一種有機(jī)蒙脫土及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及膠粘劑制備技術(shù)，尤其設(shè)及一種有機(jī)蒙脫±及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 水基型聚醋酸乙締膠粘劑是目前用途最廣、用量最大的環(huán)保膠粘劑品種之一。它 是W水為分散介質(zhì)進(jìn)行乳液聚合而得，是一種水性環(huán)保膠。由于具有成膜性好、粘接強(qiáng)度 高，固化速度快、耐稀酸稀堿性好、使用方便、價格便宜、不含有機(jī)溶劑等特點，被廣泛應(yīng)用 于木材、家具、裝修、印刷、紡織、皮革、造紙等行業(yè)，是一種非常環(huán)保用膠粘劑。干燥快、初 粘性好、操作性佳；粘接力強(qiáng)、抗壓強(qiáng)度高；耐熱性強(qiáng)。廣泛用于半室外和室外創(chuàng)花板、膠合 板、層積木及木材冷固性指接上。運些膠合板材在木口等家具制造過程中被廣泛應(yīng)用，板幅 面大，品種多，機(jī)械加工性能好，容易膠合及表面裝飾性好。既用于室內(nèi)外的裝修也可用于 制造局品質(zhì)豕具。
[0003] 聚合物因其性能優(yōu)異、價格低廉而被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，但是大多數(shù)的聚合物 材料屬于易燃、可燃材料，燃燒時熱釋放速率大、熱值高、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤灰籽鏈?，還產(chǎn) 生濃煙和有毒氣體，因此對聚合物進(jìn)行阻燃設(shè)計十分重要。按阻燃元素種類，阻燃劑常分為 面系阻燃劑、憐系阻燃劑、膨脹型阻燃劑、無機(jī)阻燃劑等。由于面系阻燃劑阻燃的材料在燃 燒時會產(chǎn)生大量有毒、有腐蝕性的煙霧，對環(huán)境有污染?；诃h(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要 求，無面阻燃體系具有非常廣闊的發(fā)展前景。
[0004] 蒙脫±是一種重要的非金屬礦產(chǎn)，W蒙脫石為主要成分的天然納米吸附材料，研 究表明：加入少量的有機(jī)蒙脫±可使聚合物材料的強(qiáng)度、模量、耐熱性、氣體阻隔性、阻燃等 性能大幅度提高。蒙脫±屬于無機(jī)納米阻燃劑，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、不影響材料的透明 度W及低成本、加工方便等優(yōu)點，不僅提高了聚合物的機(jī)械性能，為聚合物阻燃開辟了新途 徑。為此，開發(fā)一種蒙脫±改性聚醋酸乙締醋乳液壓板用膠粘劑具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社 會效益。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]針對上述問題，本發(fā)明通過對蒙脫±的有機(jī)改性，提高水溶性，得到有機(jī)蒙脫±， 并W此提供了一種制備膠粘劑的方法，具有操作簡便、制備效率高，適用于現(xiàn)代化大規(guī)模的 生產(chǎn)需要。制備得到的膠粘劑，具有初粘力快、粘接強(qiáng)度高、阻燃的特點，且W水為分散介 質(zhì)，揮發(fā)物對人體和環(huán)境不會造成危害，生產(chǎn)環(huán)境安全，火災(zāi)危險系數(shù)大大降低
[0006] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種有機(jī)蒙脫±，通過W下步驟制備 得到： W07] (1)將20-30重量份的天然蒙脫±加入到100-120重量份的水中，攬拌約 2. 5-3. Oh,靜置5-化，然后除去大于200目粗砂； 陽00引 似在步驟1處理后的溶液中加入3-4重量份的憐酸鋼鹽和0. 6-0. 8重量份的濃 度為33wt%鹽酸溶液，使體系的抑值為5-6,攬拌后，進(jìn)一步除去大于400目碎屑礦物（長 石、碳酸鹽等）；
[0009] (3)重復(fù)步驟（2) 2-3次，得到蒙脫±漿料；
[0010] (4)在蒙脫±漿料中邊攬拌邊加入2. 0-2. 2重量份的甜菜堿，在80°C -82°C水浴中 加熱攬拌2. 0-2.化后，過濾干燥，研磨后過600目篩，得到的粉末即為有機(jī)蒙脫±。
[0011] 進(jìn)一步地，所述憐酸鋼鹽為六偏憐酸鋼。
[0012] 進(jìn)一步地，所述甜菜堿為挪油酷胺丙基甜菜堿和十八酷胺基丙基甜菜堿中的一種 或其混合物。
[0013] 一種有機(jī)蒙脫±的應(yīng)用，該應(yīng)用為將有機(jī)蒙脫±用于制備聚醋酸乙締醋乳液阻燃 壓板用膠粘劑。
[0014] 進(jìn)一步地，上述應(yīng)用包括W下步驟：
[0015] 曰、將0. 15-0. 2重量份的引發(fā)劑溶解于2. 85-3. 8重量份水中，得到引發(fā)劑溶液；將 28. 0-30. 0重量份的醋酸乙締醋、0. 5-0. 8重量份的丙締酸、1. 0-1. 2重量份的自交聯(lián)單體 混合攬拌均勻，制成29. 5-32重量份的混合單體；
[0016] b、在反應(yīng)蓋中加入57. 55-62. 55重量份的水，4. 0-5. 0重量份的有機(jī)蒙脫±， 0. 15-0. 2重量份的緩沖劑，0. 1-0. 15重量份的消泡劑，攬拌均勻，升溫至72°C -74°C，加入 1. 5-2. 0重量份的步驟a配制的引發(fā)劑溶液后，同時滴加步驟a制備29. 5-32重量份的混合 單體和1. 2-1. 6重量份的引發(fā)劑溶液，滴加時間2. 5-3小時；
[0017] C、單體加完繼續(xù)反應(yīng)20-30分鐘，升溫至90°C -92°C，加入0. 3-0. 4重量份的步驟 a制備的引發(fā)劑溶液，保溫反應(yīng)50-60分鐘后，降溫至50°C -60°C時加入0. 5-0. 8重量份的 增塑劑、0. 2-0. 3重量份的防腐劑，邊降溫邊攬拌20-30分鐘后形成成品。
[0018] 進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑為過硫酸錠，緩沖劑為憐酸二氨鋼，自交聯(lián)單體為乙酷乙酸 基甲基丙締酸乙醋，增塑劑為伊±曼環(huán)保增塑劑TXIB，消泡劑為DOW UC0N，防腐劑為苯甲酸 鋼。
[0019] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0020] 1、由于蒙脫石的特殊結(jié)構(gòu)，巧基膨潤±中巧離子作為結(jié)構(gòu)單元的可交換陽離子， 使得蒙脫石的晶體表面剩余的陰離子數(shù)幾乎為零，由于巧基膨潤±分散在水中后，單個晶 體之間有輕微的膨脹，但仍然保持聚集狀態(tài)，使得鑲嵌在其中的方英石等雜質(zhì)被包裹在其 中而不能被分離出來，給膨潤上的提純帶來了很大的麻煩，運就需要加入一些分散劑（如 六偏憐酸鋼）使得運些雜質(zhì)分離出來；
[0021] 2、通過對膨潤±進(jìn)行有機(jī)化，使膨潤±層間距增大，并改善層間微環(huán)境，加入甜菜 堿對膨潤±進(jìn)行處理，得到陰-陽雙離子處理改性膨潤±，增加在水中的分散性W及聚合 過程中醋酸乙締醋進(jìn)入到膨潤±層狀結(jié)構(gòu)中的能力；
[0022] 3、甜菜堿結(jié)構(gòu)式為RN+(CH3)2CH2C00，在分子中的陰離子為簇基，陽離子為季錠基， 在酸性、中性或堿性介質(zhì)中均能溶解于水，可W在任何抑的水溶液中使用，其中所選甜菜 堿結(jié)構(gòu)中含有氮原子，在后述有機(jī)膨潤±作為保護(hù)膠體應(yīng)用過程中，可與過氧化物引發(fā)劑 組成氧化還原對，降低形成自由基活化能，縮短形成自由基誘導(dǎo)反應(yīng)時間，提高初級自由基 的形成效率。甜菜堿與聚合物單體或高分子鏈具有較強(qiáng)的物理或化學(xué)作用，W利于單體或 聚合物插層反應(yīng)的進(jìn)行，并且可W增強(qiáng)粘±片層與聚合物兩相間的界面粘結(jié)，有助于提高 復(fù)合材料的性能。從分子設(shè)計的觀點來看，甜菜堿的分子結(jié)構(gòu)應(yīng)與單體及其聚合物相容，可 具有參與聚合的基團(tuán)，運樣聚合物基體能夠通過離子鍵同娃酸鹽片層相連接，大大提高聚 合物與層狀娃酸鹽間的界面相互作用。
[0023] 4、由于膨潤±層狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的結(jié)晶缺陷導(dǎo)致其具有Lewis酸特征，可W促進(jìn)材料 燃燒時成碳并起到阻隔作用，作為成碳促進(jìn)劑，可W抑制烙滴、降低材料的熱釋放速率、降 低聚合物的降解速率及提供復(fù)合材料抗燃燒的保護(hù)屏障。膨潤±復(fù)合材料在燃燒過程中， 材料表面形成了一種高性能的炭化-娃酸鹽結(jié)構(gòu)，它對下面的未燃材料起到隔熱和分離作 用，并減緩了分解產(chǎn)生的可揮發(fā)產(chǎn)物的擴(kuò)散，降低了材料的質(zhì)量損失速率，起到了阻燃作 用。
[0024] 綜上，本發(fā)明設(shè)計的膠粘劑具有初粘力快、低成本、阻燃、粘接強(qiáng)度高的特點，且揮 發(fā)物不會對環(huán)境和人體造成危害。
【具體實施方式】
[0025] 下面就具體的配比和所得的膠粘劑性能進(jìn)行闡述。 陽0%] 實施例1
[0027] (1)有機(jī)蒙脫上制備：
[0028] (1. 1)將20公斤天然蒙脫±置于已加入100公斤水的裝置中，攬拌約2.5小時，靜 置5小時，然后除去下層大于200目粗砂。
[0029] (1. 2)再加入3公斤六偏憐酸鋼，加入0. 6公斤濃度為33wt%鹽酸溶液，使體系的 抑值為5-6,攬拌后，進(jìn)一步分大于400目碎屑礦物（長石、碳酸鹽等）；
[0030] (1. 3)反復(fù)步驟1. 2操作2次，得到蒙脫±漿料或懸浮液即提純鋼化后蒙脫± ;
[0031] (1. 4)有機(jī)化：在上述提純的鋼基蒙脫±溶液中邊攬拌邊加入2. 0公斤挪油酷胺 丙基甜菜堿，在80°C水浴中加熱攬拌2. 0小時后，過濾干燥，研磨后過600目篩，得到的粉末 即為有機(jī)蒙脫上。
[0032] 似有機(jī)蒙脫±改性聚醋酸乙締醋乳液阻燃壓板用膠粘劑制備：
[0033] a、將1. 5公斤過硫酸錠溶解于28. 5公斤水中，得到過硫酸錠溶液；將280公斤醋 酸乙締醋、5公斤丙締酸、10公斤乙酷乙酸基甲基丙締酸乙醋混合攬拌均勻，制成295公斤 混合單體；
[0034] b、在反應(yīng)蓋中加入625. 5公斤水，40公斤有機(jī)蒙脫±，1. 5公斤憐酸二氨鋼，1公斤 消泡劑DOW UC0N，攬拌均勻，升溫至72°C，加入15公斤步驟a配制的過硫酸錠溶液后，滴加 步驟a制備295公斤混合單體，同時滴加12公斤過硫酸錠溶液，滴加時間2. 5小時；
[0035] C、單體加完繼續(xù)反應(yīng)20分鐘，升溫至90°C，加入3公斤步驟a制備的過硫酸錠溶 液，保溫反應(yīng)50分鐘后，降溫至50°C時加入5公斤TXIB、2公斤苯甲酸鋼，邊降溫邊攬拌20 分鐘后形成成品。
[0036] 實施例2
[0037] (1)有機(jī)蒙脫上制備：
[0038] (1. 1)將25公斤天然蒙脫±置于已加入110公斤水的裝置中，攬拌約2.8小時，靜 置5. 5小時，然后除去下層大于200目粗砂。
[0039] (1. 2)再加入3. 5公斤六偏憐酸鋼，加入0. 7公斤濃度為33%鹽酸溶液，使體系的 抑值為5-6,攬拌后，進(jìn)一步分大于40