CN102516470A - 水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂及其制备方法，属高分子粘合剂制备领域。该粘合剂由软单体、硬单体、功能性单体、交联单体、环氧树脂、引发剂、乳化剂、缓冲剂、pH调节剂和去离子水为原料，采用非烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)乳化剂进行前期的预乳化，以丙烯酸系单体和环氧树脂为主要原料，不含有官能团为羟甲基的单体(在静电植绒织物焙烘过程中该官能团才与纤维发生交联反应会产生游离甲醛)，配合引发剂双滴加的半连续乳液聚合方式，制成一种环保、性能优良的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂。其工艺简单、转化率较高、性能稳定，利用该粘合剂制成的植绒布符合无甲醛、不含APEO、耐磨和手感柔软，可有效满足生态服装面料的使用要求。

Description

水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子粘合剂制备领域，尤其涉及一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂及其制备方法。

背景技术

静电植绒胶是指静电植绒时所使用的粘合剂。将纤维粉末垂直固定于涂有胶粘剂的物体或基材上这种将短纤维固定的方法称为植绒。

目前，植绒粘合剂主要有溶剂型和水乳型两大类，而近年来，市场对环保的要求日趋严格，溶剂型胶黏剂的使用和发展明显受到限制。因此，作为安全型的水乳型胶黏剂成为植绒粘合剂发展的主体方向。水性植绒胶水可广泛使用于ABS、PP、PE塑料、纸张、布、海绵等的植绒，具有环保、牢度好、耐水性佳的优点植绒布以其手感柔软舒适，富有弹性，外观美观大方，冬季保暖性好，而受到了人们的青睐。

胶粘剂是影响静电植绒产品质量的一个主要因素，其性能直接决定植绒产品的植绒牢度和手感的好坏。目前，应用于静电植绒的胶粘剂90％以上是聚丙烯酸酯类乳液，其特点是价廉、制备和使用起来方便、耐老化性能优良以及对多种纤维都有很好的粘接强度，是一种较理想的粘合剂。但是，传统的丙烯酸酯类粘合剂用于服装类产品时，在耐磨性和柔软性方面还达不到使用要求；另外，大多数丙烯酸酯类胶粘剂的交联单体为N-羟甲基丙烯酰胺，交联后会缓慢释放出有害于人体健康的甲醛；此外，所用乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)，属于环境激素，会扰乱人体的内分泌系统，如乳化剂中含APEO，则会产生环境激素，即APEO具有类似“雌性效应”和畸变作用，能扰乱人体正常的激素分泌。APEO中包括壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)、辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)、十二烷基酚聚氧乙烯醚(DPEO)和二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)等，这类非离子表面活性剂已被欧共体所禁用。因此，如何制备一种环保、性能优良的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂以适应市场的需求是需要解决的问题。

发明内容

本发明实施方式提供一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂及其制备方法，可以制备一种环保、性能优良的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，解决目前此类粘合剂环保不好及性能差的问题。

为解决上述问题本发明提供的技术方案如下：

本发明实施方式提供一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，该粘合剂由软单体、硬单体、功能性单体、交联单体、环氧树脂、引发剂、乳化剂、缓冲剂、pH调节剂和去离子水经预乳化及半连续乳液聚合制备而成。

上述粘合剂中各原料的用量按重量百分比为：

软单体                                        25～50％；

硬单体                                        2％～16％；

功能单体                                      0.5％～3％；

交联单体                                      0.6％～3％；

环氧树脂                                      0.5％～2.5％；

引发剂                                        0.2％～1％；

乳化剂                                        0.4％～1.5％；

缓冲剂                                        0.04％～0.5％；

pH调节剂                                      0.05％～0.25％；

去离子水                                      45％～70％。

上述粘合剂中，所述软单体采用碳原子数为4～12的丙烯酸酯。

上述粘合剂中，所述软单体采用丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种。

上述粘合剂中，所述硬单体采用甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸甲酯中的至少一种。

上述粘合剂中，所述功能单体采用丙烯酸、甲基丙烯酸和邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种。

上述粘合剂中，所述交联单体采用二甲基丙烯酸乙二醇酯。

上述粘合剂中，所述环氧树脂的环氧值为0.25～0.45。

上述粘合剂中，所述引发剂采用过硫酸盐；

所述乳化剂采用酚醚硫酸盐、璜基琥珀酸盐中的至少一种。

所述缓冲剂采用碳酸氢铵、碳酸氢钠中的至少一种；

所述pH调节剂采用氨水。

本发明实施方式提供一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂的制备方法，该方法包括：

按上述权利要求1～9任一项的配方取制备粘合剂的各原料；

向搅拌状态下的聚合釜中加入占全部去离子水总重量40～50％的去离子水和占全部乳化剂总重量10％～20％的乳化剂，并加入全部缓冲剂，搅拌均匀；

向预乳化釜中加入占全部去离子水总重量30％～40％的去离子水和剩余的乳化剂，在500～1000转/分钟的搅拌速度下搅拌使之溶解，然后滴加由软单体、硬单体、功能单体、交联单体和环氧树脂混合形成的混合液，滴加完毕后，在搅拌速度为220～300转/分钟的状态下继续搅拌1～2小时，调节预乳化釜中反应体系的pH值为弱酸性或中性，得到预乳化液；

向上述的聚合釜中加入占上述制得的全部预乳化液总重量10％～30％的预乳化液，搅拌并升温至86±1℃后，加入占全部引发剂总重量10％～30％的引发剂；待所述聚合釜中的乳液出现蓝光后再反应10～30分钟，向所述聚合釜中滴加剩余的预乳化液和剩余的引发剂，滴加速度控制在釜壁无明显回流且能在4～5小时滴加完毕，反应温度控制在86±1℃，搅拌速度为220～300转/分钟；待滴加结束后，使所述聚合釜继续保温反应30分钟～1.5小时，然后降温至40℃以下，调节所述聚合釜中乳液的pH值为7，过滤出料，得到的产物即为水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂。

由上述提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂优点如下：采用非烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)乳化剂进行前期的预乳化，不含有官能团为羟甲基的单体(在静电植绒织物焙烘过程中该官能团才与纤维发生交联反应会产生游离甲醛)，达到其真正意义的环境友好性；以丙烯酸系单体和环氧树脂为主要原料，配合引发剂双滴加的半连续乳液聚合方式，其工艺简单，转化率较高且性能稳定，该粘合剂环保好及性能优良，可以使制成的植绒布符合无甲醛、不含APEO、耐磨和手感柔软的生态服装面料的使用要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面对本发明实施例作进一步地详细描述。

实施例1

本实施例提供一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，该植绒粘合剂的配方如下：

丙烯酸丁酯                                    49重量份；

甲基丙烯酸甲酯                                10重量份；

丙烯酸                                        3重量份；

二甲基丙烯酸乙二醇酯                          2重量份；

环氧树脂                                      2重量份；

过硫酸铵                                      0.2重量份；

丁二酸二异辛酯磺酸钠                          2重量份；

碳酸氢铵                                      0.1重量份；

pH调节剂                                      0.1重量份；

去离子水                                      70重量份。

上述水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

按上述配方取制备粘合剂的各原料；

向搅拌状态下的聚合釜中加入28重量份的去离子水和0.2重量份的乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠，并加入全部缓冲剂碳酸氢铵0.1重量份，待搅拌均匀；

向预乳化釜中，加入21重量份的去离子水和剩余的乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠1.8重量份，在500～1000转/分钟的搅拌速度下快速搅拌使之溶解，然后滴加由软单体、硬单体、功能单体、交联单体和环氧树脂混合形成的66重量份混合液，滴加完毕后，在搅拌速度为220～300转/分钟的状态下继续搅拌1～2小时，调节预乳化釜中反应体系的pH值为弱酸性或中性得到预乳化液；

向上述的聚合釜中加入占上述制得的17.4重量份的预乳化液，搅拌并升温至86±1℃后，加入0.02重量份的引发剂过硫酸铵；待所述聚合釜中的乳液出现蓝光后再反应10～30分钟后，向所述聚合釜中滴加剩余的预乳化液和剩余的0.18重量份的引发剂过硫酸铵，滴加速度控制在釜壁无明显回流且能在4～5小时滴加完毕，反应温度控制在86±1℃，搅拌速度为220～300转/分钟；待滴加结束后，使所述聚合釜继续保温反应30分钟～1.5小时，然后降温至40℃以下，调节所述聚合釜中乳液的pH值为7，过滤出料，得到的产物即为制得的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂。

实施例2

本实施例提供一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，该植绒粘合剂的配方如下：

丙烯酸丁酯                                  60重量份；

丙烯腈                                      10重量份；

丙烯酸                                      3重量份；

二甲基丙烯酸乙二醇酯                        2重量份；

环氧树脂                                    2重量份；

过硫酸铵                                    0.5重量份；

丁二酸二异辛酯磺酸钠                        2重量份；

碳酸氢铵                                    0.1重量份；

pH调节剂                                    0.1重量份；

去离子水                                    69重量份。

上述水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

按上述配方取制备粘合剂的各原料；

向搅拌状态下的聚合釜中加入27.6重量份的去离子水和0.2重量份的乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠，并加入全部缓冲剂碳酸氢铵0.1重量份，待搅拌均匀；

向预乳化釜中，加入20.7重量份的去离子水和剩余的乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠1.8重量份，在500～1000转/分钟的搅拌速度下快速搅拌使之溶解，然后滴加由软单体、硬单体、功能单体、交联单体和环氧树脂混合形成的77重量份混合液，滴加完毕后，在搅拌速度为220～300转/分钟的状态下继续搅拌1～2小时，调节预乳化釜中反应体系的pH值为弱酸性或中性得到预乳化液；

向上述的聚合釜中加入占上述制得的15.4重量份的预乳化液，搅拌并升温至86±1℃后，加入0.05重量份的引发剂过硫酸铵；待所述聚合釜中的乳液出现蓝光后再反应10～30分钟后，向所述聚合釜中滴加剩余的预乳化液和剩余的0.45重量份的引发剂过硫酸铵，滴加速度控制在釜壁无明显回流且能在4～5小时滴加完毕，反应温度控制在86±1℃，搅拌速度为220～300转/分钟；待滴加结束后，使所述聚合釜继续保温反应30分钟～1.5小时，然后降温至40℃以下，调节所述聚合釜中乳液的pH值为7，过滤出料，得到的产物即为制得的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂。

实施例3

本实施例提供一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，该植绒粘合剂的配方如下：

丙烯酸丁酯                                      60重量份

丙烯酸甲酯                                  12重量份；

丙烯酸                                      2重量份；

二甲基丙烯酸乙二醇酯                        1重量份；

环氧树脂                                    2重量份；

过硫酸铵                                    0.5重量份；

丁二酸二异辛酯磺酸钠                        2重量份；

碳酸氢铵                                    0.1重量份；

pH调节剂                                    0.1重量份；

去离子水                                    70重量份。

上述水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

按上述配方取制备粘合剂的各原料；

向搅拌状态下的聚合釜中加入28重量份的去离子水和0.2重量份的乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠，并加入全部缓冲剂碳酸氢铵0.1重量份，待搅拌均匀；

向预乳化釜中，加入21重量份的去离子水和剩余的乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠1.8重量份，在500～1000转/分钟的搅拌速度下快速搅拌使之溶解，然后滴加由软单体、硬单体、功能单体、交联单体和环氧树脂混合形成的75重量份混合液，滴加完毕后，在搅拌速度为220～300转/分钟的状态下继续搅拌1～2小时，调节预乳化釜中反应体系的pH值为弱酸性或中性得到预乳化液；

向上述的聚合釜中加入占上述制得的22.5重量份的预乳化液，搅拌并升温至86±1℃后，加入0.15重量份的引发剂过硫酸铵；待所述聚合釜中的乳液出现蓝光后再反应10～30分钟后，向所述聚合釜中滴加剩余的预乳化液和剩余的0.35重量份的引发剂过硫酸铵，滴加速度控制在釜壁无明显回流且能在4～5小时滴加完毕，反应温度控制在86±1℃，搅拌速度为220～300转/分钟；待滴加结束后，使所述聚合釜继续保温反应30分钟～1.5小时，然后降温至40℃以下，调节所述聚合釜中乳液的pH值为7，过滤出料，得到的产物即为制得的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂。

实施例4

本实施例提供一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，该植绒粘合剂的配方如下：

丙烯酸丁酯                                      35重量份；

醋酸乙烯酯                                      5重量份；

丙烯酸                                          2重量份；

二甲基丙烯酸乙二醇酯                            1重量份；

环氧树脂                                        2重量份；

过硫酸铵                                        0.5重量份；

丁二酸二异辛酯磺酸钠                            2重量份；

碳酸氢铵                                        0.1重量份；

pH调节剂                                        0.1重量份；

去离子水                                        70重量份。

上述水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

按上述配方取制备粘合剂的各原料；

向搅拌状态下的聚合釜中加入28重量份的去离子水和0.2重量份的乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠，并加入全部缓冲剂碳酸氢铵0.1重量份，待搅拌均匀；

向预乳化釜中，加入21重量份的去离子水和剩余的乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠1.8重量份，在500～1000转/分钟的搅拌速度下快速搅拌使之溶解，然后滴加由软单体、硬单体、功能单体、交联单体和环氧树脂混合形成的45重量份混合液，滴加完毕后，在搅拌速度为220～300转/分钟的状态下继续搅拌1～2小时，调节预乳化釜中反应体系的pH值为弱酸性或中性得到预乳化液；

向上述的聚合釜中加入占上述制得的13.5重量份的预乳化液，搅拌并升温至86±1℃后，加入0.15重量份的引发剂过硫酸铵；待所述聚合釜中的乳液出现蓝光后再反应10～30分钟后，向所述聚合釜中滴加剩余的预乳化液和剩余的0.35重量份的引发剂过硫酸铵，滴加速度控制在釜壁无明显回流且能在4～5小时滴加完毕，反应温度控制在86±1℃，搅拌速度为220～300转/分钟；待滴加结束后，使所述聚合釜继续保温反应30分钟～1.5小时，然后降温至40℃以下，调节所述聚合釜中乳液的pH值为7，过滤出料，得到的产物即为制得的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂。

实施例5

本实施例提供一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，该植绒粘合剂的配方如下：

丙烯酸丁酯                                    40重量份；

醋酸乙烯酯                                    12重量份；

丙烯酸                                        2重量份；

二甲基丙烯酸乙二醇酯                            1重量份；

环氧树脂                                        2重量份；

过硫酸铵                                        0.5重量份；

丁二酸二异辛酯磺酸钠                            2重量份；

碳酸氢铵                                        0.1重量份；

pH调节剂                                        0.1重量份；

去离子水                                        70重量份。

上述水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂的制备方法，包括以下步骤：

按上述配方取制备粘合剂的各原料；

在搅拌状态下的聚合釜中加入28重量份的去离子水和0.2重量份的乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠，并加入全部缓冲剂碳酸氢铵0.1重量份，待搅拌均匀；

在预乳化釜中，加入21重量份的去离子水和剩余的乳化剂丁二酸二异辛酯磺酸钠1.8重量份，在500～1000转/分钟的搅拌速度下快速搅拌使之溶解，然后滴加由软单体、硬单体、功能单体、交联单体和环氧树脂混合形成的57重量份混合液，滴加完毕后，在搅拌速度为220～300转/分钟的状态下继续搅拌1～2小时，调节预乳化釜中反应体系的pH值为弱酸性或中性得到预乳化液；

向上述的聚合釜中加入占上述制得的17.1重量份的预乳化液，搅拌并升温至86±1℃后，加入0.15重量份的引发剂过硫酸铵；待所述聚合釜中的乳液出现蓝光后再反应10～30分钟后，向所述聚合釜中滴加剩余的预乳化液和剩余的0.35重量份的引发剂过硫酸铵，滴加速度控制在釜壁无明显回流且能在4～5小时滴加完毕，反应温度控制在86±1℃，搅拌速度为220～300转/分钟；待滴加结束后，使所述聚合釜继续保温反应30分钟～1.5小时，然后降温至40℃以下，调节所述聚合釜中乳液的pH值为7，过滤出料，得到的产物即为制得的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂。

综上所述，本发明实施例提供的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂由于采用非烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)乳化剂进行前期的预乳化，不含有官能团为羟甲基的单体(在静电植绒织物焙烘过程中该官能团才与纤维发生交联反应会产生游离甲醛)，达到其真正意义的环境友好性；并且以丙烯酸系单体和环氧树脂为主要原料，配合引发剂双滴加的半连续乳液聚合方式，具有工艺简单，转化率较高，性能稳定的优点，该粘合剂环保好及性能优良，可以使制成的植绒布符合无甲醛、不含APEO、耐磨和手感柔软的生态服装面料的使用要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，其特征在于，该粘合剂由软单体、硬单体、功能性单体、交联单体、环氧树脂、引发剂、乳化剂、缓冲剂、pH调节剂和去离子水经预乳化及半连续乳液聚合制备而成。

2.如权利要求1所述的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，其特征在于，所述粘合剂中各原料的用量按重量百分比为：

软单体                                        25～50％；

硬单体                                        2％～16％；

功能单体                                      0.5％～3％；

交联单体                                      0.6％～3％；

环氧树脂                                      0.5％～2.5％；

引发剂                                        0.2％～1％；

乳化剂                                        0.4％～1.5％；

缓冲剂                                        0.04％～0.5％；

pH调节剂                                      0.05％～0.25％；

去离子水                                      45％～70％。

3.如权利要求1所述的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，其特征在于，所述软单体采用碳原子数为4～12的丙烯酸酯。

4.如权利要求1～3任一项所述的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，其特征在于，所述软单体采用丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的至少一种。

5.如权利要求1或2所述的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，其特征在于，所述硬单体采用甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸甲酯中的至少一种。

6.如权利要求1或2所述的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，其特征在于，所述功能单体采用丙烯酸、甲基丙烯酸和邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种。

7.如权利要求1或2所述的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，其特征在于，所述交联单体采用二甲基丙烯酸乙二醇酯。

8.如权利要求1或2所述的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，其特征在于，所述环氧树脂的环氧值为0.25～0.45。

9.如权利要求1或2所述的水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂，其特征在于，所述引发剂采用过硫酸盐；

所述乳化剂采用酚醚硫酸盐、璜基琥珀酸盐中的至少一种。

所述缓冲剂采用碳酸氢铵、碳酸氢钠中的至少一种；

所述pH调节剂采用氨水。

10.一种水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：

按上述权利要求1～9任一项的配方取制备粘合剂的各原料；

向搅拌状态下的聚合釜中加入占全部去离子水总重量40～50％的去离子水和占全部乳化剂总重量10％～20％的乳化剂，并加入全部缓冲剂，搅拌均匀；

向预乳化釜中加入占全部去离子水总重量30％～40％的去离子水和剩余的乳化剂，在500～1000转/分钟的搅拌速度下搅拌使之溶解，然后滴加由软单体、硬单体、功能单体、交联单体和环氧树脂混合形成的混合液，滴加完毕后，在搅拌速度为220～300转/分钟的状态下继续搅拌1～2小时，调节预乳化釜中反应体系的pH值为弱酸性或中性，得到预乳化液；

向上述的聚合釜中加入占上述制得的全部预乳化液总重量10％～30％的预乳化液，搅拌并升温至86±1℃后，加入占全部引发剂总重量10％～30％的引发剂；待所述聚合釜中的乳液出现蓝光后再反应10～30分钟，向所述聚合釜中滴加剩余的预乳化液和剩余的引发剂，滴加速度控制在釜壁无明显回流且能在4～5小时滴加完毕，反应温度控制在86±1℃，搅拌速度为220～300转/分钟；待滴加结束后，使所述聚合釜继续保温反应30分钟～1.5小时，然后降温至40℃以下，调节所述聚合釜中乳液的pH值为7，过滤出料，得到的产物即为水性丙烯酸酯静电植绒粘合剂。