CN102226069A - 一种钢板植绒用水基胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于金属薄板表面植绒的水性胶黏剂，尤其是一种钢板植绒用水基胶黏剂及其制备方法，先将聚合乳液和填料加入容器中，在搅拌的同时加入消泡剂、防霉杀菌剂、润湿剂和增稠剂，继续搅拌；降低搅拌速度，并加入增黏剂，即得到所述的钢板植绒用水基胶黏剂。本发明储存期长，柔韧性适中，粘结强度高，对金属板和尼龙绒毛均具有高强度的粘结力，防水性能好，保证植绒钢板在多种环境中的使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于金属薄板表面植绒的水性胶黏剂，尤其是一种钢板植绒用水基胶黏剂及其制备方法。
背景技术
植绒钢板是一种在原材料卷材上连续实施静电植绒而制成的高性能材料。植绒钢板作为一种较为新颖的植绒产品，有着独特优异的性能。植绒钢板可以用热镀锌钢板、电镀锌钢板、彩色钢板、不锈钢板、铝合金板等材料做基板，在绒毛面还可以植上任何想要的花纹。生产这种植绒钢板，对胶黏剂有诸多要求：首先，所用胶黏剂必须拥有卓越的基板粘合力，而且不会像泡沫塑料和玻璃纤维支撑材料的粘合方式那样剥离；第二，要求胶黏剂能够满足植绒钢板的耐用性和长期安全性；第三，植绒钢板在加工过程中需要经受滚压成形加工、冲压加工、螺旋加工、等离子切割、接缝折叠等多种加工操作，这就要求胶黏剂能够有良好柔韧性。另外，为满足植绒钢板生产施工的长期使用，胶黏剂需具有一定的防霉性能和贮存稳定性，并且符合现代社会的环保要求。
由于植绒钢板是新型材料，现在国内市场没有专业提供钢板植绒胶黏剂的生产厂家，现在的市售植绒胶，用在植绒钢板上不能提供足够的结合牢度，且防水性能以及耐老化性能不佳。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种钢板植绒用水基胶黏剂及其制备方法，满足贮存稳定、粘结牢固、耐蚀耐老化以及加工性能良好等综合性能。
按照本发明提供的技术方案，一种钢板植绒用水基胶黏剂，特征是：包括以下组份，其组份比例按重量份数计：
聚合乳液100份、增黏剂5～15份、填料5～20份、增稠剂0.3～3份、润湿剂0.1～2份、消泡剂0.05～1份、防霉杀菌剂0.01～0.05份；所述聚合乳液为丙烯酸改性聚氨酯乳液；
先将聚合乳液和填料加入容器中，在搅拌的同时加入消泡剂、防霉杀菌剂、润湿剂和增稠剂，继续搅拌；降低搅拌速度，并加入增黏剂，即得到所述的钢板植绒用水基胶黏剂。
一种钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，包括以下步骤，其组份比例按重量份数计：
(1)制备聚氨酯预聚体：将150～250份聚酯多元醇、45～80份异佛尔酮二异氰酸酯和0.01～0.1份催化剂混合搅拌并加热至75～85℃，反应1.5～2小时，搅拌速度为1000～1500转/分钟；降温至65～70℃，加入6～10份二羟甲基丙酸和5～9份N-甲基吡咯烷酮，在温度65～75℃、搅拌速度为1000～1500转/分钟的条件下反应3.5～4小时；冷却至30～40℃，加入5～8份三乙胺，在搅拌速度为1000～1500转/分钟的条件下反应10～30分钟；再加入300～600份去离子水，在搅拌速度为2000～3500转/分钟的条件下高速分散乳化0.5～1小时；最后加入4～10份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1000～1500转/分钟的条件下反应30～60分钟，得到聚氨酯预聚体；所述催化剂为二月桂酸二丁锡；所述聚酯多元醇为己二酸型聚酯二元醇，分子量为1800～2000；
(2)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将30～50份甲基丙烯酸甲酯加入到350～650份聚氨酯预聚体中，在温度65～70℃的条件下搅拌分散0.5～1小时，然后在1.5～2小时内滴加0.1～0.5份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，滴加完成后升温至75～85℃继续在搅拌的条件下反应2～3小时；待温度降至40～50℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液；所述搅拌速度为1500～2000转/分钟。
(3)钢板植绒用水基胶黏剂的配制：先将100份丙烯酸改性聚氨酯乳液和5～20份填料加入容器中搅拌15～30分钟后，在搅拌的同时加入0.05～1份消泡剂、0.01～0.05份防霉杀菌剂、0.1～2份润湿剂和0.3～3份增稠剂，继续搅拌10～20分钟，搅拌速度为800～1000转/分钟；降低搅拌速度至200～400转/分钟，并加入5～15份增黏剂，搅拌5～15分钟，即得到所述的钢板植绒用水基胶黏剂。
所述增黏剂为水性增黏树脂。
所述填料为钛白粉、硫酸钡、二氧化硅、炭黑、三氧化二铁中的一种或多种。
所述增稠剂为改性聚酰胺蜡粉、羟甲基纤维素钠盐或有机膨润土。
所述润湿剂为烷基磺酸钠盐或烷基苯磺酸钠盐。
所述消泡剂为有机硅氧烷或矿物油。
所述防霉杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂。
本发明具有的优点：储存期长，常温密封储存期在1年以上；粘结强度高，对金属板和尼龙绒毛均具有高强度的粘结力；防水性能好，保证植绒钢板在多种环境中的使用；柔韧性适中，在保证植绒钢板胶接强度的同时又能满足各种加工要求；耐蚀耐候性好，在植绒钢板的长期使用中既能保护金属板不被腐蚀，又能够保证持久的粘结强度及其它性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
所述增黏剂为水性增黏树脂：利用水性增黏树脂作为增黏剂，既可以调节到合适的黏度又能够与乳液很好的相容。乳液用量为100份时，使用增黏剂用量在5～15份。增黏剂用量小于5份时，胶黏剂的黏度太低，使用不方便；用量大于15份时，胶黏剂黏度太高，不容易涂覆均匀。所述增黏剂为水性增黏树脂，生产厂家为南宝树脂化学工厂股份有限公司或长兴化学工业股份有限公司。
所述填料为钛白粉、硫酸钡、二氧化硅、炭黑或三氧化二铁：以改善胶黏剂的光学、物理性能，增加胶黏剂的硬度，并达到遮盖基板的效果。乳液用量为100份时，填料用量在5～20份。填料用量小于5份时，不能较大程度改变胶黏剂颜色，对基板进行很好的遮盖；用量大于20份时，胶黏剂干燥后变脆，植绒钢板加工性能变差。
所述增稠剂为改性聚酰胺蜡粉、羟甲基纤维素钠盐或有机膨润土：用以提高物系粘度，使物系保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态，或形成凝胶，具有增稠、悬浮、乳化、稳定等多种功能。乳液用量为100份时，增稠剂用量在0.3～3份。
所述润湿剂为烷基磺酸钠盐、烷基苯磺酸钠盐：添加适量的表面活性剂用以促进胶黏剂在金属表面的铺展，提高胶黏剂在金属表面的涂覆均匀性。乳液用量为100份时，表面活性剂用量在0.1～2份。
所述消泡剂为有机硅氧烷或矿物油：消除胶黏剂中可能存在的气泡，防止在涂覆过程中出现未涂胶的空白点。乳液用量为100份时，消泡剂用量在0.05～1份。
所述防霉剂为异噻唑啉酮类杀菌剂：防止胶黏剂以及植绒钢板在放置或使用过程中出现霉变。乳液用量为100份时，防霉杀菌剂用量在0.01～0.05份。
实施例一：一种钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，采用以下步骤制备而成，其组份比例按重量份数计：
(1)制备聚氨酯预聚体：将150份聚酯多元醇、45份异佛尔酮二异氰酸酯和0.01份催化剂混合搅拌并加热至75℃，反应2小时，搅拌速度为1000转/分钟；降温至65℃，加入6份二羟甲基丙酸和5份N-甲基吡咯烷酮，在温度65℃、搅拌速度为1000转/分钟的条件下反应4小时；冷却至30℃，加入5份三乙胺，在搅拌速度为1000转/分钟的条件下反应30分钟；再加入300份去离子水，在搅拌速度为2000转/分钟的条件下高速分散乳化1小时；最后加入4份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1000转/分钟的条件下反应60分钟，得到聚氨酯预聚体；所述催化剂为二月桂酸二丁锡；所述聚酯多元醇为己二酸型聚酯二元醇，分子量为1800～2000；
(2)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将30份甲基丙烯酸甲酯加入到350份聚氨酯预聚体中，在温度65℃的条件下搅拌分散1小时，然后在2小时内滴加0.1份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，滴加完成后升温至75℃继续在搅拌的条件下反应3小时；待温度降至40℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液；所述搅拌速度为1500转/分钟。
(3)钢板植绒用水基胶黏剂的配制：先将100份丙烯酸改性聚氨酯乳液和5份填料钛白粉加入容器中搅拌30分钟后，在搅拌的同时加入0.05份消泡剂有机硅氧烷、0.01份防霉杀菌剂异噻唑啉酮类杀菌剂、0.1份润湿剂烷基磺酸钠盐和0.3份增稠剂改性聚酰胺蜡粉，继续搅拌20分钟，搅拌速度为800转/分钟；降低搅拌速度至200转/分钟，并加入15份增黏剂水性增黏树脂，搅拌15分钟，即得到所述的钢板植绒用水基胶黏剂。
(4)性能评价：以0.37mm热镀锌钢板为基板，长度1mm尼龙66作为绒毛，胶黏剂涂覆量约40g·m-2。
对实施例一所制备得到的胶黏剂的植绒性能的评价项目、试验条件及结果如表1所示。
表1胶黏剂的植绒性能评价项目、试验条件及结果
实施例二：一种钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，采用以下步骤制备而成，其组份比例按重量份数计：
(1)制备聚氨酯预聚体：将250份聚酯多元醇、80份异佛尔酮二异氰酸酯和0.1份催化剂混合搅拌并加热至85℃，反应1.5小时，搅拌速度为1500转/分钟；降温至70℃，加入10份二羟甲基丙酸和9份N-甲基吡咯烷酮，在温度75℃、搅拌速度为1500转/分钟的条件下反应3.5小时；冷却至40℃，加入8份三乙胺，在搅拌速度为1500转/分钟的条件下反应10分钟；再加入600份去离子水，在搅拌速度为3500转/分钟的条件下高速分散乳化0.5小时；最后加入10份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1500转/分钟的条件下反应30分钟，得到聚氨酯预聚体；所述催化剂为二月桂酸二丁锡；所述聚酯多元醇为己二酸型聚酯二元醇，分子量为1800～2000；
(2)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将50份甲基丙烯酸甲酯加入到650份聚氨酯预聚体中，在温度70℃的条件下搅拌分散0.5小时，然后在1.5小时内滴加0.5份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，滴加完成后升温至85℃继续在搅拌的条件下反应2小时；待温度降至50℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液；所述搅拌速度为2000转/分钟。
(3)钢板植绒用水基胶黏剂的配制：先将100份丙烯酸改性聚氨酯乳液、15份硫酸钡和5份炭黑加入容器中搅拌30分钟后，在搅拌的同时加入1份消泡剂矿物油、0.05份防霉杀菌剂异噻唑啉酮类杀菌剂、2份润湿剂烷基苯磺酸钠盐和3份增稠剂羟甲基纤维素钠盐，继续搅拌10分钟，搅拌速度为1000转/分钟；降低搅拌速度至400转/分钟，并加入5份增黏剂水性增黏树脂，搅拌5分钟，即得到所述的钢板植绒用水基胶黏剂。
此配制方法得到灰色胶黏剂，适用于颜色较暗的绒毛，实验测试中满足使用要求。
实施例三：一种钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，采用以下步骤制备而成，其组份比例按重量份数计：
(1)制备聚氨酯预聚体：将200份聚酯多元醇、60份异佛尔酮二异氰酸酯和0.05份催化剂混合搅拌并加热至80℃，反应1.8小时，搅拌速度为1200转/分钟；降温至68℃，加入8份二羟甲基丙酸和7份N-甲基吡咯烷酮，在温度70℃、搅拌速度为1200转/分钟的条件下反应3.8小时；冷却至35℃，加入6份三乙胺，在搅拌速度为1200转/分钟的条件下反应20分钟；再加入500份去离子水，在搅拌速度为3000转/分钟的条件下高速分散乳化0.8小时；最后加入6份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1200转/分钟的条件下反应50分钟，得到聚氨酯预聚体；所述催化剂为二月桂酸二丁锡；所述聚酯多元醇为己二酸型聚酯二元醇，分子量为1800～2000；
(2)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将40份甲基丙烯酸甲酯加入到500份聚氨酯预聚体中，在温度68℃的条件下搅拌分散0.8小时，然后在1.6小时内滴加0.4份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，滴加完成后升温至80℃继续在搅拌的条件下反应2.5小时；待温度降至45℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液；所述搅拌速度为1600转/分钟。
(3)钢板植绒用水基胶黏剂的配制：先将100份聚合乳液和10份填料二氧化硅加入容器中搅拌20分钟后，在搅拌的同时加入0.5份消泡剂有机硅氧烷、0.04份防霉杀菌剂异噻唑啉酮类杀菌剂、1份润湿剂烷基磺酸钠盐和2份增稠剂有机膨润土，继续搅拌15分钟，搅拌速度为900转/分钟；降低搅拌速度至300转/分钟，并加入8份增黏剂水性增黏树脂，搅拌10分钟，即得到所述的钢板植绒用水基胶黏剂。
Claims (8)
1.一种钢板植绒用水基胶黏剂，其特征是：包括以下组份，其组份比例按重量份数计：
聚合乳液100份、增黏剂5～15份、填料5～20份、增稠剂0.3～3份、润湿剂0.1～2份、消泡剂0.05～1份、防霉杀菌剂0.01～0.05份；所述聚合乳液为丙烯酸改性聚氨酯乳液；
先将聚合乳液和填料加入容器中，在搅拌的同时加入消泡剂、防霉杀菌剂、润湿剂和增稠剂，继续搅拌；降低搅拌速度，并加入增黏剂，即得到所述的钢板植绒用水基胶黏剂。
2.一种如权利要求1所述的钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤，其组份比例按重量份数计：
(1)制备聚氨酯预聚体：将150～250份聚酯多元醇、45～80份异佛尔酮二异氰酸酯和0.01～0.1份催化剂混合搅拌并加热至75～85℃，反应1.5～2小时，搅拌速度为1000～1500转/分钟；降温至65～70℃，加入6～10份二羟甲基丙酸和5～9份N-甲基吡咯烷酮，在温度65～75℃、搅拌速度为1000～1500转/分钟的条件下反应3.5～4小时；冷却至30～40℃，加入5～8份三乙胺，在搅拌速度为1000～1500转/分钟的条件下反应10～30分钟；再加入300～600份去离子水，在搅拌速度为2000～3500转/分钟的条件下高速分散乳化0.5～1小时；最后加入4～10份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1000～1500转/分钟的条件下反应30～60分钟，得到聚氨酯预聚体；所述催化剂为二月桂酸二丁锡；所述聚酯多元醇为己二酸型聚酯二元醇，分子量为1800～2000；
(2)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将30～50份甲基丙烯酸甲酯加入到350～650份聚氨酯预聚体中，在温度65～70℃的条件下搅拌分散0.5～1小时，然后在1.5～2小时内滴加0.1～0.5份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，滴加完成后升温至75～85℃继续在搅拌的条件下反应2～3小时；待温度降至40～50℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液；所述搅拌速度为1500～2000转/分钟。
(3)钢板植绒用水基胶黏剂的配制：先将100份丙烯酸改性聚氨酯乳液和5～20份填料加入容器中搅拌15～30分钟后，在搅拌的同时加入0.05～1份消泡剂、0.01～0.05份防霉杀菌剂、0.1～2份润湿剂和0.3～3份增稠剂，继续搅拌10～20分钟，搅拌速度为800～1000转/分钟；降低搅拌速度至200～400转/分钟，并加入5～15份增黏剂，搅拌5～15分钟，即得到所述的钢板植绒用水基胶黏剂。
3.如权利要求1或2所述的钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，其特征是：所述增黏剂为水性增黏树脂。
4.如权利要求1或2所述的钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，其特征是：所述填料为钛白粉、硫酸钡、二氧化硅、炭黑、三氧化二铁中的一种或多种。
5.如权利要求1或2所述的钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，其特征是：所述增稠剂为改性聚酰胺蜡粉、羟甲基纤维素钠盐或有机膨润土。
6.如权利要求1或2所述的钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，其特征是：所述润湿剂为烷基磺酸钠盐或烷基苯磺酸钠盐。
7.如权利要求1或2所述的钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，其特征是：所述消泡剂为有机硅氧烷或矿物油。
8.如权利要求1或2所述的钢板植绒用水基胶黏剂的制备方法，其特征是：所述防霉杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂。
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