CN104449456A - 潜伏性微胶囊固化剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种潜伏性微胶囊固化剂的制备方法，其特征在于，它先制备三聚氰胺甲醛预聚物，然后加入在水中分散的非水溶性异氰酸酯固化剂通过界面聚合制备微胶囊，得到潜伏性微胶囊固化剂。本发明与现有的水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、水性醋酸乙烯-乙烯共聚乳液等水性高分子乳液混合组成的单组分胶粘剂，使用方便、操作简单、储存时间长，具有优异的固化性能、潜伏性能。

Description

潜伏性微胶囊固化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，更具体的是涉及使用的水性高分子乳液热固化的潜伏性微胶囊固化剂。

背景技术

目前广泛使用的水性高分子乳液胶粘剂为双组分体系，其由水性高分子乳液及固化剂等组成，两者是分开储存。因此，双组分胶粘剂不仅需要分装储运，带来不少运作及环保问题，且混合配制时计量误差及混合不均匀，易造成产物粘接强度等重要性能的波动。胶液配制后随化学反应的进行体系黏度不断增大，其适用期有限，不适合于自动粘接新工艺，可能造成报废。因此，工艺简化、易于实施、环境污染小、有利于产品综合质量提高、适用于新工艺的单组分水性高分子乳液胶粘剂的研发一直是人们所期待和关注的。

近年研发的重点在于固化剂分子的选择与设计，相应工艺条件的确立及对综合性能的改善，其中潜伏性固化剂的研发最为活跃和重要。这类固化剂主要是通过暂时封闭或者钝化一些反应活性高且储存稳定性差的固化剂的活性基团和结构来实施的。由于固化剂直接与基体树脂接触，该类潜伏性固化剂制备的双组分水性高分子乳液胶粘剂在储存过程中会发生物理化学反应，导致该双组分水性乳液胶粘剂储存期下降，从而影响胶粘剂效果的发挥。另外，在胶粘剂指标中，固化温度与胶粘剂的储存期通常是一对矛盾：选用低固化温度的固化剂，由其制备的胶粘剂的储存期相对较长；选用高固化温度的固化剂，由其制备的胶粘剂的储存期相对较短。为解决上述的问题，我们制备了一种新型潜伏性固化剂——微胶囊固化剂。

微胶囊固化剂是指将固化剂用微胶囊技术包覆起来并能阻止其与基体树脂在室温下反应，提高树脂及其预浸料的室温储存期，然后在一定条件(温度或压力等)下，微胶囊破裂，释放出固化剂完成固化反应的一种新型固化剂。与一般固化剂相比，微胶囊固化剂储存期更长，它可以阻断固化剂与基体树脂的相互作用，从而达到控制固化的目的。由微胶囊固化剂制备而成的单组分胶粘剂及预浸料等，避免了使用时称量和混合等繁琐工序，可随用随取，快捷方便，从而大大提高了生产效率。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种储存时间长、使用方便、工艺简单的潜伏性微胶囊固化剂的制备方法。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种潜伏性微胶囊固化剂的制备方法，其特征在于，它先制备三聚氰胺甲醛预聚物，然后加入在水中分散的非水溶性异氰酸酯固化剂通过界面聚合制备微胶囊，得到潜伏性微胶囊固化剂。

作为上述方案的进一步说明，所述的三聚氰胺甲醛预聚物，是将30.0g三聚氰胺与50.0g浓度为35-40％的甲醛溶液混合，搅拌条件下加热到55-65℃，完全溶解后，用浓度为18-25％碳酸钠溶液调整PH值8.0-9.0，升温至75-85℃后，反应半小时，加入10-20g的去离子水，冷却至室温。

所述的潜伏性微胶囊固化剂，是室温下50g水中加入阴离子和非离子表面活性剂及分散剂共2-3g，加入45-55g异氰酸酯固化剂，加入完后调整搅拌速度至800-1200rpm，分散25-35分钟，制得异氰酸酯固化剂乳液；然后加入三聚氰胺甲醛树脂预聚物85-95g，继续分散10-15分钟，用10％稀盐酸调整PH值3.0-4.0，水浴温度45-55℃，反应2～3小时，冷却至室温并用NaOH溶液调整PH值至中性。

所述的非水溶性异氰酸酯固化剂，包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、HDI二聚体和三聚体、IPDI的二聚体和三聚体、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的一种或几种。

所述的表面活性剂，包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、司班、吐温、OP-10、NP-10中的一种或多种。

所述的分散剂，包括聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、苯乙烯-马来酸酐共聚物、明胶中的一种或多种。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1、本发明提出一种单组分水性高分子乳液的潜伏性微胶囊固化剂的制备方法，制备工艺简单、产品质量稳定、储运方便。

2、本发明所制备的潜伏性微胶囊固化剂表面光滑，粒径分布较窄，与水性高分子乳液混合组成的单组分胶粘剂使用方便、操作简单、储存时间长，具有优异的固化性能、潜伏性能。

具体实施方式

本发明是一种潜伏性微胶囊固化剂的制备方法，它是在装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，加入35-40％甲醛溶液与三聚氰胺树脂，搅拌条件下水浴加热到55-65℃，完全溶解后，用碳酸钠溶液将PH值调整到8.0-9.0，升温至75-85℃，反应0.4-0.8小时后，用水稀释冷却至室温，制备得到三聚氰胺甲醛树脂预聚物；

在一定量水中加入计量的非离子和阴离子表面活性剂及分散剂，搅拌的条件下加入脂肪族异氰酸酯固化剂，在800-1200rpm速度下分散25-35分钟，制得固化剂乳液；然后将三聚氰胺甲醛树脂预聚物加入到固化剂乳液中再次搅拌分散均匀后，用稀盐酸调整PH值到3.0-4.0，水浴温度升至55-65℃，反应2～3小时，用去离子水稀释冷却到相应固含量并用NaOH溶液调整PH值至中性。

实施例1

单组分水性聚氨酯乳液胶粘剂：

水性潜伏性微胶囊固化剂与一般的水性高分子乳液固化剂相比，潜伏性微胶囊固化剂储存期更长，它可以阻断固化剂与基体树脂的相互作用，从而达到控制固化的目的。由微胶囊固化剂制备而成的单组分胶粘剂，避免了使用时称量和混合等繁琐工序，可随用随取，快捷方便，从而大大提高了生产效率。

配方：

以下为重量份来计算。

三聚氰胺甲醛预聚物

潜伏性微胶囊固化剂

具体制备方法如下：

将30.0g三聚氰胺与50.0g甲醛溶液(37％)混合，搅拌条件下加热到60℃，完全溶解后，用20％碳酸钠溶液调整PH值8.0-9.0，升温至80℃后，反应半小时，加入15g的去离子水，冷却至室温，制备得到三聚氰胺甲醛树脂预聚物；

室温下50g水中加入阴离子和非离子表面活性剂及分散剂共2.5g，较低速的条件下加入50g异氰酸酯固化剂，加入完后调整搅拌速度至1000rpm，分散30分钟，制得异氰酸酯固化剂乳液；然后加入三聚氰胺甲醛树脂预聚物90g，继续分散15分钟，用10％稀盐酸调整PH值3.0-4.0，水浴温度50℃，反应2-3小时，用去离子水稀释至相应固含量并用NaOH溶液调整PH值至中性。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种潜伏性微胶囊固化剂的制备方法，其特征在于，它先制备三聚氰胺甲醛预聚物，然后加入在水中分散的非水溶性异氰酸酯固化剂通过界面聚合制备微胶囊，得到潜伏性微胶囊固化剂。

2.根据权利要求1所述的一种潜伏性微胶囊固化剂的制备方法，其特征在于，所述的三聚氰胺甲醛预聚物，是将30.0g三聚氰胺与50.0g浓度为35-40％的甲醛溶液混合，搅拌条件下加热到55-65℃，完全溶解后，用浓度为18-25％碳酸钠溶液调整PH值8.0-9.0，升温至75-85℃后，反应半小时，加入10-20g的去离子水，冷却至室温。

3.根据权利要求2所述的一种潜伏性微胶囊固化剂的制备方法，其特征在于，所述的潜伏性微胶囊固化剂，是室温下50g水中加入阴离子和非离子表面活性剂及分散剂共2-3g，加入45-55g异氰酸酯固化剂，加入完后调整搅拌速度至800-1200rpm，分散25-35分钟，制得异氰酸酯固化剂乳液；然后加入三聚氰胺甲醛树脂预聚物85-95g，继续分散10-15分钟，用10％稀盐酸调整PH值3.0-4.0，水浴温度45-55℃，反应2～3小时，冷却至室温并用NaOH溶液调整PH值至中性。

4.根据权利要求1所述的一种潜伏性微胶囊固化剂的制备方法，其特征在于，所述的非水溶性异氰酸酯固化剂，包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、HDI二聚体和三聚体、IPDI的二聚体和三聚体、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的一种潜伏性微胶囊固化剂的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂，包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、司班、吐温、OP-10、NP-10中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的一种潜伏性微胶囊固化剂的制备方法，其特征在于，所述的分散剂，包括聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、苯乙烯-马来酸酐共聚物、明胶中的一种或多种。