CN103614103B - 一种改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂及其制备方法，所述改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂包括去离子水，单体，增粘改性树脂，缓冲剂，引发剂和共聚性表面活性剂；所述去离子水占改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂总重量的40~60%，单体占改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂总重量的40~60%，增粘改性树脂占单体总重量的0~5%，缓冲剂占单体重量的0.1~0.8%，引发剂占单体总重量的0.1~1%，共聚性表面活性剂占单体总重量的0.1~5%。所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂是一种水性的胶粘剂，不含溶剂，在生产和使用时安全环保；本改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂是不含皂，不含游离小分子的表面活性剂，因此其抵湿抗潮，粘接强度高。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展和人们生活水平提高，越来越多的胶粘剂被应用在在生活中，像密封，粘接等在室内装修、装饰上都会得到大量应用。
但是，现有的一些胶粘剂要么是溶剂型的，存在着生产和使用中的不安全性，容易发生火灾，且其干燥时挥发的溶剂污染大气，残留的溶剂也会损害人类的健康；而水性的胶粘剂，由于其合成时使用的一些表面活性剂和其它助剂，其会强烈吸水，造成水性类胶粘剂耐水、耐碱性很差，在潮湿天气或有水的环境下，容易出现鼓泡、发霉、强度下降开裂等现象。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂及其制备方法，旨在解决现有的溶剂型胶粘剂不符合安全使用要求，残留溶剂污染坏境和水性胶粘剂耐水、耐碱性差的问题。
本发明的技术方案如下：一种改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂，其中，包括去离子水，单体，增粘改性树脂，缓冲剂，引发剂和共聚性表面活性剂；所述去离子水占改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂总重量的40~60%，单体占改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂总重量的40~60%，增粘改性树脂占单体总重量的0~5%，缓冲剂占单体重量的0.1~0.8%，引发剂占单体总重量的0.1~1%，共聚性表面活性剂占单体总重量的0.1~5%。
所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂，其中，所述去离子水为经阴阳离子交换处理或反渗透处理、用于除去离子的软水。
所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂，其中，所述单体包括的组分及其重量百分比如下：40~80%的丙烯酸酯软单体，其结构通式为CH2=CHCOOR，R为含碳2~12的烷基；10~50%的硬单体，包括含碳1~4甲基丙烯酸酯，苯乙烯，丙烯腈，醋酸乙烯，氯乙烯，Veova10的一种或几种；0~10%的官能的单体，包括（甲基）丙烯酸或（甲基）丙烯酸羟乙酯，N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺，甲基丙烯酸烯丙酯，DAP，硅烷偶联剂，烷基硫醇的一种或几种。
所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂，其中，所述增粘改性树脂为松香类衍生物或萜烯酚醛树脂。
所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂，其中，所述缓冲剂为弱酸盐，所述缓冲剂为碳酸钠或碳酸氢钠或醋酸钠或碳酸氢铵。
所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂，其中，所述引发剂是热分解型过氧化物或氧化还原型的氧化剂和还原剂；所述热分解型过氧化物为过硫酸钾或过硫酸铵或过硫酸钠；氧化还原型的氧化剂分为无机过氧化物和有机过氧化物，无机过氧化物为过氧化氢或过硫酸盐，有机过氧化物为叔丁基过氧化氢或异丙苯过氧化氢或过氧化苯甲酰；还原剂为亚硫酸氢钠或雕白粉或VC或硫酸亚铁或三乙烯四胺。
所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂，其中，所述共聚型表面活性剂主要包括含可聚合双键之烯丙基、马来酸的改性物，包括SVS、cops-1、cops-2、AMPS、LatemulS-180、HitenolHs-10、SR-10、ER-10、JS-2、EmulsogenAPG2019、EmulsogenAPS100的一种或几种。
所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂，其中，所述改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂还包括交联剂，所述交联剂为改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂总重量的0%～10%，所述交联剂为异氰酸酯或氮丙啶或碳化二亚胺衍生物。
一种如上述任意一项所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤A00：将增粘改性树脂溶解于单体中，再加入占去离子水总量30%～40%、参与乳化反应的去离子水和共聚性表面活性剂高速乳化至少30min，得单体乳液；
步骤B00：将剩下的、参与聚合反应的去离子水加入反应釜中加热升温至65~75℃，再加入10%的单体乳液，搅拌均匀；
步骤C00：加入初引发阶段的引发剂发生反应，等温度不再升高时开始滴加余下90%的单体乳液和滴加阶段的引发剂，保持温度在75~85℃，3~4h加完，滴加完毕后再保温1~3小时，降温加氨水调pH至7.5~8.5，得到改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂。
所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂的制备方法，其中，所述制备方法还包括步骤D00：把改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂进行消泡、润湿和增稠处理。
本发明的有益效果：本发明通过提供一种改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂及其制备方法，所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂是一种水性的胶粘剂，不含溶剂，在生产和使用时安全环保；本改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂是不含皂，不含游离小分子的表面活性剂，因此其抵湿抗潮，粘接强度高。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
所述改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂包括去离子水，单体，增粘改性树脂，缓冲剂，引发剂和共聚性表面活性剂；所述去离子水占总重量的40~60%，单体占总重量的40~60%，增粘改性树脂占单体总重量的0~5%，缓冲剂占单体重量的0.1~0.8%，引发剂占单体总重量的0.1~1%，共聚性表面活性剂占单体总重量的0.1~5%。
所述去离子水为经阴阳离子交换处理或反渗透处理、用于除去离子的软水。
所述单体包括的组分及其重量百分比如下：40~80%的丙烯酸酯软单体，其结构通式为CH2=CHCOOR，R为含碳2~12的烷基；10~50%的硬单体，包括含碳1~4甲基丙烯酸酯，苯乙烯，丙烯腈，醋酸乙烯，氯乙烯，Veova10的一种或几种；0~10%的官能的单体，包括（甲基）丙烯酸或（甲基）丙烯酸羟乙酯，N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺，甲基丙烯酸烯丙酯，DAP（聚邻-苯二甲酸二丙烯酯），硅烷偶联剂，烷基硫醇的一种或几种。
所述增粘改性树脂为各种松香类衍生物或萜烯酚醛树脂。
所述缓冲剂包括各种弱酸盐，如碳酸钠，碳酸氢钠，醋酸钠，碳酸氢铵等。
所述引发剂可以是各种热分解型过氧化物，如过硫酸钾，过硫酸铵，过硫酸钠；也可以是氧化还原型的氧化剂和还原剂：氧化剂为无机过氧化物或有机过氧化物；无机过氧化物有过氧化氢、过硫酸盐等；有机过氧化物有叔丁基过氧化氢，异丙苯过氧化氢，过氧化苯甲酰等；还原剂有亚硫酸氢钠，雕白粉，VC（C6H8O6）、硫酸亚铁、三乙烯四胺等。
所述共聚型表面活性剂主要包括含可聚合双键之烯丙基、马来酸等改性物，如SVS（乙烯基磺酸钠）、cops-1（烯丙氧基羟丙基磺酸钠）、cops-2（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠）、AMPS（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）、LatemulS-180（反应性乳化剂LatemulS-180）、HitenolHs-10（乳化剂HITENOLHS–10）、SR-10（ADEKA反应型乳化剂SR-10）、ER-10（ADEKA反应性非离子乳化剂）、JS-2（EleminolJs-2，三洋化成反应乳化剂）、EmulsogenAPG2019（烯丙基酚聚氧乙烯醚硫酸盐）、EmulsogenAPS100（烯丙基聚氧乙烯硫酸铵）的一种或几种。因共聚型表面活性剂可与单体聚合反应，反应后不会残留有共聚型表面活性剂，从而保证本改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂有较好的耐水性。
为了使本改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂得到更高的粘接强度和耐水性，所述改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂还包括交联剂，所述交联剂为改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂总重量的0%～10%，所述交联剂为异氰酸酯或氮丙啶或碳化二亚胺衍生物。
一种如上述所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤A00：将增粘改性树脂溶解于单体中，再加入占去离子水总量30%～40%、参与乳化反应的去离子水和共聚性表面活性剂高速乳化至少30min，得单体乳液；
步骤B00：将剩下的、参与聚合反应的去离子水加入反应釜中加热升温至65~75℃，再加入10%的单体乳液，搅拌均匀；
步骤C00：加入初引发阶段的引发剂发生反应，等温度不再升高时开始滴加余下90%的单体乳液和滴加阶段的引发剂，保持温度在75~85℃，3~4h加完，滴加完毕后再保温1~3小时，降温加氨水调pH至7.5~8.5，得到改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂。
所述步骤C00中，初引发阶段的引发剂和滴加阶段的引发剂的成分及其含量会因要参与不同的化学反应而有所不同，要根据实际生产需要而设定。
为了使改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂的使用效果更好，所述本制备方法还包括步骤D00：把改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂进行消泡、润湿和增稠处理。
根据上述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂及其制备方法，提供以下具体实施例：
实施例1
（1）反应釜底中各组分及其重量：
参与聚合反应的去离子水：260kg；碳酸氢钠（缓冲剂）：1.0kg；
（2）参加乳化反应的各组分及其重量：
参与乳化反应的去离子水：150kg；共聚型表面活性剂：8.0kg；丙烯酸丁酯：243kg；丙烯酸异辛酯：170kg；甲基丙烯酸甲酯：75kg；丙烯酸：8kg；丙烯酸羟乙酯：4kg；增粘改性树脂：10kg；
（3）引发剂各阶段的重量如下：
初引发阶段：过硫酸钠/水：1.50/6（用6kg水溶解1.5kg过硫酸钠）；
滴加阶段：过硫酸钠/水：1/30（用30kg水溶解1kg过硫酸钠）。
制备改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂的具体方法步骤：
步骤A00：将增粘改性树脂10kg溶解于单体中，然后加入参与乳化反应的去离子水150kg和共聚型表面活性剂8.0kg高速乳化至少30min，得稳定的单体乳液；
步骤B00：将参与聚合反应的去离子水260kg和碳酸氢钠1kg加入反应釜中加热升温至65℃，再加入占单体乳液总重10%的单体乳液，搅拌均匀；
步骤C00：加入初引发阶段的引发剂发生热分解型反应，等温度不再升高时开始滴加余下90%的单体乳液和滴加阶段的引发剂，保持温度在75~85℃，3~4h加完（引发剂的滴加时间比单体乳液的滴加时间多15~30min），滴加完毕后在84℃保温3小时，降温加氨水调pH至7.5~8.5，得到改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂；
步骤D00：根据需要加入助剂进行润湿、增稠或消泡处理。
将得到的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂用线棒刮涂在经电晕处理的BOPP（双向拉伸聚丙烯薄膜）上，上胶20微米，105℃干燥5min，测验剥离力为：>5.0N/25mm，粘接力强且可长时间贴合玻璃和不锈钢而不会有胶残留，在常温下水中浸泡2天涂膜不会发白。
实施例2
（1）反应釜底中各组分及其重量：
参与聚合反应的去离子水：270kg；碳酸氢钠：0.8kg；
（2）参加乳化反应的各组分及其重量：
参与乳化反应的去离子水：150kg；共聚型表面活性剂：10kg；丙烯酸丁酯：100kg；丙烯酸异辛酯：125kg；苯乙烯：251kg；甲基丙烯酸：15kg；丙烯酰胺：5kg；硅烷偶联剂：4kg；
（3）引发剂各阶段的重量如下：
初引发阶段：氧化剂/水：0.15/5.0（用5kg水溶解0.15kg氧化剂），还原剂/水：0.4/5.0（用5kg水溶解0.4kg还原剂）；
滴加阶段：氧化剂/水：1.54/25.0（用25kg水溶解1.54kg氧化剂），还原剂/水：0.5/25.0（用25kg水溶解0.5kg还原剂）。
制备改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂的具体方法步骤：
步骤A00：将增粘改性树脂溶解于单体中，再加入占去离子水总量30%～40%、参与乳化反应的去离子水和共聚性表面活性剂高速乳化至少30min，得单体乳液；
步骤B00：将剩下的、参与聚合反应的去离子水加入反应釜中加热升温至65~75℃，再加入10%的单体乳液，搅拌均匀；
步骤C00：加入初引发阶段的引发剂发生氧化还原反应，等温度不再升高时开始滴加余下90%的单体乳液和滴加阶段的引发剂，保持温度在70~75℃，3~4h加完（引发剂的滴加时间比单体乳液的滴加时间多15~30min），滴加完毕后在75℃保温2小时，降温加氨水调pH至7.5~8.5，得到改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂。
步骤D00：根据需要加入助剂进行润湿、增稠或消泡处理。
将得到的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂加入4%交联剂，刷涂在水帘纸上，经加压粘合干燥固化后，用于工业水帘式空调机，广泛应用于厂房车间降温，粘合强度高，长期经受冷却水浸泡，不会开裂。
所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂是一种水性的胶粘剂，不含溶剂，在生产和使用时安全环保；同时其不含皂，是不含游离小分子的表面活性剂，因此其抵湿抗潮，粘接强度高；所述改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂既可通过机械涂布附着于基材上经烘干成片材或卷材，涂布的方式可以是刮刀式或转移式等；也可以是是人工刷胶、刮胶，粘合；所述基材可以是塑料类的薄膜或纤维布，也可以是各种金属类的片材，纸板等；在所述基材上可以印刷各种图案或花纹，也可裁切成各种形状，以形成装饰效果；所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂是水性的、环保的，对人体无害，抗水能力强，粘接强度高，可广泛地应用于家居、酒店和娱乐场所等室内卫浴装饰和户外广告；本改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂经配合适量交联剂还可用于部份工业需防水粘接的场所。
所述的改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂是一种环保的水性胶粘剂，由各种丙烯酸酯类单体经乳液聚合的方式制备得到，具自交联的结构，且聚合物分子链柔软，在涂布干燥过程中发生交联，形成网状结构，增加了内聚力,粘接强度高。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂，其特征在于，包括去离子水：410kg，缓冲剂碳酸氢钠：1.0kg，共聚型表面活性剂：8.0kg，丙烯酸丁酯：243kg；丙烯酸异辛酯：170kg；甲基丙烯酸甲酯：75kg；丙烯酸：8kg；丙烯酸羟乙酯：4kg；增粘改性树脂：10kg，引发剂为2.5kg过硫酸钠/36kg水；
制备改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂的具体方法步骤：
步骤A00：将增粘改性树脂10kg溶解于单体中，然后加入参与乳化反应的去离子水150kg和共聚型表面活性剂8.0kg高速乳化至少30min，得稳定的单体乳液；
步骤B00：将参与聚合反应的去离子水260kg和碳酸氢钠1.0kg加入反应釜中加热升温至65℃，再加入占单体乳液总重10%的单体乳液，搅拌均匀；
步骤C00：加入初引发阶段的引发剂发生热分解型反应，等温度不再升高时开始滴加余下90%的单体乳液和滴加阶段的引发剂，保持温度在75~85℃，3~4h加完，引发剂的滴加时间比单体乳液的滴加时间多15~30min，滴加完毕后在84℃保温3小时，降温加氨水调pH至7.5~8.5，得到改性无皂丙烯酸乳液胶粘剂；
步骤D00：根据需要加入助剂进行润湿、增稠或消泡处理；
其中，初引发阶段引发剂：用6kg水溶解1.5kg过硫酸钠；滴加阶段引发剂：用30kg水溶解1kg过硫酸钠；
所述增粘改性树脂为松香类衍生物或萜烯酚醛树脂；所述共聚型表面活性剂主要包括含可聚合双键之烯丙基、马来酸的改性物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 528138 Foshan, Sanshui District, Leping City fan Lake Economic Development Zone Patentee after: Guangdong yingyahng environmental protection new material Co Ltd Address before: 528138 Foshan, Sanshui District, Leping City fan Lake Economic Development Zone Patentee before: Guangdong Yinyang Resin Co., Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Modified soap-free acrylic emulsion adhesive and preparation method thereof Effective date of registration: 20171117 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Guangzhou master Asset Management Co., Ltd. Pledgor: Guangdong yingyahng environmental protection new material Co Ltd Registration number: 2017440000137 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20180606 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Guangzhou master Asset Management Co., Ltd. Pledgor: Guangdong yingyahng environmental protection new material Co Ltd Registration number: 2017440000137 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Modified soap-free acrylic emulsion adhesive and preparation method thereof Effective date of registration: 20180706 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Guangzhou master Asset Management Co., Ltd. Pledgor: Guangdong yingyahng environmental protection new material Co Ltd Registration number: 2018440000189 |
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Date of cancellation: 20180927 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Guangzhou master Asset Management Co., Ltd. Pledgor: Guangdong yingyahng environmental protection new material Co Ltd Registration number: 2018440000189 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Modified soap free acrylic emulsion adhesive and preparation method thereof Effective date of registration: 20210329 Granted publication date: 20151118 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Foshan branch Pledgor: GUANGDONG YINYANG ENVIRONMENT-FRIENDLY NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2021980002223 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210603 Granted publication date: 20151118 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Foshan branch Pledgor: GUANGDONG YINYANG ENVIRONMENT-FRIENDLY NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2021980002223 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20140305 Assignee: Guangdong Yaoda Financial Leasing Co.,Ltd. Assignor: GUANGDONG YINYANG ENVIRONMENT-FRIENDLY NEW MATERIALS Co.,Ltd. Contract record no.: X2022980007300 Denomination of invention: A modified soap free acrylic lotion adhesive and its preparation method Granted publication date: 20151118 License type: Exclusive License Record date: 20220609 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A modified soap free acrylic lotion adhesive and its preparation method Effective date of registration: 20220614 Granted publication date: 20151118 Pledgee: Guangdong Yaoda Financial Leasing Co.,Ltd. Pledgor: GUANGDONG YINYANG ENVIRONMENT-FRIENDLY NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2022980007803 |
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