CN101560367A - 一种水性氯丁型环保喷胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性氯丁型环保喷胶，该喷胶含有低粒径、高稳定性的水性松香乳液、水性丙烯酸树脂乳液、乙烯－醋酸乙烯共聚物乳液、阴离子型氯丁胶乳与水溶性消泡剂、润湿分散剂、防腐剂、增粘剂、以及纳米级的碳酸钙浓缩浆、气相二氧化硅等成分；还公开了水性氯丁型环保喷胶的制备方法；该种水性氯丁型环保喷胶以水作分散媒体，为乳白色均匀液体，具有无有机溶剂、不含重金属、无味、良好的初粘力、粘结强度优、持粘力优、耐热耐老化优、干燥时间较快、开放时间长、单位重量的喷涂面积大、省胶、抗皮革油脂性优、防火阻燃、运输安全等多方面的综合优势，具有减少环境污染，改善操作和施工环境，节省大量有机油料、无味等优点，广泛应用于箱包、沙发、转椅、床垫、枕头、屏风等软体家具行业；尤其适合于欧美绿色环保高档出口产品应用。
Description
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，更具体地说是涉及一种水性氯丁型喷胶及其制备方法。
背景技术
喷胶是一种具有合适的粘度，适合于喷枪做为施工工具喷涂施工，将两种不同的物质界面紧密连接起来，起到传递应用作用的胶粘剂；喷涂施工往往比传统的涂刷施工方式更能达到省时、省力、省胶、增效等作用，起到事半功倍的效果，喷胶现已广泛应用于厚皮、真皮、仿皮、再生皮、海绵、布、木材、金属、石材、鞋材等材料之间的粘合；喷胶包括溶剂型喷胶(油性喷胶)和水性喷胶，其中中国市场目前还是以溶剂型喷胶应用为主，大量有机溶剂包括卤代烃在施工时进入空气中，既消耗大量日趋紧张的石油油料资源，又严重影响人民生活环境与身体健康；而西方发达国家对于环保要求日益提高，已经成功地大量使用水性喷胶取代溶剂型喷胶，水性喷胶在欧美日发达国家使用的市场份额已超过油性喷胶，水性氯丁型喷胶因具有减少环境污染，改善操作和施工环境，节省大量有机油料、无味等优点，正在成为胶粘剂工业的发展方向之一，并广泛应用于箱包、沙发、转椅、床垫、枕头、屏风等软体家具行业，尤其适用于箱包行业；水性氯丁型环保喷胶以水作分散媒体，为乳白色均匀液体，具有无有机溶剂、不含重金属、无味、良好的初粘力、粘结强度优、持粘力优、耐热耐老化优、干燥时间较快、开放时间长、单位重量的喷涂面积大(省胶)、抗皮革油脂性优、防火阻燃、运输安全等多方面的综合优势，尤其适合于欧美绿色环保高档出口产品应用。
传统的溶剂型喷胶存在这样的缺陷，即：由于大量使用了有机溶剂，在环保指数上仅仅能够满足国标GB 18583-2001等普通标准，尚难以满足高环保标准如中国环境标志认证标准HJ/T 220-2005，宜家标准、德国蓝天使环保标准等，在应用性能如持粘力、耐热耐老化性能、开放时间等方面还需要优化提升，才能满足高端市场性能需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是：克服传统的溶剂型喷胶存在的上述缺陷，提供一种以水作分散媒体、不含有机溶剂、不含重金属、无味、具有良好的初粘力、粘结强度优、持粘力优、耐热耐老化性能优、干燥时间较短、运输安全的水性氯丁型环保喷胶。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种水性氯丁型喷胶的制备方法。
解决上述技术问题采用的技术方案是这样的：
本发明的水性氯丁型环保喷胶，包括以下重量百分比的成分：
水性松香乳液 5～12％；
水性丙烯酸乳液 10～18％；
烷基酚醛乳液 6～12％；
乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液 9～15％；
纳米碳酸钙浓缩浆 5～10％；
阴离子氯丁胶乳 35～50％；
去离子水 3～10％。
更优选的方案是，水性氯丁型环保喷胶还包括以下重量百分比的成分：
消泡剂 0.2～0.4％；
润湿剂 0.1～0.2％；
气相二氧化硅 0.5～1.5％；
防腐剂 0.1～0.2％；
缔合型增稠剂 0.1～0.2％。
所述的水性松香乳液、水性丙烯酸乳液、烷基酚醛乳液或乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液，它们的特征是：都必须属于阴离子或者非离子型乳液，乳液粒径小于或等于0.5微米。
其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液在化工行业通常简称EVA乳液。
其中的水性丙烯酸乳液可视产品具体要求选用刚性类型、柔性类型或者弹性类型。
所述的消泡剂、润湿分散剂、防腐剂、增稠剂选用易溶于水或容易在水中乳化形成稳定水乳液的类型。
本发明的一个优选方案是：所述的消泡剂选用硅油乳液；防腐剂选用异噻唑啉酮；润湿分散剂选用聚丙烯酸铵盐；缔合型增稠剂选用丙烯酸酯共聚乳液。
所述的纳米碳酸钙浓缩浆的材料粒径小于或等于100纳米；所述的阴离子氯丁胶乳粒径小于或等于0.1微米。
所述的气相二氧化硅粒径小于或等于100纳米，纳米碳酸钙浓缩浆的材料及气相二氧化硅能够形成稳定的悬浮液体系。
所述的去离子水，经过软化处理，其中的钙离子、镁离子等硬离子已经除掉。
本发明所采用的技术方案还包括一种水性氯丁型环保喷胶的制备方法，包括以下工艺步骤：
a.将计量好的水性松香增粘乳液、水性丙烯酸乳液、烷基酚醛乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液投入带有搅拌装置的容器中，开动搅拌装置，在搅拌同时投入计量好的去离子水、消泡剂、润湿分散剂，分散搅拌10分钟；
b.在保持搅拌的前提下缓慢加入定量的纳米碳酸钙浓缩浆料与气相二氧化硅，分散搅拌物料20分钟；
c.在保持转速的前提下开始计量加入防腐剂，分散搅拌10分钟后，开始缓慢添加计量好的阴离子氯丁胶乳，添加完毕后，分散搅拌30分钟；
d.在保持搅拌的前提下缓慢添加适量的增粘剂调整物料粘度，添加完毕后，分散搅拌30分钟；
e.取样测试粘度在200～600CPS的范围，采用100目的过滤网将物料过滤即为成品。
其中，步骤b中搅拌装置的转速为500转/分。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：不含有机溶剂、不含重金属、无味、具有良好的初粘力、粘结强度优、持粘力优、耐热耐老化性能优、干燥时间较短、运输安全，是一种环保的高性能的喷胶。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：
实施例1
1.制备配方：
原料名称 用量/克
水性松香乳液 100
水性丙烯酸乳液(刚性) 150
烷基酚醛乳液 82
乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液 120
消泡剂 3
润湿分散剂 2
纳米碳酸钙浓缩浆 60
气相二氧化硅 10
防腐剂 1
阴离子氯丁胶乳 420
缔合型增稠剂 2
去离子水 50
合计 1000
2.制备工艺：
a.将小分散机搅拌叶浆配套安装在500ml的不锈钢杯内内合适位置(下方约1/4的位置)；
b.将计量好的水性松香增粘乳液、纯丙乳液、烷基酚醛乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液投入混配杯中，开分散机搅拌分散，调整分散转速为500转/分，在搅拌同时投入计量好的去离子水、消泡剂、润湿分散剂，分散搅拌10分钟；
c.在保持搅拌的前提下计量缓慢加入的纳米碳酸钙浓缩浆料与气相二氧化硅，分散搅拌物料20分钟；
d.在保持转速的前提下开始计量加入防腐剂，分散搅拌10分钟后，开始缓慢添加计量好的阴离子氯丁胶乳，添加完毕后，分散搅拌30分钟；
e.在保持搅拌的前提下缓慢添加适量的增粘剂调整物料粘度，添加完毕后，分散搅拌30分钟；
f.取样测试粘度(450±50CPS)合适后，采用100目的过滤网将物料过滤即为成品。
3.所制成品性能测试指数(测试环境：温度：25℃，湿度：70％)如表1所示：
表1：
| I.序号 | I.项目内容 | I.性能指数 |
| I.1 | II.外观 | II.乳白色均匀液体 |
| I.2 | III.气味 | III.无味 |
| I.3 | IV.溶剂类型(媒体) | IV.水 |
| I.4 | V.初粘力(钢球号) | V.15 |
| I.6 | VI.海绵挥发时间 | VI.25秒 |
| I.7 | VII.海绵开放时间 | VII.45分钟 |
| I.8 | VIII.固含量 | VIII.51.21％ |
| I.9 | IX.粘度 | IX.440CPS |
| I.10 | X.喷涂效果 | X.雾化均匀 |
| I.11 | XI.剥离强度(48小时后) | XI.2.8KN/m |
| I.12 | XII.海绵平面黏合(平面黏合耐热性能) | XII.烘箱中(80℃)能够连续耐72小时以上不开胶 |
| I.13 | XIII.方块强力高回弹海绵对折黏合抗弹开性能(耐老化性能) | XIII.紫外老化仪中照晒5天以上完全不弹开 |
| I.14 | XIV.抗皮革油脂性能 | XIV.优 |
| I.15 | XV.满足标准 | XV.欧盟ROHS指令XVI.GB 18583-2001XVII.HJ/T 220-2005XVIII.德国蓝天使环保标准 |
实施例2
1.制备配方：
原料名称 用量/克
水性松香乳液 80
水性丙烯酸乳液(刚性) 80
水性丙烯酸乳液(柔性) 50
烷基酚醛乳液 82
乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液 120
消泡剂 3
润湿分散剂 2
纳米碳酸钙浓缩浆 60
气相二氧化硅 10
防腐剂 1
阴离子氯丁胶乳 480
缔合型增稠剂 2
去离子水 30
合计 1000
2.制备工艺：
a.将小分散机搅拌叶浆配套安装在500ml的不锈钢杯内内合适位置(下方约1/4的位置)；
b.将计量好的水性松香增粘乳液、水性丙烯酸乳液(刚性与柔性)、烷基酚醛乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液投入混配杯中，开分散机搅拌分散，调整分散转速为500转/分，在搅拌同时投入计量好的去离子水、消泡剂、润湿分散剂，分散搅拌10分钟；
c.在保持搅拌的前提下计量缓慢加入的纳米碳酸钙浓缩浆料与气相二氧化硅，分散搅拌物料20分钟；
d.在保持转速的前提下开始计量加入防腐剂，分散搅拌10分钟后，开始缓慢添加计量好的阴离子氯丁胶乳，添加完毕后，分散搅拌30分钟；
e.在保持搅拌的前提下缓慢添加适量的增粘剂调整物料粘度，添加完毕后，分散搅拌30分钟；
f.取样测试粘度(400±50CPS)合适后，采用100目的过滤网将物料过滤即为成品。
3.所制成品性能测试指数(测试环境：温度：25℃，湿度：70％)如表2所示：
表2：
| I.序号 | I.项目内容 | I.性能指数 |
| I.1 | II.外观 | II.乳白色均匀液体 |
| I.2 | III.气味 | III.无味 |
| I.3 | IV.溶剂类型(媒体) | IV.水 |
| I.4 | V.初粘力(钢球号) | V.14 |
| I.6 | VI.海绵挥发时间 | VI.30秒 |
| I.7 | VII.海绵开放时间 | VII.50分钟 |
| I.8 | VIII.固含量 | VIII.51.21％ |
| I.9 | IX.粘度 | IX.360CPS |
| I.10 | X.喷涂效果 | X.雾化均匀 |
| I.11 | XI.剥离强度(48小时后) | XI.2.8KN/m |
| I.12 | XII.海绵平面黏合(平面黏合耐热性能) | XII.烘箱中(80℃)能够连续耐72小时以上不开胶 |
| I.13 | XIII.方块强力高回弹海绵对折黏合抗弹开性能(耐老化性能) | XIII.紫外老化仪中照晒6天以上完全不弹开 |
| I.14 | XIV.抗皮革油脂性能 | XIV.优 |
| I.15 | XV.满足标准 | XV.欧盟ROHS指令XVI.GB 18583-2001XVII.HJ/T 220-2005XVIII.德国蓝天使环保标准 |
实例3：
1.制备配方：
原料名称 用量/克
水性松香乳液 60
水性丙烯酸乳液(刚性) 50
水性丙烯酸乳液(弹性) 80
烷基酚醛乳液 82
乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液 100
消泡剂 3
润湿分散剂 2
纳米碳酸钙浓缩浆 60
气相二氧化硅 10
防腐剂 1
阴离子氯丁胶乳 500
缔合型增稠剂 2
去离子水 50
合计 1000
2.制备工艺：
a.将小分散机搅拌叶浆配套安装在500ml的不锈钢杯内内合适位置(下方约1/4的位置)；
b.将计量好的水性松香增粘乳液、水性丙烯酸乳液(刚性与弹性)、烷基酚醛乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液投入混配杯中，开分散机搅拌分散，调整分散转速为500转/分，在搅拌同时投入计量好的去离子水、消泡剂、润湿分散剂，分散搅拌10分钟；
c.在保持搅拌的前提下计量缓慢加入的纳米碳酸钙浓缩浆料与气相二氧化硅，分散搅拌物料20分钟；
d.在保持转速的前提下开始计量加入防腐剂，分散搅拌10分钟后，开始缓慢添加计量好的阴离子氯丁胶乳，添加完毕后，分散搅拌30分钟；
e.在保持搅拌的前提下缓慢添加适量的增粘剂调整物料粘度，添加完毕后，分散搅拌30分钟；
f.取样测试粘度(350±50CPS)合适后，采用100目的过滤网将物料过滤即为成品。
3.所制成品性能测试指数(测试环境：温度：25℃，湿度：70％)如表3所示：
表3：
| I.序号 | I.项目内容 | I.性能指数 |
| II.1 | II.外观 | II.乳白色均匀液体 |
| III.2 | III.气味 | III.无味 |
| IV.3 | IV.溶剂类型(媒体) | IV.水 |
| V.4 | V.初粘力(钢球号) | V.14 |
| VI.6 | VI.海绵挥发时间 | VI.30秒 |
| VII.7 | VII.海绵开放时间 | VII.55分钟 |
| VIII.8 | VIII.固含量 | VIII.51.96％ |
| IX.9 | IX.粘度 | IX.380CPS |
| X.10 | X.喷涂效果 | X.雾化均匀 |
| XI.11 | XI.剥离强度(48小时后) | XI.3.6KN/m |
| XII.12 | XII.海绵平面黏合(平面黏合耐热性能) | XII.烘箱中(80℃)能够连续耐120小时以上不开胶 |
| XIII.13 | XIII.方块强力高回弹海绵对折黏合抗弹开性能(耐老化性能) | XIII.紫外老化仪中照晒8天以上完全不开胶 |
| XIV.14 | XIV.抗皮革油脂性能 | XIV.优 |
| XV.15 | XV.满足标准 | XV.欧盟ROHS指令XVI.GB 18583-2001XVII.HJ/T220-2005XVIII.德国蓝天使环保标准 |
以上表1、表2及表3的结果表明，本发明的水性氯丁型环保喷胶具有如下优点：无味、良好的初粘力、粘结强度优、持粘力优、耐热耐老化优、干燥时间较快、开放时间长、单位重量的喷涂面积大(省胶)、抗皮革油脂性优、防火阻燃、运输安全等优点。
实施例4
1.制备配方：
原料名称 用量/克
水性松香乳液 50
水性丙烯酸乳液(刚性) 180
烷基酚醛乳液 60
乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液 90
消泡剂 2
润湿分散剂 1
纳米碳酸钙浓缩浆 50
气相二氧化硅 5
防腐剂 2
阴离子氯丁胶乳 459
缔合型增稠剂 1
去离子水 100
合计 1000
2.制备方法：同实施例3。
实施例5
1.制备配方：
原料名称 用量/克
水性松香乳液 120
水性丙烯酸乳液(刚性) 100
烷基酚醛乳液 120
乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液 150
消泡剂 4
润湿分散剂 1.5
纳米碳酸钙浓缩浆 100
气相二氧化硅 15
防腐剂 1.5
阴离子氯丁胶乳 350
缔合型增稠剂 1.5
去离子水 36.5
合计 1000
2.制备方法：同实施例3。
Claims (11)
1.一种水性氯丁型环保喷胶，包括以下重量百分比的成分：
水性松香乳液 5～12％；
水性丙烯酸乳液 10～18％；
烷基酚醛乳液 6～12％；
乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液 9～15％；
纳米碳酸钙浓缩浆 5～10％；
阴离子氯丁胶乳 35～50％；
去离子水 3～10％。
2.根据权利要求1所述的水性氯丁型环保喷胶，其特征在于：还包括以下重量百分比的成分：
消泡剂 0.2～0.4％；
润湿分散剂 0.1～0.2％；
气相二氧化硅 0.5～1.5％；
防腐剂 0.1～0.2％；
缔合型增稠剂 0.1～0.2％。
3.根据权利要求1或2所述的水性氯丁型环保喷胶，其特征在于：所述的水性松香乳液、水性丙烯酸乳液、烷基酚醛乳液或乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液的乳液粒径小于或等于0.5微米。
4.根据权利要求1或2所述的水性氯丁型环保喷胶，其特征在于：所述的水性丙烯酸乳液选用刚性类型、柔性类型或者弹性类型。
5.根据权利要求2所述的水性氯丁型环保喷胶，其特征在于：所述的消泡剂、润湿分散剂、防腐剂、增稠剂选用易溶于水或容易在水中乳化形成稳定水乳液的类型。
6.根据权利要求2所述的水性氯丁型环保喷胶，其特征在于：所述的消泡剂选用硅油乳液；润湿分散剂选用聚丙烯酸铵盐、防腐剂选用异噻唑啉酮；缔合型增稠剂选用丙烯酸酯共聚乳液。
7.根据权利要求1或2所述的水性氯丁型环保喷胶，其特征在于：所述纳米碳酸钙浓缩浆的材料粒径小于或等于100纳米；所述的阴离子氯丁胶乳粒径小于或等于0.1微米。
8.根据权利要求2所述的水性氯丁型环保喷胶，其特征在于：所述的气相二氧化硅粒径小于或等于100纳米。
9.根据权利要求1所述的水性氯丁型环保喷胶其特征在于：所述的去离子水，经过软化处理，其中钙离子、镁离子等硬离子已经去掉。
10.一种水性氯丁型环保喷胶的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
a.将计量好的水性松香增粘乳液、水性丙烯酸乳液、烷基酚醛乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液投入带有搅拌装置的容器中，开动搅拌装置，在搅拌同时投入计量好的去离子水、消泡剂、润湿分散剂，分散搅拌10分钟；
b.在保持搅拌的前提下缓慢加入定量的纳米碳酸钙浓缩浆料与气相二氧化硅，分散搅拌物料20分钟；
c.在保持转速的前提下开始计量加入防腐剂，分散搅拌10分钟后，开始缓慢添加计量好的阴离子氯丁胶乳，添加完毕后，分散搅拌30分钟；
d.在保持搅拌的前提下缓慢添加适量的增粘剂调整物料粘度，添加完毕后，分散搅拌30分钟；
e.取样测试粘度在200～600CPS的范围，采用100目的过滤网将物料过滤即为成品。
11.根据权利要求9所述的水性氯丁型环保喷胶的制备方法，其特征在于：步骤a中搅拌装置的转速为500转/分。
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