CN103952100A - 一种环保型水晶烫钻抛光加工用粘合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型水晶烫钻抛光加工用粘合剂及其制备方法，包括如下重量份数的组分：聚乙烯醇12-14，乳化剂1.5-2.0，缓冲剂0.3-0.6，醋酸乙烯酯130-140，叔碳酸乙烯酯8-15，自交联单体1.5-3.0，甲基丙烯酸1.5-3.0，增塑剂5-10，防霉剂0.5-1，特殊助剂1.5-4.0，氧化剂0.18-0.22，还原剂0.20-0.24，水180-190。本发明设计的粘合剂在加工时具有良好的粘合强度和耐热耐水特性，在加工后具备一定的水溶性，可满足实际加工的需要，具有环保对污染少的特点，可对作业者的身心健康提供很好的保护。

Description

一种环保型水晶烫钻抛光加工用粘合剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶粘剂制备技术，具体为一种环保型水晶烫钻抛光加工用粘合剂及其制备方法。

背景技术

水晶烫钻是服装辅料的一种，是服装、内衣、鞋、包等的装饰辅料。水晶烫钻作为一种时尚产品，正逐步走进人们的生活。目前烫钻产品主要用于国内各服装企业及鞋包企业，产品内销为主，已有部分外销。生产地主要集中在浙江浦江、建德、长兴等地。产品档次和附加值取决于水晶钻（玻璃材质与聚合物材质均有）能不能抛光，抛光的前提是必须有满足设备所需合适的粘合剂。

传统水晶烫钻加工用粘合剂有沥青、松香等，该类粘合剂对环境、人体危害非常大。为了保护新安江、千岛湖等水源地，浦江、建德等地采取铁腕手段开展了水晶烫钻行业综合整治，勒令当地水晶烫钻行业必须使用水基环保型粘合剂。

摒弃传统的松香沥青而改用符合环保条件的新型粘合剂，从源头上大大减少了对环境的污染。整个加工过程（即打磨和抛光）中要求粘合剂对珠子粘接强度高且耐热耐水，特别是在抛光过程中对耐热水要求高，但是在抛光加工后又要求粘合剂具有一定的水溶性，方便将珠子从抛光盘上清理下来或者对抛光盘进行清洗。整个行业抛光环节中找不到合适的胶水，导致产品档次上不去，附加值低。目前市场还没有能完全满足烫钻抛光加工要求用胶黏剂，抛光时既要有良好的耐水耐热性，抛光后又要有一定的水溶性以方便脱去抛光好的珠子和对抛光盘进行清洗。双组份A/B胶配合普通白胶能基本满足抛光要求，但使用过程中存在加固化剂后，涂胶困难，容易凝固，浪费大，珠子清洗困难，珠子水磨或抛光后有缺陷等问题。

水基型聚醋酸乙烯酯粘合剂是目前用途最广、用量最大的环保粘合剂品种之一，它是以水为分散介质进行乳液聚合而得，是一种水性环保胶。由于具有成膜性好、粘接强度高，固化速度快、耐稀酸稀碱性好、使用方便、价格便宜、不含有机溶剂等特点，是一种非常环保用粘合剂。但聚醋酸乙烯酯乳液粘合剂的缺点是耐水性和耐湿性差，易在潮湿空气中吸湿，在高温下使用会产生蠕变现象，使胶接强度下降。

发明内容

针对上述问题，本发明设计了一种环保型水晶烫钻抛光加工用粘合剂，该粘合剂在加工时具有良好的粘合强度和耐水特性，在加工后具备一定的水溶性，可满足实际加工的需要，具有环保对污染少的特点，可对作业者的身心健康提供很好的保护。

本发明的第二个目的是提供以上胶合剂的一种制备方法，具有操作简便，制备效率高的特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种环保型水晶烫钻抛光加工用粘合剂，其特征在于：包括如下重量份数的组分：

聚乙烯醇                 12-14

乳化剂                   1.5-2.0

缓冲剂                   0.3-0.6

醋酸乙烯酯               130-140

叔碳酸乙烯酯             8-15

自交联单体               1.5-3.0

甲基丙烯酸               1.5-3.0

增塑剂                   5-10

防霉剂                   0.5-1

特殊助剂                 1.5-4.0

氧化剂                   0.18-0.22

还原剂                   0.20-0.24

水                       180-190

进一步的，上述聚乙烯醇的型号可以选用上海石化聚乙烯醇PVA1792、积水化学聚乙烯醇Selvol 523、日本合成化学聚乙烯醇WR-14、长春石油化学聚乙烯醇BP-1788中任一一种或两种或多种组合。

进一步的，上述乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、N- ( 1,2-二羧基乙基)-N－十八烷基磺基琥珀酰胺酸酯四钠、磷酸半酯乙氧基化醇二钠或磺基丁二酸双环己基钠盐中任一一种或两种或多种组合。

进一步的，上述缓冲剂为碳酸氢钠或醋酸钠或磷酸二氢钠。

进一步的，上述自交联单体为N-异丁氧基甲基丙烯酰胺。

进一步的，上述增塑剂为甘油或邻苯二甲酸二辛酯类。

进一步的，上述特殊助剂为六水合三氯化铝、三乙酰乙酸乙酯铝、氮丙啶XR-100、有机硅交联剂中的任一一种。

进一步的，上述氧化剂为45-55%过氧化氢溶液或60-80%的叔丁基过氧化氢。

进一步的，上述还原剂为雕白块或酒石酸或亚硫酸氢钠。

一种所述粘合剂的的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将氧化剂稀释于水中，得到氧化还原引发的氧化剂溶液；

第二步，将大部分重量份数的醋酸乙烯酯与叔碳酸乙烯酯、自交联单体、甲基丙烯酸混合搅拌均匀，制成混合单体；

第三步，在一个烧瓶中加入聚乙烯醇和适量水，在搅拌条件下加热至80-95℃溶解50-70分钟，然后降温至40-60℃，加入乳化剂、缓冲剂、还原剂，接着加入剩余重量份数的醋酸乙烯酯及适量所配氧化剂溶液，乳化5-15分钟。

第四步，升温至60-80℃，保温20-40分钟，到无回流后开始滴加所配混合单体，控制在4小时内滴完；滴加混合单体时每隔20-40分钟加入1-2重量份数的氧化剂溶液；加完单体后，保温15-25分钟后升温至88-92℃，之后再次保温50-70分钟，保温开始时加入剩余氧化剂溶液一半，25-35分钟后加入另一半；之后降温至50℃以下，加入防霉剂、增塑剂与特殊助剂，30分钟后出料，得到乳液，获得水晶烫钻抛光加工用粘合剂。

进一步的，所述制备方法在机械搅拌条件下进行，转速为180-230转/分钟。

本发明组分中的聚乙烯醇以提高粘合剂的粘度和初粘性并起到保护胶体作用。

组分中的特殊结构乳化剂，使乳液通过胶束成核而聚合，提高接枝共聚反应的转化率，增加胶膜的耐水性，提高粘合剂的贮藏稳定性。

叔碳酸乙烯酯单体由于烷基取代基所产生的位阻及屏蔽效应提高聚合物链耐水性。

自交联单体的引入，在粘合剂成膜过程中，会发生聚合物链间交联反应形成网络结构从而提高耐水性与粘附力，满足珠子在抛光过程水性环境砂轮机的磨打对粘合剂耐水耐热的要求。

甲基丙烯酸提供强极性基团，增加胶膜对基材以及珠子的粘附力，同时为粘合剂成膜过程中与特殊助剂形成聚合物链间交联三维网络结构提供交联点。

此外，加入邻苯二甲酸二辛酯类为增塑剂，加入特殊助剂作为交联剂，与其他基团发生交联反应。

本发明制备的水晶烫钻抛光加工用粘合剂与普通白乳胶相比，外观、粘结强度、耐水性都得到了提高，尤其是对水晶烫钻粘接强度和胶膜耐水性提高特别明显。由于制备过程添加了特殊结构乳化剂和功能单体，提高接枝共聚反应的转化率，增加胶膜的耐水性，提高粘合剂的贮藏稳定性。

本发明水晶烫钻抛光加工用粘合剂属于环保水基型白乳胶，能完全满足水晶烫钻抛光打磨加工对粘合剂的特殊要求从而替代松香、沥青传统胶粘剂，解决环境污染问题。

具体实施方式

一种环保型水晶烫钻抛光加工用粘合剂，包括如下重量份数的组分：

聚乙烯醇                 12-14

乳化剂                   1.5-2.0

缓冲剂                   0.3-0.6

醋酸乙烯酯               130-140

叔碳酸乙烯酯             8-15

自交联单体               1.5-3.0

甲基丙烯酸               1.5-3.0

增塑剂                   5-10

防霉剂                   0.5-1

特殊助剂                 1.5-4.0

氧化剂                   0.18-0.22

还原剂                   0.20-0.24

水                       180-190

具体地，以上重量份数可以为克，公斤或吨等重量单位。

所述聚乙烯醇的型号可以选用上海石化聚乙烯醇PVA1792、积水化学聚乙烯醇Selvol 523、日本合成化学聚乙烯醇WR-14、长春石油化学聚乙烯醇BP-1788中任一一种或两种或多种组合。加入特殊聚乙烯醇的作用是起到保护胶体作用，同时提高粘合剂粘性和粘度。

所述乳化剂选用非离子乳化剂及阴离子乳化剂，优选辛基酚聚氧乙烯醚、N- ( 1,2-二羧基乙基)-N－十八烷基磺基琥珀酰胺酸酯四钠、磷酸半酯乙氧基化醇二钠或磺基丁二酸双环己基钠盐中任一一种或两种或多种组合。在本发明中，所选特殊结构乳化剂使乳液通过胶束成核而聚合，提高接枝共聚反应的转化率，增加胶膜的耐水性，提高粘合剂的贮藏稳定性。。

所述缓冲剂为碳酸氢钠或醋酸钠或磷酸二氢钠。

本发明组分中的叔碳酸乙烯酯单体由于烷基取代基所产生的位阻及屏蔽效应提高聚合物链耐水性。

所述自交联单体为N-异丁氧基甲基丙烯酰胺。在此，自交联单体的引入，在粘合剂成膜过程中，会发生分子间交联反应形成三维网络结构从而提高耐水性与粘附力，满足珠子在抛光过程水性环境砂轮机的磨打对粘合剂耐水耐热的要求。

甲基丙烯酸提供强极性基团，增加胶膜对基材以及珠子的粘附力，同时为粘合剂成膜过程中提供交联点。

所述增塑剂为甘油或邻苯二甲酸二辛酯类，用于增强粘合剂的塑性。

所述特殊助剂为六水合三氯化铝、三乙酰乙酸乙酯铝、氮丙啶XR-100、有机硅交联剂中的任一一种，其作为交联剂与其他基团发生交联反应。

所述氧化剂为45-55%过氧化氢溶液或60-80%的叔丁基过氧化氢。还原剂为雕白块或酒石酸或亚硫酸氢钠。

本发明制备的水晶烫钻抛光加工用粘合剂与普通白乳胶相比，外观、粘结强度、耐水性都得到了提高，尤其是对水晶烫钻粘接强度和胶膜耐水性提高特别明显；由于制备过程添加了特殊结构乳化剂和功能单体，提高了接枝共聚反应的转化率提高粘合剂的贮藏稳定性。

本发明水晶烫钻抛光加工用粘合剂属于环保水基型白乳胶，能完全满足水晶烫钻抛光打磨加工对粘合剂的特殊要求从而替代松香、沥青传统胶粘剂，解决环境污染问题。

本发明实施例进一步提供了一种所述粘合剂的的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将氧化剂稀释于水中，得到氧化还原引发的氧化剂溶液；

第二步，将大部分重量份数的醋酸乙烯酯与叔碳酸乙烯酯、自交联单体、甲基丙烯酸混合搅拌均匀，制成混合单体；

第三步，在一个烧瓶中加入聚乙烯醇和适量水，在搅拌条件下加热至80-95℃溶解50-70分钟，然后降温至40-60℃，加入乳化剂、缓冲剂、还原剂，接着加入剩余重量份数的醋酸乙烯酯及适量所配氧化剂溶液，乳化5-15分钟。

第四步，升温至60-80℃，保温20-40分钟，到无回流后开始滴加所配混合单体，控制在4小时内滴完；滴加混合单体时每隔20-40分钟加入1-2重量份数的氧化剂溶液；加完单体后，保温15-25分钟后升温至88-92℃，之后再次保温50-70分钟，保温开始时加入剩余氧化剂溶液一半，25-35分钟后加入另一半；之后降温至50℃以下，加入防霉剂、增塑剂与特殊助剂，30分钟后出料，得到乳液，获得水晶烫钻抛光加工用粘合剂。

所述制备方法在机械搅拌条件下进行，转速为180-230转/分钟。

以上制备方法操作简单，成本低廉，生成效益高，非常适用于工业生成。

以下结合具体实施例对本发明实施例的制备方法进行详细阐述。

实施例1

将0.18 重量份数的45%过氧化氢溶液稀释于20 重量份数水中，得到氧化还原引发氧化剂溶液；将醋酸乙烯酯126 重量份数、叔碳酸乙烯酯8 重量份数、N-异丁氧基甲基丙烯酰胺1.5 重量份数、甲基丙烯酸1.5 重量份数混合搅拌均匀，制成混合单体共137 重量份数。

在一个500 mL四口烧瓶中加入10 重量份数长春石油化学聚乙烯醇BP-1788、2重量份数日本合成化学聚乙烯醇WR-14和160重量份数水，在搅拌条件下，加热至80℃溶解50分钟，然后降温至50℃，加入N- ( 1,2-二羧基乙基)-N－十八烷基磺基琥珀酰胺酸酯四钠1.3重量份数、辛基酚聚氧乙烯醚0.2 重量份数、碳酸氢钠0.3 重量份数、酒石酸0.20重量份数、醋酸乙烯酯4重量份数，氧化还原引发氧化剂溶液6重量份数，乳化5min后升温至60℃，保温20min，无回流后开始滴加137重量份数混合单体，控制在4小时内滴完。滴加混合单体后每隔20min加入1重量份数氧化剂溶液，单体完全滴完，恒温15min升温至88℃，保温50分钟，保温开始时加入剩余氧化剂溶液的一半，25min加入另一半；降温至50℃以下，加入防霉剂0.5 重量份数、邻苯二甲酸二辛酯5重量份数与三乙酰乙酸乙酯铝1.5重量份数搅拌30min后出料，得到乳液，即水晶烫钻抛光打磨加工用粘合剂。

实施例2

将0.2重量份数 70%叔丁基过氧化氢溶液稀释于20 重量份数水中，得到氧化还原引发的氧化剂溶液；将醋酸乙烯酯120 重量份数、叔碳酸乙烯酯10 重量份数、N-异丁氧基甲基丙烯酰胺2 重量份数、甲基丙烯酸2 重量份数混合搅拌均匀，制成混合单体共134 重量份数。

在一个500 mL四口烧瓶中加入10 重量份数上海石化聚乙烯醇PVA1792、3重量份数日本合成化学聚乙烯醇WR-14和165 重量份数水，在搅拌条件下，加热至90℃溶解一小时，然后降温至55℃，加入磷酸半酯乙氧基化醇二钠 1.4 重量份数、磺基丁二酸双环己基钠盐 0. 4 重量份数、碳酸氢钠0.4 重量份数、酒石酸0.2 重量份数、醋酸乙烯酯15 重量份数，氧化还原引发氧化剂溶液6 重量份数，乳化10min后升温至75℃，保温30min，无回流后开始滴加134 重量份数混合单体，控制在4小时内滴完。滴加混合单体后每隔30min加入1.5 重量份数氧化剂溶液，单体完全滴完，恒温20min升温至90℃，保温1小时，保温开始时加入剩余氧化剂溶液的一半，30min加入另一半；降温至50℃以下，加入防霉剂0.75重量份数、邻苯二甲酸二辛酯6 重量份数与有机硅交联剂2重量份数搅拌30min出料，得到乳液，即水晶烫钻抛光打磨加工用粘合剂。

实施例3

将0.22 重量份数 55%过氧化氢溶液稀释于20 重量份数水中，得到氧化还原引发的氧化剂溶液；将醋酸乙烯酯125重量份数、叔碳酸乙烯酯15重量份数、N-异丁氧基甲基丙烯酰胺3重量份数、甲基丙烯酸3重量份数混合搅拌均匀，制成混合单体共146重量份数。

在一个500 mL四口烧瓶中加入14 重量份数积水化学Selvol 523聚乙烯醇和170重量份数水，在搅拌条件下，加热至95℃溶解70分钟，然后降温至60℃，加入磺基丁二酸双环己基钠盐2重量份数、磷酸二氢钠0.6 重量份数、酒石酸0.24重量份数、醋酸乙烯酯15 重量份数，氧化还原引发氧化剂溶液6 重量份数，乳化15min后升温至80℃，保温40min，无回流后开始滴加146重量份数混合单体，控制在4小时内滴完。滴加混合单体后每隔40min加入2 重量份数氧化剂溶液，单体完全滴完，恒温25min升温至92℃，保温70分钟，保温开始时加入剩余氧化剂溶液的一半，35min加入另一半；降温至50℃以下，加入防霉剂1 重量份数、邻苯二甲酸二辛酯10重量份数与4重量份数六水合三氯化铝搅拌30min后出料，得到乳液，即水晶烫钻抛光打磨加工用粘合剂。

实施例4

将0.2重量份数 55%过氧化氢溶液稀释于20 重量份数水中，得到氧化还原引发的氧化剂溶液；将醋酸乙烯酯125重量份数、叔碳酸乙烯酯11重量份数、N-异丁氧基甲基丙烯酰胺2.5重量份数、甲基丙烯酸1.5重量份数混合搅拌均匀，制成混合单体共140重量份数。

在一个500 mL四口烧瓶中加入8 重量份数上海石化聚乙烯醇PVA1792、4 重量份数日本合成化学WR-14聚乙烯醇和165重量份数水，在搅拌条件下，加热至90℃溶解一小时，然后降温至55℃，加入辛基酚聚氧乙烯醚1.4 重量份数、磷酸半酯乙氧基化醇二钠 0.4 重量份数、碳酸氢钠0.4 重量份数、酒石酸0.2 重量份数、醋酸乙烯酯10 重量份数，氧化还原引发氧化剂溶液6 重量份数，乳化10min后升温至75℃，保温30min，无回流后开始滴加140重量份数混合单体，控制在4小时内滴完。滴加混合单体后每隔30min加入1.5 重量份数氧化剂溶液，单体完全滴完，恒温20min升温至90℃，保温1小时，保温开始时加入剩余氧化剂溶液的一半，30min加入另一半；降温至50℃以下，加入防霉剂0.7重量份数、邻苯二甲酸二辛酯6重量份数与1重量份数氮丙啶XR-100搅拌30min出料，得到乳液，即水晶烫钻抛光打磨加工用粘合剂。

下面通过性能实验对以上四个实施例获得的粘合剂进行性能评价，实验结果如下表所示：

试验序号	固含量 （%）	粘度	干强度（MPa）	湿强度（MPa）	冻融稳定
						实施例1	46.5	19000	14	1.8	流动性好
实施例2	47	22000	15	2	流动性好
						实施例3	47.8	20000	15.6	2.2	流动性好
实施例4	47	20000	14.6	2.1	流动性好

以上固含量测定为称取样品在烘箱中130℃烧烤40分钟，利用差量法计算固含。

粘接强度按欧洲EN 205 D3标准所述的方法测试，采用榉木为原料，拼板后在压力为0.7N/mm²压力条件下保压时间2小时，标准条件下养生7天后，20±5℃水中泡4天测湿强度，再在标准条件下养生7天后测干强度，利用电子万能实验机测压缩强度。

粘度测定采用上海尼润智能科技有限公司的NDJ-8S数字粘度计，27℃，四号转子。

冻融稳定性将粘合剂置于2℃冰箱中20天观察流动性。

综上，本发明设计的环保型水晶烫钻抛光加工用粘合剂，该粘合剂在加工时具有良好的粘合强度和耐热耐水特性，在加工后具备一定的水溶性，可满足实际加工的需要，具有环保对污染少的特点，可对作业者的身心健康提供很好的保护。

以上所述，仅是本发明的较佳实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术原理对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化或修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种环保型水晶烫钻抛光加工用粘合剂，其特征在于：包括如下重量份数的组分：

聚乙烯醇                 12-14

乳化剂                   1.5-2.0 

缓冲剂                   0.3-0.6 

醋酸乙烯酯               130-140 

叔碳酸乙烯酯             8-15 

自交联单体               1.5-3.0 

甲基丙烯酸               1.5-3.0 

增塑剂                   5-10

防霉剂                   0.5-1

特殊助剂                 1.5-4.0 

氧化剂                   0.18-0.22 

还原剂                   0.20-0.24 

水                       180-190 

如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于：所述乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、N- ( 1,2-二羧基乙基)-N－十八烷基磺基琥珀酰胺酸酯四钠、磷酸半酯乙氧基化醇二钠或磺基丁二酸双环己基钠盐中任一一种或两种或多种组合。

2.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于：所述缓冲剂为碳酸氢钠或醋酸钠或磷酸二氢钠。

3.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于：所述自交联单体为N-异丁氧基甲基丙烯酰胺。

4.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于：所述增塑剂为甘油或邻苯二甲酸二辛酯类。

5.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于：所述特殊助剂为六水合三氯化铝、三乙酰乙酸乙酯铝、氮丙啶、有机硅交联剂中的任一一种。

6.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于：所述氧化剂为45-55%过氧化氢溶液或60-80%的叔丁基过氧化氢。

7.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于：所述还原剂为雕白块或酒石酸或亚硫酸氢钠。

8.如权利要求1-8任一权项所述的粘合剂的的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将氧化剂稀释于水中，得到氧化还原引发的氧化剂溶液；

第二步，将大部分重量份数的醋酸乙烯酯与叔碳酸乙烯酯、自交联单体、甲基丙烯酸混合搅拌均匀，制成混合单体；

第三步，在一个烧瓶中加入聚乙烯醇和适量水，在搅拌条件下加热至80-95℃溶解50-70分钟，然后降温至40-60℃，加入乳化剂、缓冲剂、还原剂，接着加入剩余重量份数的醋酸乙烯酯及适量所配氧化剂溶液，乳化5-15分钟。

9.第四步，升温至60-80℃，保温20-40分钟，到无回流后开始滴加所配混合单体，控制在4小时内滴完；滴加混合单体时每隔20-40分钟加入1-2重量份数的氧化剂溶液；加完单体后，保温15-25分钟后升温至88-95℃，之后再次保温50-70分钟，保温开始时加入剩余氧化剂溶液一半，25-35分钟后加入另一半；之后降温至50℃以下，加入防霉剂、增塑剂与特殊助剂，30分钟后出料，得到乳液，获得水晶烫钻抛光加工用粘合剂。

10.如权利要求9所述的粘合剂制备方法，其特征在于：所述制备方法在机械搅拌条件下进行，转速为180-230转/分钟。