一種水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種化學(xué)膠粘劑，具體的說(shuō)是一種水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑；由預(yù)處理液和種子液混合構(gòu)成，所述預(yù)處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯(lián)單體再次乳化得到；種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到；所述改性單體為線型有機(jī)聚硅氧烷，該有機(jī)聚硅氧烷含有質(zhì)量百分比不低于0.5％的鏈烯基，交聯(lián)單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構(gòu)成，表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基?2?磺基琥珀酸鈉構(gòu)成；采用本發(fā)明技術(shù)方案的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，固化時(shí)間短、膠結(jié)強(qiáng)度高且環(huán)保無(wú)污染。
【專利說(shuō)明】
一種水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種化學(xué)膠粘劑，具體的說(shuō)是一種水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)合成膠粘劑生產(chǎn)廠家數(shù)多達(dá)I，200多家，產(chǎn)品品種超過(guò)3,000種，產(chǎn)能達(dá)300萬(wàn)噸/年，但具規(guī)模的廠家不超過(guò)百家，多數(shù)企業(yè)(尤其是作坊式小企業(yè))均可生產(chǎn)溶劑型膠粘劑。中國(guó)生產(chǎn)的氯丁膠粘劑、SBS膠粘劑基本上為三苯或含鹵代烴溶劑型，含有大量有害的有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)散發(fā)到空氣中使得長(zhǎng)期接觸的人員出現(xiàn)頭痛，眼、鼻和咽喉痛，咳嗽，癢，頭昏眼花，疲勞，注意力下降等的癥狀，非常不環(huán)保，可見(jiàn)環(huán)保型膠粘劑將會(huì)成為合成膠粘劑的主流。
[0003]目前美國(guó)及歐洲等先進(jìn)國(guó)家的建材已超過(guò)90%達(dá)到“綠色”標(biāo)準(zhǔn)，部分歐洲國(guó)家規(guī)范室內(nèi)有毒氣體含量不應(yīng)超過(guò)0.15mg/m3。部分國(guó)內(nèi)膠水廠家由于無(wú)法通過(guò)相關(guān)美國(guó)和歐洲綠色標(biāo)志檢測(cè)，導(dǎo)致一些國(guó)內(nèi)大量應(yīng)用廠家轉(zhuǎn)而選用國(guó)外產(chǎn)品。同時(shí)由于汽車業(yè)、醫(yī)療及航天航空業(yè)對(duì)膠粘劑質(zhì)量要求嚴(yán)格，使用條件苛刻，導(dǎo)致部分行業(yè)不得不依賴進(jìn)口高檔膠來(lái)控制品質(zhì)及環(huán)保問(wèn)題。普通的水性環(huán)保粘接劑在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已十分普遍，美國(guó)于1945年就開(kāi)始了聚醋酸乙烯酯水性膠粘劑工業(yè)化生產(chǎn)，之后又發(fā)展了其他種類的水性丙烯酸膠粘劑。美國(guó)與德國(guó)現(xiàn)階段主要是發(fā)展丙烯酸自交聯(lián)型水性膠粘劑，提高產(chǎn)品的粘接強(qiáng)度與耐熱、耐候性能。雖然近年來(lái)膠粘劑行業(yè)對(duì)丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性及制備功能性丙烯酸酯乳液受到了關(guān)注，但現(xiàn)有的水性膠粘劑多存在固化時(shí)間長(zhǎng)、膠結(jié)強(qiáng)度弱等諸多問(wèn)題，特別是在對(duì)膠接強(qiáng)度要求極高的結(jié)構(gòu)膠粘劑領(lǐng)域，目前在全球范圍內(nèi)尚屬空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種固化時(shí)間短、膠結(jié)強(qiáng)度高且環(huán)保無(wú)污染的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，由預(yù)處理液和種子液混合構(gòu)成，所述預(yù)處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯(lián)單體再次乳化得到;所述種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到；其中，所述丙烯酸甲酯為烷基碳數(shù)為3，所述改性單體為線型有機(jī)聚硅氧烷，該有機(jī)聚硅氧烷含有與硅鍵結(jié)合的鏈烯基，鏈烯基的質(zhì)量百分比不低于0.5%;所述甲基丙烯酸甲酯的烷基碳數(shù)為3?4的甲基丙烯酸烷基酯中的一種或幾種;所述交聯(lián)單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構(gòu)成，其中己二酸二酰肼在交聯(lián)單體中的質(zhì)量比不超過(guò)30%;所述表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基-2-磺基琥珀酸鈉構(gòu)成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉在表面活性單體中的質(zhì)量百分比不低于40%;所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機(jī)聚娃氧燒的質(zhì)量比為1:3?5:6:1。
[0006]優(yōu)選的，所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機(jī)聚硅氧烷的質(zhì)量比為1:4:6:10
[0007]優(yōu)選的，所述醋酸乙烯酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和偏氯乙烯的重量比為11:4:6:1。
[0008]優(yōu)選的，所述有機(jī)聚硅氧烷中含有的鏈烯基占其質(zhì)量百分比為0.6%，預(yù)處理液中有機(jī)聚硅氧烷與丙烯酸甲酯單體的質(zhì)量比為:1:0.7。
[0009]經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐，優(yōu)選的，所述交聯(lián)單體中甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的質(zhì)量比為2:7:1，所述交聯(lián)單體與甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.3:4。
[0010]優(yōu)選的，所述表面活性單體中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉的質(zhì)量百分比含量為54%，表面活性單體與丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.13:0.3。
[0011]優(yōu)選的，所述種子液制作時(shí)，應(yīng)控制反應(yīng)溫度在60?65°C，保證反應(yīng)時(shí)間至少為25min0
[0012]采用本發(fā)明技術(shù)方案的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑具有如下特點(diǎn):原材料來(lái)源廣泛，制備工藝簡(jiǎn)單，由于采用了水性膠粘劑的形式，相比于傳統(tǒng)的溶劑型膠黏劑，其揮發(fā)性有機(jī)物更少，更加的環(huán)保，同時(shí)其也對(duì)多種材料特別是常見(jiàn)建筑材料具有良好的黏結(jié)性能。具體來(lái)說(shuō)25°C下粘度可保證在70-200mPa.s;初粘力(鋼球號(hào))彡12;粘合強(qiáng)度(帆布/帆布，48H)彡1.8KN/M;海綿粘合對(duì)比測(cè)試:材質(zhì)完全破壞；固化時(shí)間短，速度快，0.2H粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)
1.1KN/M，0.5H后粘結(jié)強(qiáng)度即可超過(guò)1.7KN/M，膠水比重(g/ml)彡1.06;剪切強(qiáng)度彡2.3MPa，其它一般性指標(biāo)也均可達(dá)到國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB18583-2008。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
[0014]本發(fā)明提供一種水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，由預(yù)處理液和種子液混合構(gòu)成，預(yù)處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水混合物中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯(lián)單體再次乳化得到，留作備用，使用前可逐步升溫至25°C以保證反應(yīng)后快速粘結(jié);種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到，種子液制作應(yīng)控制反應(yīng)溫度在63°C，反應(yīng)時(shí)間為28min，使用前逐步控制溫度到25°C左右;其中，丙烯酸甲酯為烷基碳數(shù)為3，改性單體為線型有機(jī)聚硅氧烷，有機(jī)聚硅氧烷含有與硅鍵結(jié)合的鏈烯基，鏈烯基的質(zhì)量百分比0.6%;甲基丙烯酸甲酯的烷基碳數(shù)為3和4的甲基丙烯酸烷基酯各一種種;交聯(lián)單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構(gòu)成，其中己二酸二酰肼在交聯(lián)單體中的質(zhì)量27%;表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基-2-磺基琥珀酸鈉構(gòu)成，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機(jī)聚硅氧烷的質(zhì)量比為1:4:6:1。醋酸乙烯酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和偏氯乙烯的重量比，11:4:6:1。預(yù)處理液中有機(jī)聚硅氧烷與丙烯酸甲酯單體的質(zhì)量比為:1:0.7。交聯(lián)單體中甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的質(zhì)量比為2:7:1，所述交聯(lián)單體與甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.3:4。表面活性單體中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉的質(zhì)量百分比含量為54%，表面活性單體與丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.13:0.3。
[0015]以上取丙烯酸甲酯總量為lkg，水及冰水混合物的總重量為17kg，其余參照質(zhì)量比取料配制作。其中制作預(yù)處理液時(shí)，取丙烯酸甲酯0.7kg，制作種子液時(shí)，取丙烯酸甲酯
0.3kg。使用時(shí)通過(guò)混合預(yù)處理液和種子液并快速攪拌均勻，并在0.1H時(shí)內(nèi)將混合液使用完畢
[0016]適當(dāng)調(diào)節(jié)水含量，使膠水比重在1.04左右，最終制得的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，參照GB18583-2008標(biāo)準(zhǔn)，25 °C下粘度可保證在150mPa.s ；海綿粘合對(duì)比測(cè)試:材質(zhì)完全破壞；
0.2!1粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)1.13KN/M，0.5H后粘結(jié)強(qiáng)度即可超過(guò)1.75KN/M，剪切強(qiáng)度2.3MPa。
[0017]實(shí)施例2
[0018]本發(fā)明提供一種水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，由預(yù)處理液和種子液混合構(gòu)成，預(yù)處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水混合物中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯(lián)單體再次乳化得到，留作備用，使用前可逐步升溫至25°C以保證反應(yīng)后快速粘結(jié);種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到，種子液制作應(yīng)控制反應(yīng)溫度在600C，保證反應(yīng)時(shí)間為25min，使用前逐步控制溫度到25°C左右;其中，丙烯酸甲酯為烷基碳數(shù)為3，改性單體為線型有機(jī)聚硅氧烷，該有機(jī)聚硅氧烷含有與硅鍵結(jié)合的鏈烯基，有機(jī)聚硅氧烷中鏈烯基的質(zhì)量百分比為0.5%;甲基丙烯酸甲酯的烷基碳數(shù)為3的甲基丙烯酸烷基酯;交聯(lián)單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構(gòu)成，其中己二酸二酰肼在交聯(lián)單體中的質(zhì)量比為30% ;表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基-2-磺基琥珀酸鈉構(gòu)成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉在表面活性單體中的質(zhì)量百分比為40%;丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機(jī)聚硅氧烷的質(zhì)量比為1:3:6:1。醋酸乙烯酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和偏氯乙烯的重量比為11:3:6:1，預(yù)處理液中有機(jī)聚硅氧烷與丙烯酸甲酯單體的質(zhì)量比為:1:0.7;交聯(lián)單體中甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的質(zhì)量比為2:7:1，所述交聯(lián)單體與甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.3:3;表面活性單體與丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.13:0.3。
[0019]以上取丙烯酸甲酯總量為lkg，水及冰水混合物的總重量為16kg，其余參照質(zhì)量比取料配制作。適當(dāng)調(diào)節(jié)水含量，使膠水比重在1.06左右，最終制得的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，參照GB18583-2008標(biāo)準(zhǔn)，25°C下粘度可保證在75mPa.s ；海綿粘合對(duì)比測(cè)試:材質(zhì)完全破壞;0.2!1粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)1.12KN/M，0.5H后粘結(jié)強(qiáng)度即可超過(guò)1.85KN/M，剪切強(qiáng)度為2.34MPa。
[0020]實(shí)施例3
[0021]本發(fā)明提供一種水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，由預(yù)處理液和種子液混合構(gòu)成，預(yù)處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水混合物中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯(lián)單體再次乳化得到，留作備用，使用前可逐步升溫至25°C以保證反應(yīng)后快速粘結(jié);種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到，種子液制作應(yīng)控制反應(yīng)溫度在650C，保證反應(yīng)時(shí)間至少為30min，使用前逐步控制溫度到25°C左右；其中，丙烯酸甲酯為烷基碳數(shù)為3，改性單體為線型有機(jī)聚硅氧烷，該有機(jī)聚硅氧烷含有與硅鍵結(jié)合的鏈烯基，鏈烯基的質(zhì)量百分比為0.7%;甲基丙烯酸甲酯的烷基碳數(shù)為4;交聯(lián)單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構(gòu)成，其中己二酸二酰肼在交聯(lián)單體中的質(zhì)量比為23%;表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基-2-磺基琥珀酸鈉構(gòu)成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉在表面活性單體中的質(zhì)量百分比為48%;丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機(jī)聚硅氧烷的質(zhì)量比為1:5:6:1;醋酸乙烯酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和偏氯乙烯的重量比為11:5:6:1，預(yù)處理液中有機(jī)聚硅氧烷與丙烯酸甲酯單體的質(zhì)量比為:1:0.7，交聯(lián)單體中甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的質(zhì)量比為2:7:1，交聯(lián)單體與甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.3:5，表面活性單體與丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.13:0.3。
[0022]以上取丙烯酸甲酯總量為lkg，水及冰水混合物的總重量為19kg，其余參照質(zhì)量比取料配制作。適當(dāng)調(diào)節(jié)水含量，使膠水比重在I.03左右，最終制得的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，參照GB18583-2008標(biāo)準(zhǔn)，25°C下粘度可保證在150mPa.s ；海綿粘合對(duì)比測(cè)試:材質(zhì)完全破壞；0.2H粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)1.18KN/M，0.5H后粘結(jié)強(qiáng)度即可超過(guò)1.84KN/M，剪切強(qiáng)度超過(guò)2.4MPa0
[0023]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，方案中公知的原材料特性等常識(shí)在此未作過(guò)多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明配料及配比工藝的前提下，還可以作出若干的改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，由預(yù)處理液和種子液混合構(gòu)成，其特征在于:所述預(yù)處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯(lián)單體再次乳化得到;所述種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到；其中，所述丙烯酸甲酯為烷基碳數(shù)為3，所述改性單體為線型有機(jī)聚硅氧烷，該有機(jī)聚硅氧烷含有與硅鍵結(jié)合的鏈烯基，鏈烯基的質(zhì)量百分比不低于0.5%;所述甲基丙烯酸甲酯的烷基碳數(shù)為3?4的甲基丙烯酸烷基酯中的一種或幾種;所述交聯(lián)單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構(gòu)成，其中己二酸二酰肼在交聯(lián)單體中的質(zhì)量比不超過(guò)30%;所述表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基-2-磺基琥珀酸鈉構(gòu)成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉在表面活性單體中的質(zhì)量百分比不低于40%;所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機(jī)聚硅氧烷的質(zhì)量比為1:3?5:6:1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，其特征在于:所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機(jī)聚硅氧烷的質(zhì)量比為1:4:6:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，其特征在于:所述醋酸乙烯酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和偏氯乙烯的重量比為11:4:6:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，其特征在于:所述有機(jī)聚硅氧烷中含有的鏈烯基占其質(zhì)量百分比為0.6%，預(yù)處理液中有機(jī)聚硅氧烷與丙烯酸甲酯單體的質(zhì)量比為:1:0.7。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，其特征在于:所述交聯(lián)單體中甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的質(zhì)量比為2:7:1，所述交聯(lián)單體與甲基丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為0.3:4。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，其特征在于:所述表面活性單體中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉的質(zhì)量百分比含量為54%，表面活性單體與丙烯酸甲酯的質(zhì)量比為 0.13:0.3。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的水性丙烯酸結(jié)構(gòu)膠粘劑，其特征在于:所述種子液制作時(shí)，應(yīng)控制反應(yīng)溫度在60?65 °C，保證反應(yīng)時(shí)間至少為25min。
【文檔編號(hào)】C09J4/06GK105925201SQ201610402189
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】唐煒
【申請(qǐng)人】深圳市顧康力化工有限公司