CN104342076A - 用于海洋工程的热镀锌涂层钢板静电植绒用水基粘合剂 - Google Patents

Abstract

用于海洋工程的热镀锌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140份、炭黑10～20份、矿物油0.5～1份、异噻唑啉酮类杀菌剂0.03～0.05份、烷基苯磺酸钠盐0.3～2.1份、有机膨润土0.8～2.5份、水性增黏树脂10～12份。将丙烯酸改性聚氨酯乳液和炭黑加入混合反应釜中，在搅拌的同时加入矿物油、异噻唑啉酮类杀菌剂、烷基苯磺酸钠盐和有机膨润土，继续搅拌，降低搅拌速度，并加入水性增黏树脂，即得到所述的不锈钢板植绒用粘合剂。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

用于海洋工程的热镀锌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热镀锌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。植绒钢板用不锈钢板做基板，在绒毛面还可以植上任何想要的花纹。生产这种植绒不锈钢板，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不锈钢板的耐用性和长期安全性；第三，植绒不锈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，为满足植绒不锈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。

由于植绒热镀锌钢板是新型材料，现在国内市场没有专业生产用于海洋工程的热镀锌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，用在海洋工程的热镀锌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热镀锌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，用于海洋工程的热镀锌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140份、炭黑10～20份、矿物油0.5～1份、异噻唑啉酮类杀菌剂0.03～0.05份、烷基苯磺酸钠盐0.3～2.1份、有机膨润土0.8～2.5份、水性增黏树脂10～12份。

先将300～400份己二酸型聚酯二元醇(分子量为1800～2000)、60～78份异佛尔酮二异氰酸酯和0.05～0.25份二月桂酸二丁锡加入高温反应罐中，混合搅拌并加热至90～100℃，反应1.8～2.8小时，搅拌速度为1200～1500转/分钟，制成聚酯多元醇混合物。

将聚酯多元醇混合物加入冷却反应罐中，降温至68～90℃，加入9～10份二羟甲基丙酸和7～15份N-甲基吡咯烷酮，在温度80～90℃、搅拌速度为1200～1500转/分钟的条件下反应3.8～5.5小时；冷却至35～55℃，加入6～8份三乙胺，在搅拌速度为1200～1500转/分钟的条件下反应20～60分钟；再加入500～700份去离子水，在搅拌速度为1200～2000转/分钟的条件下高速分散乳化0.8～1.2小时；最后加入6～12份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1200～2600转/分钟的条件下反应70～90分钟，得到聚氨酯预聚体。

将50～60份甲基丙烯酸甲酯和550～600份聚氨酯预聚体加入到高速搅拌釜中，在温度68～90℃的条件下搅拌分散0.8～1.5小时，搅拌速度为2000～5000转/分钟，然后在1.6～2.5小时内滴加0.4～0.8份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为5000～6000转/分钟，滴加完成后升温至80～90℃继续在搅拌的条件下反应3.5～4.5小时，搅拌速度为3000～5000转/分钟，待温度降至45～70℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液。

将140份丙烯酸改性聚氨酯乳液和10～20份炭黑加入混合反应釜中，搅拌速度为2000～2500转/分钟，搅拌20～40分钟后，在搅拌的同时加入0.5～1份矿物油、0.03～0.05份异噻唑啉酮类杀菌剂、0.3～2.1份烷基苯磺酸钠盐和0.8～2.5份有机膨润土，继续搅拌15～30分钟，搅拌速度为900～1200转/分钟，降低搅拌速度至300～600转/分钟，并加入10～12份水性增黏树脂，利用水性增黏树脂作为增黏剂，搅拌10～30分钟，即得到所述的用于海洋工程的热镀锌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热镀锌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，对热镀锌涂层钢板和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，在保证植绒热镀锌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热镀锌涂层钢板不被腐蚀，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：用于海洋工程的热镀锌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)制备聚酯多元醇混合物：将300份己二酸型聚酯二元醇(分子量为1800～2000)、60份异佛尔酮二异氰酸酯和0.05份二月桂酸二丁锡加入高温反应罐中，混合搅拌并加热至90℃，反应1.8小时，搅拌速度为1200转/分钟，制成聚酯多元醇混合物。

(2)制备聚氨酯预聚体：将聚酯多元醇混合物加入冷却反应罐中，降温至68℃，加入9份二羟甲基丙酸和7份N-甲基吡咯烷酮，在温度80℃、搅拌速度为1200转/分钟的条件下反应3.8小时；冷却至35℃，加入6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500份去离子水，在搅拌速度为1200转/分钟的条件下高速分散乳化0.8小时；最后加入6份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1200转/分钟的条件下反应70分钟，得到聚氨酯预聚体。

(3)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将50份甲基丙烯酸甲酯和550份聚氨酯预聚体加入到高速搅拌釜中，在温度68℃的条件下搅拌分散0.8小时，搅拌速度为2000转/分钟，然后在1.6小时内滴加0.4份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为5000转/分钟，滴加完成后升温至80℃继续在搅拌的条件下反应3.5小时，搅拌速度为3000转/分钟，待温度降至45℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液。

(4)用于海洋工程的热镀锌涂层钢板静电植绒用水基粘合剂的配制：将140份丙烯酸改性聚氨酯乳液和10份炭黑加入混合反应釜中，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20分钟后，在搅拌的同时加入0.5份矿物油、0.03份异噻唑啉酮类杀菌剂、0.3份烷基苯磺酸钠盐和0.8份有机膨润土，加入矿物油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不锈钢板在放置或使用过程中出现霉变，加入烷基苯磺酸钠盐，以促进粘合剂在不锈钢板表面的铺展，提高粘合剂在不锈钢板表面的涂覆均匀性，加入有机膨润土，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15分钟，搅拌速度为900转/分钟，降低搅拌速度至300转/分钟，并加入10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热镀锌涂层钢板静电植绒用水基粘合剂。

以0.95mm热镀锌涂层钢板为基板，长度2.5mm丙纶作为绒毛，粘合剂涂覆量25g/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：用于海洋工程的热镀锌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)制备聚酯多元醇混合物：将400份己二酸型聚酯二元醇(分子量为1800～2000)、78份异佛尔酮二异氰酸酯和0.25份二月桂酸二丁锡加入高温反应罐中，混合搅拌并加热至100℃，反应2.8小时，搅拌速度为1500转/分钟，制成聚酯多元醇混合物。

(2)制备聚氨酯预聚体：将聚酯多元醇混合物加入冷却反应罐中，降温至90℃，加入10份二羟甲基丙酸和15份N-甲基吡咯烷酮，在温度90℃、搅拌速度为1500转/分钟的条件下反应5.5小时；冷却至55℃，加入8份三乙胺，在搅拌速度为1500转/分钟的条件下反应60分钟；再加入700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1.2小时；最后加入12份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为2600转/分钟的条件下反应90分钟，得到聚氨酯预聚体。

(3)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将60份甲基丙烯酸甲酯和600份聚氨酯预聚体加入到高速搅拌釜中，在温度90℃的条件下搅拌分散1.5小时，搅拌速度为5000转/分钟，然后在2.5小时内滴加0.8份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为6000转/分钟，滴加完成后升温至90℃继续在搅拌的条件下反应4.5小时，搅拌速度为5000转/分钟，待温度降至70℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液。

(4)用于海洋工程的热镀锌涂层钢板静电植绒用水基粘合剂的配制：将140份丙烯酸改性聚氨酯乳液和20份炭黑加入混合反应釜中，搅拌速度为2500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1份矿物油、0.05份异噻唑啉酮类杀菌剂、2.1份烷基苯磺酸钠盐和2.5份有机膨润土，加入矿物油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不锈钢板在放置或使用过程中出现霉变，加入烷基苯磺酸钠盐，以促进粘合剂在不锈钢板表面的铺展，提高粘合剂在不锈钢板表面的涂覆均匀性，加入有机膨润土，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1200转/分钟，降低搅拌速度至600转/分钟，并加入12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不锈钢涂层板静电植绒用水基粘合剂。

实施例三：用于海洋工程的热镀锌涂层钢板静电植绒用水基粘合剂，包括以下步骤，其组份比例按重量份数计：

(1)制备聚酯多元醇混合物：将350份己二酸型聚酯二元醇(分子量为1800～2000)、70份异佛尔酮二异氰酸酯和0.15份二月桂酸二丁锡加入高温反应罐中，混合搅拌并加热至95℃，反应2.2小时，搅拌速度为1300转/分钟，制成聚酯多元醇混合物。

(2)制备聚氨酯预聚体：将聚酯多元醇混合物加入冷却反应罐中，降温至70℃，加入9.5份二羟甲基丙酸和10份N-甲基吡咯烷酮，在温度85℃、搅拌速度为1300转/分钟的条件下反应4.5小时；冷却至45℃，加入7份三乙胺，在搅拌速度为1300转/分钟的条件下反应40分钟；再加入600份去离子水，在搅拌速度为1600转/分钟的条件下高速分散乳化1.0小时；最后加入8份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为2000转/分钟的条件下反应80分钟，得到聚氨酯预聚体。

(3)合成丙烯酸改性聚氨酯乳液：将50～60份甲基丙烯酸甲酯和550～600份聚氨酯预聚体加入到高速搅拌釜中，在温度68～90℃的条件下搅拌分散0.8～1.5小时，搅拌速度为2000～5000转/分钟，然后在1.6～2.5小时内滴加0.4～0.8份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为5000～6000转/分钟，滴加完成后升温至80～90℃继续在搅拌的条件下反应3.5～4.5小时，搅拌速度为3000～5000转/分钟，待温度降至45～70℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液。

(4)用于海洋工程的热镀锌涂层钢板静电植绒用水基粘合剂的配制：将140份丙烯酸改性聚氨酯乳液和15份炭黑加入混合反应釜中，搅拌速度为2250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0.7份矿物油、0.04份异噻唑啉酮类杀菌剂、1.5份烷基苯磺酸钠盐和2.2份有机膨润土，加入矿物油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不锈钢板在放置或使用过程中出现霉变，加入烷基苯磺酸钠盐，以促进粘合剂在不锈钢板表面的铺展，提高粘合剂在不锈钢板表面的涂覆均匀性，加入有机膨润土，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20分钟，搅拌速度为1000转/分钟，降低搅拌速度至500转/分钟，并加入11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不锈钢涂层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热镀锌涂层钢板静电植绒用水基粘合剂的配制，具有储存期长，常温密封储存期在1年以上；粘结强度高，对热镀锌涂层钢板和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，在保证植绒热镀锌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热镀锌涂层钢板不被腐蚀，又能够保证持久的粘结强度及抗氧化性能。

Claims (1)

1.用于海洋工程的热镀锌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140份、炭黑10～20份、矿物油0.5～1份、异噻唑啉酮类杀菌剂0.03～0.05份、烷基苯磺酸钠盐0.3～2.1份、有机膨润土0.8～2.5份、水性增黏树脂10～12份。

先将300～400份己二酸型聚酯二元醇(分子量为1800～2000)、60～78份异佛尔酮二异氰酸酯和0.05～0.25份二月桂酸二丁锡加入高温反应罐中，混合搅拌并加热至90～100℃，反应1.8～2.8小时，搅拌速度为1200～1500转/分钟，制成聚酯多元醇混合物。

将聚酯多元醇混合物加入冷却反应罐中，降温至68～90℃，加入9～10份二羟甲基丙酸和7～15份N-甲基吡咯烷酮，在温度80～90℃、搅拌速度为1200～1500转/分钟的条件下反应3.8～5.5小时；冷却至35～55℃，加入6～8份三乙胺，在搅拌速度为1200～1500转/分钟的条件下反应20～60分钟；再加入500～700份去离子水，在搅拌速度为1200～2000转/分钟的条件下高速分散乳化0.8～1.2小时；最后加入6～12份异佛尔酮二胺，在搅拌速度为1200～2600转/分钟的条件下反应70～90分钟，得到聚氨酯预聚体。

将50～60份甲基丙烯酸甲酯和550～600份聚氨酯预聚体加入到高速搅拌釜中，在温度68～90℃的条件下搅拌分散0.8～1.5小时，搅拌速度为2000～5000转/分钟，然后在1.6～2.5小时内滴加0.4～0.8份偶氮二异丁腈，滴加的同时进行搅拌，搅拌速度为5000～6000转/分钟，滴加完成后升温至80～90℃继续在搅拌的条件下反应3.5～4.5小时，搅拌速度为3000～5000转/分钟，待温度降至45～70℃时出料，即得到所述的丙烯酸改性聚氨酯乳液。

将140份丙烯酸改性聚氨酯乳液和10～20份炭黑加入混合反应釜中，搅拌速度为2000～2500转/分钟，搅拌20～40分钟后，在搅拌的同时加入0.5～1份矿物油、0.03～0.05份异噻唑啉酮类杀菌剂、0.3～2.1份烷基苯磺酸钠盐和0.8～2.5份有机膨润土，继续搅拌15～30分钟，搅拌速度为900～1200转/分钟，降低搅拌速度至300～600转/分钟，并加入10～12份水性增黏树脂，利用水性增黏树脂作为增黏剂，搅拌10～30分钟，即得到所述的用于海洋工程的热镀锌涂层钢板静电植绒用水基粘合剂。