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化工原料常见问题

PVP型固体胶棒

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  PVP固体胶:


  一种新型环保固体胶。


  PVP是性能优异、用途广泛的水溶性高分子化合物,属高科技含量、高附加值精细化工产品,是国际倡导的重要化工中间体和医药中间体。作为主料,具有粘度高,无毒环保等特点的一种固体胶。


  PVP固体胶的特点:


  粘度高,初粘力好,适合办公用纸的粘合。


  涂布性好,涂层薄而均匀。相比PVA固体胶,涂抹阻力小很多。


  稳定性好,在涂布受力时不变形,且能适应各种气候条件,贮存期长。


  安全无毒,制作过程中不像PVA固体胶那样必须添加甲醛,同时PVP本身就是一种无毒原料,因此PVP固体胶无毒环保,特别适合儿童使用。


  PVP固体胶在国内由于价格较贵,市场相当狭小。但是出口的固体胶却都是PVP的,欧美市场的固体胶市场主要以PVP为主。随着环保意识的增强,PVP固体胶的未来市场前景有望取代现在的PVA固体胶。

        

  生产工艺:

        胶棒生产工艺.png

  PVP固体胶国内市场:


  PVP固体胶由于价格较贵,国内PVP固体胶市场不是很大,生产PVP固体胶的企业并不多。


  国内常见而且还比较好的品牌有得力,固易(未查到),晨光,诚顺(未查到),益而高(未看到胶棒)等,以上同时还生产普通PVA固体胶。


  全球市场:


  固体胶棒主要生产商包括:


  Henkel(PrittStick)


  3M(Scotch)


  Elmers


  UHUGmbH


  Kores


  Deli


  M&G


  Crayola


  AmosCorporation


  FilaInternational(GIOTTO)


  Bostik


  KOKUYO


  JONGIENAR


  GuangboGroup


  【1】《丙烯酸共聚物改性PVP固体胶的研制》,2010


  由PVP作粘料,甘油和山梨醇为保湿剂,硬脂酸钠作赋形剂,添加防腐剂和消泡剂(因为PVP会发泡)混合而成。把几种原料加热至80℃以上溶解混匀,再灌装到带有推进器的塑料管中,冷却至室温便得到成型制品。


  目前普遍遇到的难题是胶的粘度大,灌装速度慢,气泡不易溢出,易形成空洞而报废。


  本文探讨了不同pH值下丙烯酸共聚物(AS)与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)相溶性;考查了固体胶溶液黏度与聚乙烯吡咯烷酮浓度、硬脂酸钠浓度和丙烯酸共聚物浓度的关系。发现添加丙烯酸共聚物能降低固体胶溶液黏度,提高固体胶的生产效率和灌装效率。设计了丙烯酸共聚物改性PVP固体胶的配方和工艺,测试了固体胶的性能。按PVP22%、AS4%、硬脂酸钠6%、保湿剂13%、消泡剂0.2%和防腐剂0.2%的配比生产的AS改性PVP固体胶,粘性良好、安全无毒,产品的所有性能指标达到或超过国标要求。


  结论:在pH≥8(通过氢氧化钠调节)的条件下,AS与PVP水溶液具有良好的相溶性。


  1.固体胶粘度与PVP的用量关系


  硬脂酸钠5%、保湿剂13%、防腐剂0.2%和消泡剂0.2%的条件下:


  未加AS时,固体胶的黏度随着PVP用量的增加逐渐增大。PVP的用量应不低于22%,否则粘接强度不能达标。此时固体胶的黏度大于14.0Pa·s,灌胶比较困难,胶液中的气泡也难于溢出,生产效率较低,次品率高。


  当加入3%的AS后,固体胶的黏度急速下降。在PVP的用量大于22%时,黏度降至5.8Pa·s以下,说明AS可有效降低固体胶黏度。


  2.AS用量对固体胶粘度的影响


  在固定PVP24%、硬脂酸钠5%、保湿剂13%、防腐剂0.2%和消泡剂0.2%的条件下:


  固体胶的黏度随着AS用量的增加而逐渐降低。当AS用量为4%时,黏度降低到6.85Pa·s,这对固体胶的灌装生产极为有利,可以用单头灌多只的浇模方法灌装。


  【2】《水性环氧树脂改性聚乙烯吡咯烷酮固体胶的研制》,2014


  本研究以自制的环保型的水性环氧树脂共混改性PVP作为胶粘剂,通过添加赋型剂、保湿剂等助剂,制成符合要求的固体胶棒。主要考察水性环氧树脂对固体胶黏度及产品性能的影响,优化PVP型固体胶配方。


  结论:加水性环氧树脂的固体胶综合性能较好,安全环保,指标接近或达到国标规定。


  1.固体胶黏度与PVP用量的关系


  固定硬脂酸钾6%、甘油10%、防腐剂0.3%的条件下:


  未加水性环氧树脂时,固体胶的黏度随着PVP用量的增加而逐渐变大。PVP的用量不应低于24%,否则固体胶的粘接强度不达标。而此时固体胶的黏度大于15.0Pa.s,造成灌装困难,生产效率较低,产品的次品率也较高。


  但是当加入5%的水性环氧树脂后,固体胶的黏度急速下降。在PVP的用量大于24%时,黏度下降至7.2Pa.s以下,说明水性环氧树脂的加入能够有效降低固体胶的黏度。


  2.固体胶配方及性能


  (1)水性环氧树脂的加入能够有效降低PVP型固体胶溶液的黏度。用量在6%左右时,可大幅降低PVP胶液的黏度,提高了固体胶的灌装效率和产品的合格率。


  (2)按配方PVP24%、水性环氧树脂6%、硬脂酸钾6%、甘油10%、防腐剂0.3%生产环保型PVP型固体胶,产品的性能接近或达到国标要求。


  【3】《高透明环保型固体胶棒的制备与性能研究》,2018


  目前,固体胶棒是学生文具和办公用品领域中使用较多的胶粘剂,市售的固体胶根据所使用的胶粘剂主要可分为聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和丙烯酸树脂3种类型。在国内,使用相对最多的是廉价的PVA固体胶,但是这类固体胶在制备过程中需与甲醛反应,存在游离甲醛的问题。


  近年来,新型环保型固体胶棒的研究多以丙烯酸和聚氨酯类材料为主,但是这两种材料在制备过程中可能会存在单体残留和乳化剂的问题,而这些有害物质的限量和检测尚未建立相关标准规范。因此,相较而言PVP胶粘剂是较为环保安全的。本研究采用PVP作为主体胶粘剂,制备了具有较透明的固体胶棒;相较于采用钾离子改性产物而言,该固体胶具有相对更高的透光率。


  本研究采用以PVP(聚乙烯吡咯烷酮)为胶粘剂的基体树脂、硬脂酸为赋形剂、丙三醇和乙醇为保湿抗冻剂,通过调整主要材料(如丙三醇、乙醇和PVP等)的配比,从而制得了高透明环保型固体胶棒。


  研究结果表明:


  (1)在固体胶中,丙三醇除了作为传统意义上的抗冻剂和保湿剂,还对透光率有着较大影响,故适量增加丙三醇的掺量可提高固体胶的透光率。


  (2)PVP在固体胶中作为胶粘剂使用,但固体胶的透光率会随着PVP掺量的增加而下降,故在满足固体胶粘接性能的前提下,选择w(PVP)=30%时可制备较为透明的固体胶。


  (3)水分对固体胶棒的透光率有较大影响,水分会导致固体胶的透光率急剧下降,为了获得较透明的固体胶应尽量减少水分。


  (4)在PVP掺量固定的情况下,乙醇可以明显改善固体胶的透光率,但是过量的乙醇也会影响固体胶的耐寒性。


  (5)当w(丙三醇)=51%、w(PVP)=30%和w(乙醇)=9%时,制得透明的固体胶,而且粘接和耐寒性能良好,并能满足固体胶的实际使用需求。

          pvp包装图.png

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