CN103805097A - 环保水性氯丁型万能胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保水性氯丁型万能胶及其制备方法，该万能胶的主要成分及其重量配比为：水性松香甘油酯乳液5％、水性松香季戊四醇酯乳液5.4％、水性石油树脂乳液4％、水性烷基酚醛乳液8％、水性丙烯酸乳液11％、水性EVA乳液8％、水性阴离子氯丁胶乳42％、去离子水6％。本发明的万能胶具有零VOC、高固含量、无有机溶剂、不含重金属、无味、优良的粘结性能、耐热耐老化、干燥时间较快、开放时间长、抗皮革油脂性能优、省胶等多方面的综合优势，具有杜绝环境污染，改善操作和施工环境，成本低廉、无味、防火安全等优点，广泛应用于铝塑板、夹板、密度板、免漆板、高分子板、屏风、金属薄片等板材装饰行业，尤其适合绿色环保高档装饰行业应用。

Description

环保水性氯丁型万能胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂及其制备方法，更具体地说是涉及一种环保水性氯丁型万能胶及其制备方法，可广泛应用于铝塑板、夹板、密度板、免漆板、木板、高分子板、屏风、金属薄片、EVA等板材装饰装修行业，尤其适合于绿色环保高档装饰装修行业。

背景技术

万能胶是一种具有合适的粘度，适合于用齿形刮胶板、毛刷等做为施工工具刮刷涂施工，将两种不同的物质界面紧密连接起来，起到传递应用作用的胶粘剂；万能胶广泛应用于铝塑板、夹板、密度板、免漆板、高分子板、金属薄片等材料之间的粘合，万能胶包括溶剂型万能胶（油性万能胶）和水性万能胶。

中国市场目前还是以中低端溶剂型万能胶应用为主，大量有机溶剂包括有毒的卤代烃和三苯（苯、甲苯、二甲苯）溶剂在施工时进入空气中，既消耗大量日趋紧张的石油油料资源，又严重影响人民生活环境与身体健康；尽管国家在2009年9月1日起开始实施国家标准GB 18583-2008(室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质强制性限量标准)，但是对于三苯和卤代烃的限量还是过于宽松，例如：甲苯+二甲苯≤15%，低毒卤代烃二氯甲烷≤5%，按照欧美日等西方发达国家对于环保的高标准要求而言，GB 18583-2008国标是远远不够的，尽管国家环保部门和国标委出台了更为严格的环保标准，胶粘剂环境标志产品认证技术要求标准HJ/T 220-2005,重点是对于三苯、卤代烃、丙酮等做了更为严格的限量，例如：纯苯≤0.2%，甲苯+二甲苯≤0.2%，卤代烃≤0.2%，丙酮≤0.75‰，重金属（铅、镉、汞、铬）≤0.5‰等，但是对于高VOC的排放量还是无法控制，而欧美日等西方发达国家对于环保的高标准要求在很多领域都要求万能胶产品实现无溶剂化，完全水性化，零VOC排放量。

遵照中国合成胶粘剂和胶粘带行业“十二五”发展规划中的总体发展目标之一的“产品结构优化升级”计划，在“十二五”期间，我国将淘汰部分产能落后和有毒有害物质含量高的胶粘剂产品，大力发展水基型、热熔型等环境友好型环保高功能胶粘剂，因此开发完全环保的新型水性氯丁型万能胶成为胶粘剂时代进步的迫切要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是：克服传统的溶剂型万能胶（油性万能胶）存在的上述缺陷，提供一种零VOC、高固含量、不含重金属、无味、具有优良的粘结性能、防火安全的环保水性氯丁型万能胶。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种环保水性氯丁型万能胶的制备方法。

解决上述技术问题采用的技术方案是这样的：

本发明的环保水性氯丁型万能胶包括以下重量百分比的成分：

水性松香甘油酯乳液         3～10%；

水性松香季戊四醇酯乳液     3～9%；

水性石油树脂乳液           3～8%；

水性烷基酚醛乳液           6～12%；

水性丙烯酸乳液             8～15%；

水性EVA乳液               5～12%；

水性阴离子氯丁胶乳        35～50%；

去离子水                   4～10%。

为了使产品的相容性、稳定性、施工效果和手感等更好，本发明的万能胶还包括以下重量百分比的成分：

纳米碳酸钙浓缩浆      6～12%；

水性消泡剂       0.2～0.4%；

润湿分散剂       0.1～0.3%；

气相二氧化硅       1～3%；

水性防腐防霉剂   0.1～0.3%；

碱溶胀型增稠剂      0.2～0.5%。

所述的水性消泡剂、润湿分散剂、水性防腐防霉剂、碱溶胀型增稠剂选用易溶于水或容易在水中乳化形成稳定的水乳液的水性助剂类型。其中，所述水性消泡剂选用乳化硅油细乳液；润湿分散剂选用易溶于水的聚丙烯酸铵盐；水性防腐防霉剂选用异噻唑啉酮；碱溶胀型增稠剂选用水性丙烯酸酯共聚乳液。

所述纳米碳酸钙浓缩浆材料的粒径小于或等于100纳米。

所述水性丙烯酸乳液可视产品具体要求选择刚性、柔性或者弹性类型。

所述水性松香甘油酯乳液、水性松香季戊四醇酯乳液、水性石油树脂乳液、水性烷基酚醛乳液、水性丙烯酸乳液和水性EVA乳液的水乳液粒径小于或等于0.5微米。

所述水性阴离子氯丁胶乳乳液粒径小于或等于0.1微米，其中的2-氯-1，3-丁二烯游离单体含量低于5PPM。

所述去离子水经过软化处理，已经除掉其中的硬离子。

本发明的环保水性氯丁型万能胶的制备方法包括以下工艺步骤：

a.按配比将水性松香甘油酯乳液、水性松香季戊四醇酯乳液、水性石油树脂乳液、水性烷基酚醛乳液、水性丙烯酸乳液、水性EVA乳液投入带有分散搅拌装置的混配容器中，开动搅拌装置，分散搅拌8～12分钟；

b. 在保持搅拌的前提下按配比缓慢加入去离子水、润湿分散剂、水性消泡剂，分散搅拌8～12分钟；

c.在保持搅拌的前提下按配比缓慢加入纳米碳酸钙浓缩浆料与气相二氧化硅,分散搅拌物料15～25分钟；

d.在保持转速的前提下按配比加入水性防腐防霉剂，分散搅拌8～12分钟后，按配比缓慢添加水性阴离子氯丁胶乳，添加完毕后，提高分散搅拌速度，分散搅拌15～25分钟；

e.在保持分散搅拌速度的前提下缓慢添加碱溶胀型增粘剂调整物料粘度，添加完毕后，分散搅拌25～35分钟；

f.取样测试合格后，包装入库。

所述步骤a至步骤d的前期中搅拌装置的转速为200转/分,而d步骤的后期至步骤e中分散搅拌速度则升高为500转/分。

与现有传统的溶剂型万能胶技术相比，本发明产品具有如下优点：

1.本发明配方属于纯水性环保绿色产品，完全不含任何有机溶剂，更不会含有三苯、卤代烃类高毒性有机溶剂。

2.本发明配方完全不同于溶剂型万能胶采用了较多比例的依赖石油的6#溶剂油、120#溶剂油、200#溶剂油、三苯、卤代烃等石油化工产品为原料，而是采用水性氯丁胶乳、多种改性的水性增粘乳液树脂、水性改性丙烯酸树脂、水性环保助剂等水性原料按照特殊配方工艺来配制水性万能胶产品，完全不受到国际石油价格波动的影响，摆脱了国际油价对胶粘剂行业的严重制约，成本低廉。

3.本发明配方产品零VOC高固含量，彻底使用去离子水完全代替了有毒的有机溶剂，因此环保指数属于纯水性绿色绝对环保，本发明产品满足中国最高环保标准环境标志认证标准HJ/T 220-2005，明显高于仅能满足国家标准GB 18583-2008的溶剂型万能胶。

4.由于本发明配方产品使用去离子水为溶剂媒体，使得本配方产品无味，无任何刺激性气味和无异味残留，这就完全解决了传统溶剂型万能胶多年来一直无法解决的气味大有异味残留的问题。

5.本发明配方水性氯丁型万能胶固含量高，刮涂非常均匀，且不拉丝，施工既方便又省胶，成本低廉。

6.本发明配方由于使用了较多特殊筛选的进口环保水性新原料，如水性阴离子氯丁胶乳、多种改性的水性增粘乳液树脂、水性改性丙烯酸树脂等，进而使得本配方水性万能胶比传统油性万能胶具有更为优良的初粘力、持粘力、剥离强度、耐热耐老化性能、耐水性、柔软度等，同时开放时间长，可达6～8小时，为工人操作施工提供了更大的施工便利条件。

7.本发明配方由于添加了进口的高功能助剂，如高档环保型消泡剂、稳定剂、润湿分散剂、增稠剂，进而使得本配方万能胶比传统万能胶具有更为优良长久的相容稳定性和施工方便性能等，成品保质期更长，可达2年以上。

8.本发明配方产品属于零VOC、高固含量，不含任何有机溶剂，纯粹以去离子水为溶剂媒体，因此本发明配方产品防火，在生产、运输、使用、储存中非常安全，不会发生火灾等事故。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步详细说明。

实例A 

1.制备配方：

原料名称                        重量配比（%）

水性松香甘油酯乳液                  6

水性松香季戊四醇酯乳液            5.4

水性石油树脂乳液                  4

水性烷基酚醛乳液                  10

水性丙烯酸乳液(刚性)               13

水性EVA乳液                       9

水性阴离子氯丁胶乳               36

去离子水                           6

纳米碳酸钙浓缩浆                   8

水性消泡剂                         0.2

润湿分散剂                         0.3

气相二氧化硅                        1.5

水性防腐防霉剂                      0.3

碱溶胀型增稠剂                    0.3

合计                               100 。

2.制备工艺：

a.将计量好的水性松香甘油酯乳液、水性松香季戊四醇酯乳液、水性石油树脂乳液、水性烷基酚醛乳液、水性丙烯酸乳液、水性EVA乳液投入带有分散搅拌装置的混配容器中，开动搅拌装置，分散搅拌速率为200转/分，分散搅拌10分钟；

b. 在保持搅拌的前提下缓慢加入计量好的去离子水、润湿分散剂、水性消泡剂，分散搅拌10分钟；

c.在保持搅拌的前提下按配比缓慢加入纳米碳酸钙浓缩浆料与气相二氧化硅,分散搅拌物料20分钟；

d.在保持转速的前提下开始加入计量好的水性防腐防霉剂，分散搅拌10分钟后，开始缓慢添加计量好的水性阴离子氯丁胶乳，添加完毕后，提高分散搅拌速度到500转/分，分散搅拌20分钟；

e.在保持分散搅拌速度为500转/分的前提下缓慢添加适量的碱溶胀型增粘剂调整物料粘度，添加完毕后，分散搅拌30分钟；

f.取样测试粘度在15000～30000CPS的范围，粘性等综合指标合格后，使用塑料桶包装即为成品入库。 

3.所制成品性能测试指数(测试环境：温度：25℃，湿度：70%)如表1所示：

表1：

4.所制成品的用途：

该环保水性氯丁型万能胶适用于铝塑板、夹板、密度板、免漆板、高分子板、金属薄片、石材、鞋材等材料之间的粘合，应用领域为：板材等装饰装修行业。

刮胶施工操做步骤：

a.表面处理：将待粘物表面处理干净，除去水份、油污、粉尘；

b.均匀涂胶：将待粘物双面同一方向均匀涂胶；

c.适当晾干：晾置适当时间，手指触摸胶层不粘手为准；

d.加压粘合：一次性对准材质，加压粘合；

e.强度建立：刚粘合即具有较大强度，放置3天左右即达到最大强度。

粘合效果：以被粘合材料样板用力扳时材质破坏但是胶层完好无损为合格。

实例B

1.制备配方：

原料名称                       重量配比（%）

水性松香甘油酯乳液                 5

水性松香季戊四醇酯乳液           5.4

水性石油树脂乳液                 4

水性烷基酚醛乳液                  8

水性丙烯酸乳液(刚性)              11

水性EVA乳液                      8

水性阴离子氯丁胶乳              42

去离子水                          6

纳米碳酸钙浓缩浆                  8

水性消泡剂                        0.3

润湿分散剂                        0.2

气相二氧化硅                       1.5

水性防腐防霉剂                     0.2

碱溶胀型增稠剂                   0.4

合计                                  100 。

2.制备工艺：

a.将计量好的水性松香甘油酯乳液、水性松香季戊四醇酯乳液、水性石油树脂乳液、水性烷基酚醛乳液、水性丙烯酸乳液、水性EVA乳液投入带有分散搅拌装置的混配容器中，开动搅拌装置，分散搅拌速率为200转/分，分散搅拌10分钟；

b. 在保持搅拌的前提下缓慢加入计量好的去离子水、润湿分散剂、水性消泡剂，分散搅拌10分钟；

c.在保持搅拌的前提下按配比缓慢加入纳米碳酸钙浓缩浆料与气相二氧化硅,分散搅拌物料20分钟；

d.在保持转速的前提下加入计量好的水性防腐防霉剂，分散搅拌10分钟后，开始缓慢添加计量好的水性阴离子氯丁胶乳，添加完毕后，提高分散搅拌速度到500转/分，分散搅拌20分钟；

e.在保持分散搅拌速度为500转/分的前提下缓慢添加适量的碱溶胀型增粘剂调整物料粘度，添加完毕后，分散搅拌30分钟；

f.取样测试粘度在15000～30000CPS的范围，粘性等综合指标合格后，使用塑料桶包装即为成品入库。 

3.所制成品性能测试指数(测试环境：温度：25℃，湿度：70%)如表2所示：

表2：

4.所制成品的用途：

该环保水性氯丁型万能胶适用于铝塑板、夹板、密度板、免漆板、高分子板、金属薄片、石材、鞋材等材料之间的粘合，应用领域为：板材等装饰装修行业。

刮胶施工操做步骤：

a.表面处理：将待粘物表面处理干净，除去水份、油污、粉尘；

b.均匀涂胶：将待粘物双面同一方向均匀涂胶；

c.适当晾干：晾置适当时间，手指触摸胶层不粘手为准；

d.加压粘合：一次性对准材质，加压粘合；

e.强度建立：刚粘合即具有较大强度，放置3天左右即达到最大强度。

粘合效果：以被粘合材料样板用力扳时材质破坏但是胶层完好无损为合格。

实例C

1.制备配方：

原料名称                      重量配比（%）

水性松香甘油酯乳液                5

水性松香季戊四醇酯乳液          4

水性石油树脂乳液                4

水性烷基酚醛乳液                 7

水性丙烯酸乳液(刚性)             10

水性EVA乳液                     7

水性阴离子氯丁胶乳             47

去离子水                         6

纳米碳酸钙浓缩浆                 8

水性消泡剂                       0.3

润湿分散剂                       0.1

气相二氧化硅                      1

水性防腐防霉剂                    0.1

碱溶胀型增稠剂                    0.5

合计                                 100 。

2.制备工艺：

a.将计量好的水性松香甘油酯乳液、水性松香季戊四醇酯乳液、水性石油树脂乳液、水性烷基酚醛乳液、水性丙烯酸乳液、水性EVA乳液投入带有分散搅拌装置的混配容器中，开动搅拌装置，分散搅拌速率为200转/分，分散搅拌10分钟；

b. 在保持搅拌的前提下缓慢加入计量好的去离子水、润湿分散剂、水性消泡剂，分散搅拌10分钟；

c.在保持搅拌的前提下缓慢加入计量好的纳米碳酸钙浓缩浆料与气相二氧化硅，分散搅拌物料20分钟；

d.在保持转速的前提下加入计量好的水性防腐防霉剂，分散搅拌10分钟后，开始缓慢添加计量好的水性阴离子氯丁胶乳，添加完毕后，提高分散搅拌速度到500转/分，分散搅拌20分钟；

e.在保持分散搅拌速度为500转/分的前提下缓慢添加适量的碱溶胀型增粘剂调整物料粘度，添加完毕后，分散搅拌30分钟；

f.取样测试粘度在15000～30000CPS的范围，粘性等综合指标合格后，使用塑料桶包装即为成品入库。 

3.所制成品性能测试指数(测试环境：温度：25℃，湿度：70%)如表3所示：

表3：

4.所制成品的用途：

该环保水性氯丁型万能胶适用于铝塑板、夹板、密度板、免漆板、高分子板、金属薄片、石材、鞋材等材料之间的粘合，应用领域为：板材等装饰装修行业。

刮胶施工操做步骤：

a.表面处理：将待粘物表面处理干净，除去水份、油污、粉尘；

b.均匀涂胶：将待粘物双面同一方向均匀涂胶；

c.适当晾干：晾置适当时间，手指触摸胶层不粘手为准；

d.加压粘合：一次性对准材质，加压粘合；

e.强度建立：刚粘合即具有较大强度，放置3天左右即达到最大强度。

粘合效果：以被粘合材料样板用力扳时材质破坏但是胶层完好无损为合格。

所述的水性消泡剂、润湿分散剂、水性防腐防霉剂、碱溶胀型增稠剂最好选用易溶于水或容易在水中乳化形成稳定的水乳液的水性助剂类型。在本发明的上述实施例中，所述水性消泡剂选用乳化硅油细乳液；润湿分散剂选用易溶于水的聚丙烯酸铵盐；水性防腐防霉剂选用异噻唑啉酮；碱溶胀型增稠剂选用水性丙烯酸酯共聚乳液。

所述纳米碳酸钙浓缩浆材料的粒径小于或等于100纳米。所述水性松香甘油酯乳液、水性松香季戊四醇酯乳液、水性石油树脂乳液、水性烷基酚醛乳液、水性丙烯酸乳液和水性EVA乳液的水乳液粒径小于或等于0.5微米。所述水性阴离子氯丁胶乳乳液粒径小于或等于0.1微米，其中的2-氯-1，3-丁二烯游离单体含量低于5PPM。

所述水性丙烯酸乳液可视产品具体要求选择刚性、柔性或者弹性类型。

所述去离子水经过软化处理，其中的钙离子、镁离子等硬离子已经除掉。

Claims (10)

1.一种环保水性氯丁型万能胶，其特征在于：包括以下重量百分比的成分：

水性松香甘油酯乳液             3～10%；

水性松香季戊四醇酯乳液     3～9%；

水性石油树脂乳液           3～8%；

水性烷基酚醛乳液             6～12%；

水性丙烯酸乳液                8～15%；

水性EVA乳液                5～12%；

水性阴离子氯丁胶乳        35～50%；

去离子水                   4～10%。

2.根据权利要求1所述的环保水性氯丁型万能胶，其特征在于，还包括以下重量百分比的成分：

纳米碳酸钙浓缩浆   6～12%；

水性消泡剂       0.2～0.4%；

润湿分散剂       0.1～0.3%；

气相二氧化硅         1～3%；

水性防腐防霉剂      0.1～0.3%；

碱溶胀型增稠剂          0.2～0.5%。

3.根据权利要求2所述的环保水性氯丁型万能胶，其特征在于：所述水性消泡剂选用乳化硅油细乳液；润湿分散剂选用易溶于水的聚丙烯酸铵盐；水性防腐防霉剂选用异噻唑啉酮；碱溶胀型增稠剂选用水性丙烯酸酯共聚乳液。

4.根据权利要求2所述的环保水性氯丁型万能胶，其特征在于：所述纳米碳酸钙浓缩浆材料的粒径小于或等于100纳米。

5.根据权利要求1至4任一项所述的环保水性氯丁型万能胶，其特征在于：所述水性丙烯酸乳液为刚性、柔性或者弹性类型。

6.根据权利要求1至4任一项所述的环保水性氯丁型万能胶，其特征在于：所述水性松香甘油酯乳液、水性松香季戊四醇酯乳液、水性石油树脂乳液、水性烷基酚醛乳液、水性丙烯酸乳液和水性EVA乳液的水乳液粒径小于或等于0.5微米。

7.根据权利要求1至4任一项所述的环保水性氯丁型万能胶，其特征在于：所述水性阴离子氯丁胶乳乳液粒径小于或等于0.1微米，其中的2-氯-1，3-丁二烯游离单体含量低于5PPM。

8.根据权利要求1至4任一项所述的环保水性氯丁型万能胶，其特征在于：所述去离子水经过软化处理，已经除掉其中的硬离子。

9.一种如权利要求2所述的环保水性氯丁型万能胶的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

a.按配比将水性松香甘油酯乳液、水性松香季戊四醇酯乳液、水性石油树脂乳液、水性烷基酚醛乳液、水性丙烯酸乳液、水性EVA乳液投入带有分散搅拌装置的混配容器中，开动搅拌装置，分散搅拌8～12分钟；

b. 在保持搅拌的前提下按配比缓慢加入去离子水、润湿分散剂、水性消泡剂，分散搅拌8～12分钟；

c.在保持搅拌的前提下按配比缓慢加入纳米碳酸钙浓缩浆料与气相二氧化硅,分散搅拌物料15～25分钟；

d.在保持转速的前提下按配比加入水性防腐防霉剂，分散搅拌8～12分钟后，按配比缓慢添加水性阴离子氯丁胶乳，添加完毕后，提高分散搅拌速度，分散搅拌15～25分钟；

e.在保持分散搅拌速度的前提下缓慢添加碱溶胀型增粘剂调整物料粘度，添加完毕后，分散搅拌25～35分钟；

f.取样测试合格后，包装入库。

10.根据权利要求9所述的环保水性氯丁型万能胶的制备方法，其特征在于：所述步骤a至步骤d的前期中搅拌装置的转速为200转/分,而d步骤的后期至步骤e中分散搅拌速度则升高为500转/分。