新型固体胶棒的研制与性能

康小孟　罗志臣

摘要： 以水性环氧树脂（WEP）为粘料、硬脂酸为赋型剂、甘油为保湿剂制得固体胶棒。采用单因素法考查了配方中主要成分用量对固体胶棒性能的影响。结果表明，当W（WEP）=40%、W（硬脂酸）=8%、W（水）=45%、W（甘油）=7%，m（硬脂酸）∶m（KOH）=6.5∶1，中和反应温度75～80 ℃时，制得的固体胶棒综合性能最佳。

关键词：水性环氧树脂；固体胶棒；硬脂酸；性能

1 前言

纸制品粘接用固体胶棒是由液态胶粘剂、赋型剂（易凝固成型的物质）、保湿剂等组成[1]。目前市售的固体胶棒大多采用PVA和PVP为粘料，其生产成本低而具有较好的市场竞争力。但是，大多存在胶体黏度大、涂抹性能差、保湿性差、游离甲醛含量超标等缺陷[2]。

本研究以环保型的水性环氧树脂为粘料、硬脂酸为赋型剂、甘油为保湿剂制得一种粘接力强、涂抹顺滑、保湿性好、不含游离甲醛和成本较低的固体胶棒。

2 实验部分

2.1 实验原料

水性环氧树脂（固含量30%），自制；硬脂酸、氢氧化钾、甘油，均为工业品。

2.2 生产工艺

在装有电动搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入一定量的去离子水和硬脂酸固体，升温至75～80 ℃，缓慢加入30%KOH溶液，搅拌反应45 min；调节pH值至9左右，加入预热好的水性环氧树脂乳液，搅拌均匀；再加入适量的甘油搅拌均匀后，在75 ℃左右保温灌装，即得到固体胶棒成品。

2.3 性能测试

固体胶棒的性能（粘接性、保湿性、赋型性、涂布性等）按QB/T 2857—2007测试。

pH值：采用 pH精密试纸检测。

3 结果与讨论

3.1 水性环氧树脂含量对胶棒性能的影响

固体胶棒的粘接性主要是由组分中的树脂粘料决定的。水性环氧树脂具有良好的粘接性能和力学强度，并且不含游离甲醛，与固体胶的其他组分有良好的相容性。所以，本研究选择水性环氧树脂乳液作为固体胶棒的基体树脂。

粘料的含量对胶棒的粘接性和涂布性能影响很大。若含量过多时，其涂布性能较差；若含量过少，则粘接性能达不到要求[3]。当WEP质量分数为40%左右时，胶棒的粘接性和涂布性较好。

3.2 硬脂酸含量对胶棒性能的影响

固体胶棒必须具有良好的赋型性和足够的机械强度，在使用时才能使其顺利地随底座的旋转而自由地进出外套。WEP呈液态，欲将其制成固体胶棒必须加入赋型剂。选用硬脂酸作为赋型剂，其含量对产品性能的影响见表1

由表1可知，硬脂酸用量越多，固体胶棒越硬、赋型性越好且涂抹阻力越小，但粘接性越低；硬脂酸用量过少，固体胶棒过软、赋型性较差（旋出后不能回复到原来位置），并且涂抹阻力大（会掉渣）。 综合考虑，硬脂酸质量分数在8%时较适宜。

3.3 m（硬脂酸）：m（KOH）配比对胶棒性能的影响

在固体胶棒的制备过程中，为了增加赋型剂硬脂酸的水溶性需要将其与KOH进行中和成盐反应，中和反应是否完全对固体胶的性能有较大影响[4]。

实验结果表明，m（硬脂酸）：m（KOH）比例过低时，固体胶不能赋型；比例过高时，会影响固体胶棒的综合性能。综合考虑，m（硬脂酸）：m（KOH）=6.5∶1时较适宜。

3.4 溶剂水含量对胶棒性能的影响

水是制备固体胶棒的溶剂，其含量对固体胶棒的粘接性能及硬度影响较大。

实验发现，溶剂水的含量过少时，固体胶不能成型；含量过多时，固体胶综合性能受影响。综合考虑，水含量在45%时较为合适。

3.5 保湿剂含量对胶棒性能的影响

固体胶棒中如果不加保湿剂，其水分会逐渐流失，导致固体胶变干萎缩，严重影响固体胶棒的使用寿命。经实验确定，固体胶棒中保湿剂甘油的用量在7%时综合性能较佳，若甘油太多会使粘接力降低。

4 结语

（1）以WEP乳液为固体胶棒的基体树脂、硬脂酸为赋型剂、甘油为保湿剂等制备纸制品粘接用固体胶棒。采用单因素法考查了各影响因素对固体胶棒的粘接性能、赋型性、硬度等性能的影响，确定了较佳的制备工艺。

（2）当W（WEP）=40%、W（硬脂酸）=8%、W（水）=45%、m（硬脂酸）：m（KOH）=6.5：l、W（甘油）=7%、中和反应温度为75～80 ℃时，制成的固体胶棒环保性好、成本较低且综合性能优良。

参考文献

[1]杨建平，陈熊飞，邵双喜，等.丙烯酸共聚物改性PVP固体胶的研制[J].粘接，2010（10）：67-69.

[2]徐金宝，王永红，钟国伦.透明性固体胶棒的研制[J].中国胶粘剂，2010，19（5）：36-38.

[3]徐艳英，杨凯.环保型固体胶棒的研制[J].中国胶粘剂，2008，17（3）：24-26.

[4]陈永红，魏亦军.固体文具胶生产若干问题的探讨[J].化学世界，2002（5）：275-277.