CN103361006A

CN103361006A - 一种防水卷材胎基布用高渗透型丙烯酸酯粘合剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103361006A
Application number: CN2013102825466A
Authority: CN
Inventors: 聂松林; 杜存锐; 李强
Original assignee: SHANDONG TIANDINGFENG NON-WOVED Co Ltd
Current assignee: Changde Tiandingfeng Nonwovens Co ltd
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2013-07-05
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-07-05
Also published as: CN103361006B

Abstract

本发明公开了一种防水卷材胎基布用高渗透型丙烯酸酯粘合剂，包括3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠，N-羟甲基丙烯酰胺，脂肪酸甲酯磺酸钠，丙烯酸，衣康酸，丙烯腈，丙烯酸酯，过硫酸铵，去离子水。本发明公开的粘合剂所生产的防水卷材胎基布沥青或改性沥青渗透性好，可以满足特种防水卷材生产需求。

Description

一种防水卷材胎基布用高渗透型丙烯酸酯粘合剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种粘合剂，尤其涉及一种用于防水卷材胎基布丙烯酸酯粘合剂，属于化学材料领域。

背景技术

非织造布也叫无纺布，是由定向或随机排列的纤维，通过摩擦、抱合、或粘合，或者这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫，其突破了传统的梭织或针织纺织原理，广泛应用于医疗卫生、家庭装饰、服装、工业、农业等方面，具有工艺流程短、生产速度快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点。

其中，防水卷材的胎基布就是一种涤纶无纺布，为满足最终胎基布应用要求，无纺布须经过高温定型、浸渍压轧粘合剂（一般为丙烯酸酯粘合剂或其他）、烘干定型等工序才得以制成胎基布。

由于丙烯酸酯聚合物与沥青或改性沥青亲和力好，通过适当的整理工艺生产的防水卷材胎基布在应用中并不存在渗透问题，但对于厚胎基布或特种卷材胎基布来说，普通胎基布粘合剂在整理胎基布时无法渗入到胎基布内部，这就造成在卷材生产过程中沥青或改性沥青也无法渗入到胎基布内部，产生“白芯”现象。这就使得防水卷材产生质量瑕疵，极易发生漏水事故。因此研发一种防水卷材胎基布用高渗透型丙烯酸酯粘合剂对于特种防水卷材胎基布的生产具有非常重要的意义。

发明内容

针对现有技术中的迫切需要，本发明公开了一种丙烯酸酯粘合剂，通过组成成分的改进，其用在防水卷材胎基布中具有很好的渗透性，可以满足特种防水卷材生产需求。

为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种防水卷材胎基布用高渗透型丙烯酸酯粘合剂，包含3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠（CAS编号：102029-60-7），N-羟甲基丙烯酰胺（CAS编号：924-42-5），脂肪酸甲酯磺酸钠（CAS编号:93348-22-2），丙烯酸，衣康酸，丙烯腈，丙烯酸酯，过硫酸铵，去离子水。

通过上述成分复合使用，各成分的理化性能产生了显著的协同作用，用于生产的防水卷材胎基布沥青或改性沥青渗透性好。

本发明的粘合剂，根据各成分用量的不同，可表现为多种形式，如乳液、悬浊液、混悬液、半乳液等，优选的，通过调整各成分用量，使得所述粘合剂为分散液，具有较优的渗透性。

在本发明中，各成分的用量可以根据实际产品需要进行合理调整，申请人通过大量实验摸索了能够使得粘合剂性能最优化的产品配比，各成分用量为，以质量份数计，3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠：6-7；N-羟甲基丙烯酰胺：2-2.5；脂肪酸甲酯磺酸钠：1-3；丙烯酸：1-2；衣康酸：0.5-1；丙烯腈：2-5；丙烯酸酯：50-70；过硫酸铵：0.5-1；去离子水：60-90。

在本发明中，所用丙烯酸酯可以是丙烯酸与任意常见可用的化工用无毒有机醇反应的产物，包括但不限于选自丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的一种或一种以上的混合物。

相应的，本发明提供了所述防水卷材胎基布用高渗透型丙烯酸酯粘合剂的制备方法，需要理解的是本发明所提供的制备方法仅为可行制备方法的一种，其它制备方法，只要能得到本发明的产物，亦为本发明所涵盖。

本发明所公开的制备方法，包括下述步骤：

1）将3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠、N-羟甲基丙烯酰胺、脂肪酸甲酯磺酸钠溶于去离子水中，加入乳化釜，将丙烯酸、衣康酸、丙烯腈、丙烯酸酯加入乳化釜中，搅拌乳化，制成预乳液；

2）将过硫酸铵溶于去离子水中，配成引发剂溶液待用；

3）向反应釜中加入去离子水，升温，然后向反应釜加入步骤2）所制预乳液和步骤3）所制引发剂进行聚合反应；

4）反应结束后，保温熟化1-2小时，降温，加入去离子水，得到最终产品。

其中，为了使得步骤3）反应的更完全，防止原料浪费，所述步骤3）由两步反应过程组成，3.1）首先向反应釜加入所制预乳液总质量的30%的预乳液，再加入所制引发剂溶液总质量的20%的引发剂，开始聚合反应；3.2）反应进行后向反应釜加入剩余乳化液和剩余引发剂溶液至反应完成。

本领域技术人员可以理解，步骤3.1与3.2之间会有合理的间隔使得步骤3.1能够引发聚合反应的发生，这两个步骤之间的时间间隔与各成分用量相关，通常是相隔10-30分钟，步骤3在85-95℃的反应温度下在3-4小时内直至反应完成。

为了最有效的使得反应最大化，步骤3.2）中加入剩余乳化液和引发剂的方式为滴加。

在本发明中，去离子水的总体用量决定了最终所得粘合剂的形态，优选的，所述步骤4）去离子水的用量为使最终产物含固量至49-50%，在此固含量下，粘合剂表现出极为优异的性能。

通过上述改进，本发明具有如下优点：

1、性能优异，常规指标与国外同类产品相同，沥青或改性沥青渗透性优于其他产品。

2、选择3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠与、脂肪酸甲酯磺酸钠做为乳化剂，降低了乳液粒径，同时也提高了产品的稳定性与渗透性。使用交联单体衣康酸提高粘合剂交联密度，提高了产品的性能。使用交联单体丙烯腈，进一步提高了乳液的渗透性。

3、产品不含烷基酚聚氧乙烯醚等有害物质，高效环保，对环境友好。

具体实施方式

在下述实施例中，申请人提供了具体的组成用来说明本发明如何实现。本领域技术人员在此基础上所做出的改变依旧属于本发明的保护范围。本发明的保护范围涵盖于权利要求及其等同变换。

实施例1

①将3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠6克、N-羟甲基丙烯酰胺2克、脂肪酸甲酯磺酸钠1克溶于30克去离子水中，加入乳化釜，将丙烯酸1克、衣康酸0.5克、丙烯腈2克、丙烯酸甲酯10克、丙烯酸乙酯33克、丙烯酸丁酯7克加入乳化釜中，搅拌乳化，制成预乳液。

②将过硫酸铵0.5克溶于5克去离子水中，配成引发剂溶液待用。

③向反应釜中加入23克去离子水，升温至85-95℃，向反应釜加入步骤①所制预乳液总质量的30%的预乳液，再加入步骤②所制引发剂溶液总质量的20%，开始聚合反应。

④10-30分钟后，向反应釜滴加步骤①所制剩余乳化液和步骤②所制剩余引发剂溶液，滴加时间3-4小时，反应温度85-95℃。

⑤滴加结束后，保温熟化1-2小时，降温，加入去离子水5克，调整含固量至49.5%，得到最终产品。

实施例2

①将3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠7克、N-羟甲基丙烯酰胺2.5克、脂肪酸甲酯磺酸钠3克溶于40克去离子水中，加入乳化釜，将丙烯酸2克、衣康酸1克、丙烯腈5克、丙烯酸甲酯19克、丙烯酸乙酯43克、丙烯酸丁酯8克加入乳化釜中，搅拌乳化，制成预乳液。

②将过硫酸铵1克溶于10克去离子水中，配成引发剂溶液待用。

③向反应釜中加入28克去离子水，升温至85-95℃，向反应釜加入步骤①所制预乳液总质量的30%的预乳液，再加入步骤②所制引发剂溶液总质量的20%，开始聚合反应。

⑤滴加结束后，保温熟化1-2小时，降温，加入去离子水12克，调整含固量至49.5%，得到最终产品。

实施例3

①将3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠6.5克、N-羟甲基丙烯酰胺2.3克、脂肪酸甲酯磺酸钠2克溶于35克去离子水中，加入乳化釜，将丙烯酸1.5克、衣康酸0.7克、丙烯腈3.5克、丙烯酸甲酯14克、丙烯酸乙酯36克、丙烯酸丁酯10加入乳化釜中，搅拌乳化，制成预乳液。

②将过硫酸铵0.71克溶于7克去离子水中，配成引发剂溶液待用。

③向反应釜中加入26克去离子水，升温至85-95℃，向反应釜加入步骤①所制预乳液总质量的30%的预乳液，再加入步骤②所制引发剂溶液总质量的20%，开始聚合反应。

⑤滴加结束后，保温熟化1-2小时，降温，加入去离子水9克，调整含固量至49.5%，得到最终产品。

对比参照物：德国巴斯夫公司的土工布粘合剂888是一种常用的胎基布用丙烯酸酯粘合剂，各项性能比较优异；陶氏无纺布粘合剂8495也是一种比较优秀的胎基布用丙烯酸酯粘合剂。

将符合GB/T18840-2002《沥青防水卷材用胎基》规定的II型聚酯胎作为空白基布采用以下工艺应用：基布→浸轧粘合剂→烘干（150℃，1分钟）→成品。

1.按GB/T18840-2002《沥青防水卷材用胎基》检测成品胎基布各项指标。具体指标如表1：

表1：性能检测

从表1的结果可以看出，在普通II型聚酯胎上，本发明产品各项指标均达到或超过其他产品，完全满足防水卷材的生产需求。

2、不同丙烯酸酯粘合剂对空白基布的渗透性

参考FZT01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》，将标准中的三级水换为不同的丙烯酸酯粘合剂。毛细效应越好，芯吸高度越大，渗透性越好。

表2：毛细效应检测

粘合剂	实施例1	实施例2	实施例3	巴斯夫产品	陶氏产品
						30min液体芯吸高度mm	89	87	92	60	72

从结果看出，本发明粘合剂毛细效应好于其他产品，渗透性更强。

3、胎基布沥青浸渍性

参照GB/T18840-2002《沥青防水卷材用胎基》6.9，将生产的II型聚酯胎分别浸入180-185℃的100#沥青150mm，计时1-5s，考察胎基布浸渍性，合格为沥青浸透胎基布，不合格为沥青未浸透。

表3：胎基布浸渍性

粘合剂	1s	2s	3s	4s	5s
						实施例1	不合格	不合格	合格	合格	合格
实施例2	不合格	合格	合格	合格	合格
						实施例3	不合格	不合格	合格	合格	合格
巴斯夫产品	不合格	不合格	不合格	不合格	合格
						陶氏产品	不合格	不合格	不合格	合格	合格

从结果可以看出，本发明生产的胎基布沥青浸渍速度最快，渗透性最好。

Claims

1.一种防水卷材胎基布用高渗透型丙烯酸酯粘合剂，其特征在于包含3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠，N-羟甲基丙烯酰胺，脂肪酸甲酯磺酸钠，丙烯酸，衣康酸，丙烯腈，丙烯酸酯，过硫酸铵，去离子水。

2.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于所述丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯中的一种和/或一种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于所述粘合剂为分散液。

4.根据权利要求1所述的粘合剂，其特征在于所述各成分用量为，以质量份数计，3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠：6-7；N-羟甲基丙烯酰胺：2-2.5；脂肪酸甲酯磺酸钠：1-3；丙烯酸：1-2；衣康酸：0.5-1；丙烯腈：2-5；丙烯酸酯：50-70；过硫酸铵：0.5-1；去离子水：60-90。

5.权利要求1所述防水卷材胎基布用高渗透型丙烯酸酯粘合剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：1）将3-((1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基)-2-羟基丙磺酸钠、N-羟甲基丙烯酰胺、脂肪酸甲酯磺酸钠溶于去离子水中，加入乳化釜，将丙烯酸、衣康酸、丙烯腈、丙烯酸酯加入乳化釜中，搅拌乳化，制成预乳液；2）将过硫酸铵溶于去离子水中，配成引发剂溶液待用；3）向反应釜中加入去离子水，升温，然后向反应釜加入步骤2）所制预乳液和步骤3）所制引发剂进行聚合反应；4）反应结束后，保温熟化1-2小时，降温，加入去离子水，得到最终产品。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述步骤3）由两步反应过程组成，3.1）首先向反应釜加入所制预乳液总质量的30%的预乳液，再加入所制引发剂溶液总质量的20%的引发剂，开始聚合反应；3.2）反应进行后向反应釜加入剩余乳化液和剩余引发剂溶液至反应完成。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于步骤3.2）中加入剩余乳化液和引发剂的方式为滴加。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述步骤4）去离子水的用量为使最终产物含固量至49-50%。