量過(guò)少，則粘接性能達(dá)不到要求[3]。當(dāng)WEP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%左右時(shí)，膠棒的粘接性和涂布性較好。

3.2 硬脂酸含量對(duì)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(jī)械強(qiáng)度，在使用時(shí)才能使其順利地隨底座的旋轉(zhuǎn)而自由地進(jìn)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(duì)產(chǎn)品性能的影響見(jiàn)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(guò)少，固體膠棒過(guò)軟、賦型性較差（旋出后不能回復(fù)到原來(lái)位置），并且涂抹阻力大（會(huì)掉渣）。 綜合考慮，硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%時(shí)較適宜。

3.3 m（硬脂酸）：m（KOH）配比對(duì)膠棒性能的影響

在固體膠棒的制備過(guò)程中，為了增加賦型劑硬脂酸的水溶性需要將其與KOH進(jìn)行中和成鹽反應(yīng)，中和反應(yīng)是否完全對(duì)固體膠的性能有較大影響[4]。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，m（硬脂酸）：m（KOH）比例過(guò)低時(shí)，固體膠不能賦型；比例過(guò)高時(shí)，會(huì)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(shí)較適宜。

3.4 溶劑水含量對(duì)膠棒性能的影響

水是制備固體膠棒的溶劑，其含量對(duì)固體膠棒的粘接性能及硬度影響較大。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溶劑水的含量過(guò)少時(shí)，固體膠不能成型；含量過(guò)多時(shí)，固體膠綜合性能受影響。綜合考慮，水含量在45%時(shí)較為合適。

3.5 保濕劑含量對(duì)膠棒性能的影響

固體膠棒中如果不加保濕劑，其水分會(huì)逐漸流失，導(dǎo)致固體膠變干萎縮，嚴(yán)重影響固體膠棒的使用壽命。經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定，固體膠棒中保濕劑甘油的用量在7%時(shí)綜合性能較佳，若甘油太多會(huì)使粘接力降低。

4 結(jié)語(yǔ)

（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(duì)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(shí)，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(xiàn)

[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(guó)倫.透明性固體膠棒的研制[J].中國(guó)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(guó)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(wèn)題的探討[J].化學(xué)世界，2002（5）：275-277.