CN104342075A - 用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂 - Google Patents

Abstract

用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，特征是：包括以下组份，其组份比例按重量份数计：丙烯酸改性聚氨酯乳液100份、炭黑4～11份、有机硅氧烷0.03～1份、异噻唑啉酮类杀菌剂0.007～0.03份、烷基苯磺酸钠盐0.04～0.08份、羟甲基纤维素钠盐0.2～0.5份、水性增黏树脂3～5份。先将丙烯酸改性聚氨酯乳液和炭黑加入混合反应罐中，在搅拌的同时加入有机硅氧烷、异噻唑啉酮类杀菌剂、烷基苯磺酸钠盐和羟甲基纤维素钠盐，继续搅拌，加入水性增黏树脂，得到彩色涂层钢板植绒用粘合剂，本发明的粘合剂粘结强度高，防水性好，柔韧性好，耐蚀性好，抗氧化性好，在海洋环境中长期使用性能稳定。

Description

用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂

技术领域

本发明涉及一种应用于金属薄板表面植绒的水基粘合剂，尤其是用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂。

背景技术

植绒钢板是一种在原材料卷材上连续实施静电植绒而制成的高性能材料。植绒钢板作为一种较为新颖的植绒产品，有着独特优异的性能。植绒钢板用冷轧钢板做基板，在绒毛面还可以植上任何想要的花纹。生产这种植绒冷轧钢板，对粘合剂有诸多要求：首先，所用粘合剂必须拥有卓越的基板粘合力，而且不会像泡沫塑料和玻璃纤维支撑材料的粘合方式那样剥离；第二，要求粘合剂能够满足植绒冷轧钢板的耐用性和长期安全性；第三，植绒冷轧钢板在加工过程中需要经受滚压成形加工、冲压加工、螺旋加工、等离子切割、接缝折叠等多种加工操作，这就要求粘合剂能够有良好柔韧性。另外，为满足植绒冷轧钢板生产施工的长期使用，粘合剂需具有一定的防霉性能和贮存稳定性，并且符合现代社会的环保要求。

由于植绒彩色涂层钢板是新型材料，现在国内市场没有专业生产用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，海洋环境中大气多雨、高温、强风流和盐雾浓度高，市售的植绒胶，用在海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒上耐蚀性、抗冲蚀性、耐湿热性、结合牢度、防水性能以及抗氧化性能不佳。

发明内容

本发明针对上述问题，提供用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，满足贮存稳定、粘结牢固、抗冲蚀、抗氧化、耐湿热及加工性能良好等综合性能。

按照本发明提供的技术方案，用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，特征是：包括以下组份，其组份比例按重量份数计：

丙烯酸改性聚氨酯乳液100份、炭黑4～11份、有机硅氧烷0.03～1份、异噻唑啉酮类杀菌剂0.007～0.03份、烷基苯磺酸钠盐0.04～0.08份、羟甲基纤维素钠盐0.2～0.5份、水性增黏树脂3～5份。

先将140～160份己二酸型聚酯环己烷二甲醇、60～80份异佛尔酮二异氰酸酯和0.2～0.3份催化剂月桂酸甲酯加入高压反应釜中混合搅拌并加压至3.5～4.0MPa、加温到55～75℃，反应1.5～2.5小时，搅拌速度为1000～2000转/分钟；降温至50～70℃，加入10～20份二羟甲基丙酸和5～15份N-甲基吡咯烷酮，在温度65～70℃、搅拌速度为1500～2500转/分钟的条件下反应2.5～3小时，冷却至25～30℃，加入9～12份三乙胺，在搅拌速度为1000～1500转/分钟的条件下反应10～30分钟，再加入500～600份去离子水，在搅拌速度为1500～2000转/分钟的条件下高速分散乳化2.5～3.5小时，最后加入10～20份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1000～2000转/分钟的条件下反应30～40分钟，得到聚氨酯预聚体。

将40～50份甲基丙烯酸甲酯和350～450份聚氨酯预聚体加入到高速搅拌釜中，在温度70～80℃的条件下搅拌分散1.5～2.5小时，搅拌速度为2500～3000转/分钟，然后在1.5～3小时内滴加1.2～1.9份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为1500～2000转/分钟，滴加完成后升温至65～75℃继续在搅拌的条件下反应2.5～3.5小时，搅拌速度为1500～2500转/分钟，待温度降至20～30℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液。

将100份丙烯酸改性聚氨酯乳液、4～11份炭黑加入混合反应罐中，搅拌速度为1500～2000转/分钟，搅拌30～60分钟后，在搅拌的同时加入0.03～1份有机硅氧烷、0.007～0.03份异噻唑啉酮类杀菌剂、0.04～0.08份烷基苯磺酸钠盐和0.2～0.5份羟甲基纤维素钠盐，继续搅拌30～60分钟，搅拌速度为1500～2000转/分钟，降低搅拌速度至500～700转/分钟，并加入3～5份水性增黏树脂，搅拌10～30分钟，即得到所述的用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂。

本发明的用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，具有储存期长，常温密封储存期在1年以上；粘结强度高，对彩色涂层钢板和涤纶绒毛均具有高强度的粘结力；防水性能好，在大气多雨和强风流的海洋环境中长期使用性能稳定；柔韧性适中，在保证植绒彩色涂层钢板胶接强度的同时又能满足各种加工要求；耐蚀性好，在盐雾浓度高的海洋环境中长期使用中既能保护彩色涂层钢板不被腐蚀，又能够保证持久的粘结强度及抗氧化性能。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，其制备过程如下，其组份比例按重量份数计：

(1)制备聚氨酯预聚体：先将140份己二酸型聚酯环己烷二甲醇、60份异佛尔酮二异氰酸酯和0.2份催化剂月桂酸甲酯加入高压反应釜中混合搅拌并加压至3.5MPa、加温到55℃，反应1.5小时，搅拌速度为1000转/分钟；降温至50℃，加入10份二羟甲基丙酸和5份N-甲基吡咯烷酮，在温度65℃、搅拌速度为1500转/分钟的条件下反应2.5小时，冷却至25℃，加入9份三乙胺，在搅拌速度为1000转/分钟的条件下反应10分钟，再加入500份去离子水，在搅拌速度为1500转/分钟的条件下高速分散乳化2.5小时，最后加入10份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1000转/分钟的条件下反应30分钟，得到聚氨酯预聚体。

(2)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将40份甲基丙烯酸甲酯和350份聚氨酯预聚体加入到高速搅拌釜中，在温度70℃的条件下搅拌分散1.5小时，搅拌速度为2500转/分钟，然后在1.5小时内滴加1.2份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为1500转/分钟，滴加完成后升温至65℃继续在搅拌的条件下反应2.5小时，搅拌速度为1500转/分钟，待温度降至20℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液。

(3)用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂的配制：将100份丙烯酸改性聚氨酯乳液、4份炭黑加入混合反应罐中，搅拌速度为1500转/分钟，加入炭黑，以改善粘合剂的光学、物理性能，增加粘合剂的硬度，并达到遮盖基板的效果，搅拌30分钟后，在搅拌的同时加入0.03份有机硅氧烷、0.007份异噻唑啉酮类杀菌剂、0.04份烷基苯磺酸钠盐和0.2份羟甲基纤维素钠盐，加入有机硅氧烷消除粘合剂中可能存在的气泡，防止在涂覆过程中出现未涂胶的空白点，加入异噻唑啉酮类杀菌剂，防止粘合剂以及植绒彩色涂层钢板在放置或使用过程中出现霉变，加入烷基苯磺酸钠盐，以促进粘合剂在彩色涂层钢板表面的铺展，提高粘合剂在彩色涂层钢板表面的涂覆均匀性，加入羟甲基纤维素钠盐，用以提高物系粘度，使物系保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态，或形成凝胶，具有增稠、悬浮、乳化、稳定等多种功能，继续搅拌30分钟，搅拌速度为1500转/分钟，降低搅拌速度至500转/分钟，并加入3份水性增黏树脂，利用水性增黏树脂作为增黏剂，既可以调节到合适的黏度又能够与乳液很好的相容，搅拌10分钟，即得到所述的用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂。

以0.95mm彩色涂层钢板为基板，长度1.2mm涤纶作为绒毛，粘合剂涂覆量30g/m²。

对实施例一所制备得到的粘合剂植绒性能评价项目、试验条件及结果如表1所示。

表1粘合剂的植绒性能评价项目、试验条件及结果

实施例二：用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，其制备过程如下，其组份比例按重量份数计：

(1)制备聚氨酯预聚体：先将160份己二酸型聚酯环己烷二甲醇80份异佛尔酮二异氰酸酯和0.3份催化剂月桂酸甲酯加入高压反应釜中混合搅拌并加压至4.0MPa、加温到75℃，反应2.5小时，搅拌速度为2000转/分钟；降温至70℃，加入20份二羟甲基丙酸和15份N-甲基吡咯烷酮，在温度70℃、搅拌速度为2500转/分钟的条件下反应3小时，冷却至30℃，加入12份三乙胺，在搅拌速度为1500转/分钟的条件下反应30分钟，再加入600份去离子水，在搅拌速度为2000转/分钟的条件下高速分散乳化3.5小时，最后加入20份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为2000转/分钟的条件下反应40分钟，得到聚氨酯预聚体。

(2)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将50份甲基丙烯酸甲酯和450份聚氨酯预聚体加入到高速搅拌釜中，在温度80℃的条件下搅拌分散2.5小时，搅拌速度为3000转/分钟，然后在3小时内滴加1.9份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为2000转/分钟，滴加完成后升温至75℃继续在搅拌的条件下反应3.5小时，搅拌速度为2500转/分钟，待温度降至30℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液。

(3)用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂：将100份丙烯酸改性聚氨酯乳液、11份炭黑加入混合反应罐中，搅拌速度为2000转/分钟，加入炭黑，以改善粘合剂的光学、物理性能，增加粘合剂的硬度，并达到遮盖基板的效果，搅拌60分钟后，在搅拌的同时加入1份有机硅氧烷、0.03份异噻唑啉酮类杀菌剂、0.08份烷基苯磺酸钠盐和0.5份羟甲基纤维素钠盐，加入有机硅氧烷消除粘合剂中可能存在的气泡，防止在涂覆过程中出现未涂胶的空白点，加入异噻唑啉酮类杀菌剂，防止粘合剂以及植绒彩色涂层钢板在放置或使用过程中出现霉变，加入烷基苯磺酸钠盐，以促进粘合剂在彩色涂层钢板表面的铺展，提高粘合剂在彩色涂层钢板表面的涂覆均匀性，加入羟甲基纤维素钠盐，用以提高物系粘度，使物系保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态，或形成凝胶，具有增稠、悬浮、乳化、稳定等多种功能，继续搅拌60分钟，搅拌速度为2000转/分钟，降低搅拌速度至700转/分钟，并加入5份水性增黏树脂，利用水性增黏树脂作为增黏剂，既可以调节到合适的黏度又能够与乳液很好的相容，搅拌30分钟，即得到所述的用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂。

实施例三：用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，其制备过程如下，其组份比例按重量份数计：

(1)制备聚氨酯预聚体：先将150份己二酸型聚酯环己烷二甲醇、70份异佛尔酮二异氰酸酯和0.25份催化剂月桂酸甲酯加入高压反应釜中混合搅拌并加压至3.8MPa、加温到70℃，反应2.0小时，搅拌速度为1500转/分钟；降温至60℃，加入15份二羟甲基丙酸和10份N-甲基吡咯烷酮，在温度68℃、搅拌速度为2000转/分钟的条件下反应2.8小时，冷却至28℃，加入10份三乙胺，在搅拌速度为1200转/分钟的条件下反应20分钟，再加入550份去离子水，在搅拌速度为1800转/分钟的条件下高速分散乳化3.0小时，最后加入15份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1500转/分钟的条件下反应35分钟，得到聚氨酯预聚体。

(2)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将45份甲基丙烯酸甲酯和400份聚氨酯预聚体加入到高速搅拌釜中，在温度75℃的条件下搅拌分散2.2小时，搅拌速度为2800转/分钟，然后在2.5小时内滴加1.5份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为1700转/分钟，滴加完成后升温至70℃继续在搅拌的条件下反应3.0小时，搅拌速度为2000转/分钟，待温度降至25℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液。

(3)用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂的配制：将100份丙烯酸改性聚氨酯乳液、7份炭黑加入混合反应罐中，搅拌速度为1800转/分钟，加入炭黑，以改善粘合剂的光学、物理性能，增加粘合剂的硬度，并达到遮盖基板的效果，搅拌40分钟后，在搅拌的同时加入0.05份有机硅氧烷、0.01份异噻唑啉酮类杀菌剂、0.05份烷基苯磺酸钠盐和0.4份羟甲基纤维素钠盐，加入有机硅氧烷消除粘合剂中可能存在的气泡，防止在涂覆过程中出现未涂胶的空白点，加入异噻唑啉酮类杀菌剂，防止粘合剂以及植绒彩色涂层钢板在放置或使用过程中出现霉变，加入烷基苯磺酸钠盐，以促进粘合剂在彩色涂层钢板表面的铺展，提高粘合剂在彩色涂层钢板表面的涂覆均匀性，加入羟甲基纤维素钠盐，用以提高物系粘度，使物系保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态，或形成凝胶，具有增稠、悬浮、乳化、稳定等多种功能，继续搅拌45分钟，搅拌速度为1800转/分钟，降低搅拌速度至600转/分钟，并加入4份水性增黏树脂，利用水性增黏树脂作为增黏剂，既可以调节到合适的黏度又能够与乳液很好的相容，搅拌20分钟，即得到所述的用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂。

由此可见，本发明的用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，具有储存期长，常温密封储存期在1年以上；粘结强度高，对彩色涂层钢板和涤纶绒毛均具有高强度的粘结力；防水性能好，在大气多雨和强风流的海洋环境中长期使用性能稳定；柔韧性适中，在保证植绒彩色涂层钢板胶接强度的同时又能满足各种加工要求；耐蚀性好，在盐雾浓度高的海洋环境中长期使用中既能保护彩色涂层钢板不被腐蚀，又能够保证持久的粘结强度及抗氧化性能。

Claims (1)

1.用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，特征是：包括以下组份，其组份比例按重量份数计：

丙烯酸改性聚氨酯乳液100份、炭黑4～11份、有机硅氧烷0.03～1份、异噻唑啉酮类杀菌剂0.007～0.03份、烷基苯磺酸钠盐0.04～0.08份、羟甲基纤维素钠盐0.2～0.5份、水性增黏树脂3～5份。

先将140～160份己二酸型聚酯环己烷二甲醇、60～80份异佛尔酮二异氰酸酯和0.2～0.3份催化剂月桂酸甲酯加入高压反应釜中混合搅拌并加压至3.5～4.0MPa、加温到55～75℃，反应1.5～2.5小时，搅拌速度为1000～2000转/分钟；降温至50～70℃，加入10～20份二羟甲基丙酸和5～15份N-甲基吡咯烷酮，在温度65～70℃、搅拌速度为1500～2500转/分钟的条件下反应2.5～3小时，冷却至25～30℃，加入9～12份三乙胺，在搅拌速度为1000～1500转/分钟的条件下反应10～30分钟，再加入500～600份去离子水，在搅拌速度为1500～2000转/分钟的条件下高速分散乳化2.5～3.5小时，最后加入10～20份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1000～2000转/分钟的条件下反应30～40分钟，得到聚氨酯预聚体。

将40～50份甲基丙烯酸甲酯和350～450份聚氨酯预聚体加入到高速搅拌釜中，在温度70～80℃的条件下搅拌分散1.5～2.5小时，搅拌速度为2500～3000转/分钟，然后在1.5～3小时内滴加1.2～1.9份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为1500～2000转/分钟，滴加完成后升温至65～75℃继续在搅拌的条件下反应2.5～3.5小时，搅拌速度为1500～2500转/分钟，待温度降至20～30℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液。

将100份丙烯酸改性聚氨酯乳液、4～11份炭黑加入混合反应罐中，搅拌速度为1500～2000转/分钟，搅拌30～60分钟后，在搅拌的同时加入0.03～1份有机硅氧烷、0.007～0.03份异噻唑啉酮类杀菌剂、0.04～0.08份烷基苯磺酸钠盐和0.2～0.5份羟甲基纤维素钠盐，继续搅拌30～60分钟，搅拌速度为1500～2000转/分钟，降低搅拌速度至500～700转/分钟，并加入3～5份水性增黏树脂，搅拌10～30分钟，即得到所述的用于海洋工程的彩色涂层钢板静电植绒用水基粘合剂。