CN101921564B - 一种芳纶纤维编织层专用粘合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域，公开了一种芳纶纤维编织层专用粘合剂及其制备方法。其半成品配方为聚氨酯固体胶30~50重量份、丙烯酸酯50~60重量份、乙酸乙酯50-100重量份；再加入半成品总重量的1%~10%的异氰酸酯。其将准确称量的30~50重量份聚氨酯固体胶，50~60重量份丙烯酸酯及50-100重量份乙酸乙酯用泵打入反应釜中，搅拌的同时加热升温到60-80℃，再持续搅拌5~15分钟，冷却得粘合剂半成品；使用时加入半成品总重量1%~10%的异氰酸酯，然后均匀搅拌得粘合剂成品。本发明粘合剂是一种专为芳纶纤维设计的，材料来源广泛，制备简单，不仅可以用于橡胶行业，还可用于通讯光缆，手工艺品制造等多个领域。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，涉及一种芳纶纤维编织层专用粘合剂及其制备方法。
背景技术
芳纶是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍 ，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。此种纤维材料非常适合用来做水带的编织层，但由于其本身固有的物理性能，橡胶与其粘合强度大、难度高，因此需要借助一种粘合剂作为中间粘合体。目前的粘合剂主要来自橡胶合成体，以橡胶为主体制得，在粘合度等方面未能达到与芳纶纤维的最佳粘合。
中国发明专利申请200910029056.9《芳纶光缆加强芯及光固化生产方法》是目前仅有的一篇有关芳纶表面粘合剂的报道。该申请公开了一种芳纶光缆加强芯，包括芳纶纤维以及包覆在芳纶纤维上的外层涂层构成，所述外层涂层是将光固化粘合剂通过光固化工艺固化而得；由于该发明采用了光固化技术将外层涂层设置包覆在芳纶纤维表面，并且调节了光固化粘合剂的配方，使外层涂层结合芳纶纤维的物理性能满足光缆加强芯的要求，同时还降低了能耗，缩短了生产周期。但是此种粘合剂需要用到一项紫外光（UV）技术，此技术尚未普及且成本费用较高，技术领域局限，不适合作为芳纶编织层粘合剂的推广。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种芳纶纤维编织层专用粘合剂。
本发明的另一目的是提供该粘合剂的制备方法。
一种芳纶纤维编织层专用粘合剂，其半成品配方为聚氨酯固体胶30~50重量份、丙烯酸酯50~60重量份、乙酸乙酯50-100重量份；再加入半成品总重量的1%~10%的异氰酸酯。
其中所述的半成品配方优选聚氨酯固体胶35~45重量份、丙烯酸酯55~60重量份、乙酸乙酯50-70重量份；再加入半成品总重量的3%~8%的异氰酸酯。
所述的半成品配方进一步优选为聚氨酯固体胶40重量份、丙烯酸酯60重量份、乙酸乙酯50重量份；再加入半成品总重量的5%的异氰酸酯。
本发明所述的粘合剂的制备方法，包含如下步骤：将准确称量的30~50重量份聚氨酯固体胶，50~60重量份丙烯酸酯及50-100重量份乙酸乙酯用泵打入反应釜中，搅拌的同时加热升温到60-80℃，再持续搅拌5~15分钟，冷却得粘合剂半成品；使用时加入半成品总重量1%~10%的异氰酸酯，然后均匀搅拌得粘合剂成品。
其中，所述的聚氨酯固体胶用量优选为35~45重量份进一步优选40重量份、丙烯酸酯用量优选为55~60重量份，进一步优选60重量份，乙酸乙酯用量优选为50-70重量份，进一步优选50重量份；异氰酸酯用量优选为所述粘合剂半成品总重量的3%~8%，进一步优选为所述粘合剂半成品总重量的5%。
所述的冷却优选冷却到35~50℃得粘合剂半成品。
本发明所述的粘合剂可在粘合橡胶制品与芳纶制品中的应用。
本发明粘合剂基本性能见表1：
本发明所述的聚氨酯固体胶可以为市售的热塑性聚氨酯固体胶粒，优选德国拜耳生产的商品名为desmocoll 530/1的热塑性聚氨酯固体胶粒。
有益效果
本发明粘合剂在自聚反应的同时可以与芳纶纤维中的酰胺组分发生缩合反应，通过这种方式，粘合剂与芳纶可以牢牢地粘合在一起。如下所示的式1为异氰酸酯(MDI)与聚氨酯复合胶的主要反应式，式2为异氰酸酯与芳纶的主要反应式，式3为芳纶的化学式：
本发明粘合剂是一种专为芳纶纤维设计的，材料来源广泛，制备简单，经济环保，不仅可以用于橡胶行业，还可用于通讯光缆，手工艺品制造等多个领域。并且本发明粘合剂只需涂布与被粘基材表面，通过加热反应即可发挥作用，对芳纶纤维和其他基体具有优异的粘结性能。本发明粘合剂的制备方法原料易得、工艺步骤简单、工艺条件易于控制。
具体实施方式
实施例1
将准确称量的30份聚氨酯固体胶，50份丙烯酸酯，50份乙酸乙酯用泵打入反应釜中，开动搅拌机，打开蒸汽阀门，加热升温到60℃，搅拌持续10分钟，然后冷却到约40℃，待釜内料温稳定后，缓缓打开卸料口，将所得到的粘合剂半成品从料口倒入聚丙烯塑料桶中。使用时，按半成品总重量的1%的比例将异氰酸酯(MDI)加入到粘合剂半成品中，均匀搅拌5分钟得粘合剂成品，存放湿度保持50%左右以下。
实施例2
将准确称量的50份聚氨酯固体胶，60份丙烯酸酯，70份乙酸乙酯用泵打入反应釜中，开动搅拌机，打开蒸汽阀门，加热升温到60℃，搅拌持续10分钟，然后冷却到约40℃，待釜内料温稳定后，缓缓打开卸料口，将所得到的粘合剂半成品从料口倒入聚丙烯塑料桶中。使用时，按半成品总重量的10%的比例将异氰酸酯(MDI)加入到粘合剂半成品中，均匀搅拌5分钟得粘合剂成品，存放湿度保持50%左右以下。
实施例3
将准确称量的40份聚氨酯固体胶，60份丙烯酸酯，50份乙酸乙酯用泵打入反应釜中，开动搅拌机，打开蒸汽阀门，加热升温到60℃，搅拌持续10分钟，然后冷却到约40℃，待釜内料温稳定后，缓缓打开卸料口，将所得到的粘合剂半成品从料口倒入聚丙烯塑料桶中。使用时，分别按半成品总重量的1%、5%、10%的比例将异氰酸酯(MDI)加入到粘合剂半成品中，均匀搅拌5分钟得粘合剂成品，存放湿度保持50%左右以下。
实施例4
将实施例3制备的3份粘合剂分别均匀涂布于相同的橡胶胶管表面，然后将胶管穿到芳纶编织层中，在胶管中通入蒸汽，温度120℃保持2分钟，冷却5分钟后对试样进行测试。
由上表2可知：综合考虑粘结力与粘合剂层的手感，5%浓度的MDI比较适合用于芳纶编织层的粘合。而1%交联度相对不足，使芳纶与粘合剂的粘结力达不到预期效果；10%分子交联度相对过高，胶粘层略过硬，发脆。
实施例5
将实施例3制备的MDI浓度为5%的粘合剂和济南三星化工有限公司生产的济南山星SX-08快干胶复膜胶按照实施例4的方法考察两者的粘结力，结果见表3。
由表3可知：本发明粘合剂无论在粘结涤纶或芳纶，均比市售的济南三星SX-08粘结性能要好，且对于芳纶的粘结力要远远高于对涤纶的粘结力。
Claims (8)
1.一种芳纶纤维编织层专用粘合剂，其特征在于该粘合剂通过如下方法得到：将准确称量的30～50重量份聚氨酯固体胶，50～60重量份丙烯酸酯及50-100重量份乙酸乙酯用泵打入反应釜中，搅拌的同时加热升温到60-80℃，再持续搅拌5～15分钟，冷却得粘合剂半成品；使用时加入半成品总重量5％的异氰酸酯MDI，然后均匀搅拌得粘合剂成品。
2.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于所述的半成品配方为聚氨酯固体胶35～45重量份、丙烯酸酯55～60重量份、乙酸乙酯50-70重量份；再加入半成品总重量5％的异氰酸酯MDI。
3.根据权利要求2所述的粘合剂，其特征在于所述的半成品配方为聚氨酯固体胶40重量份、丙烯酸酯60重量份、乙酸乙酯50重量份；再加入半成品总重量5％的异氰酸酯MDI。
4.权利要求1所述的粘合剂的制备方法，其特征在于包含如下步骤：将准确称量的30～50重量份聚氨酯固体胶，50～60重量份丙烯酸酯及50-100重量份乙酸乙酯用泵打入反应釜中，搅拌的同时加热升温到60-80℃，再持续搅拌5～15分钟，冷却得粘合剂半成品；使用时加入半成品总重量5％的异氰酸酯MDI，然后均匀搅拌得粘合剂成品。
5.根据权利要求4所述的粘合剂的制备方法，其特征在于所述的聚氨酯固体胶用量为35～45重量份、丙烯酸酯用量为55～60重量份、乙酸乙酯用量为50-70重量份；异氰酸酯MDI用量为所述粘合剂半成品总重量的5％。
6.根据权利要求5所述的粘合剂的制备方法，其特征在于所述的聚氨酯固体胶用量为40重量份、丙烯酸酯用量为60重量份、乙酸乙酯用量为50重量份；异氰酸酯MDI用量为所述粘合剂半成品总重量的5％。
7.根据权利要求4所述的粘合剂的制备方法，其特征在于冷却到35～50℃得粘合剂半成品。
8.权利要求1所述的粘合剂在粘合橡胶制品与芳纶制品中的应用。
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