CN105131866A - 一种铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂及其制备方法，其主要成分包括去离子水、聚乙烯醇、乳化剂、引发剂、缓冲剂、醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、N-羟乙基甲基丙烯酰胺、丙烯酸五溴苄酯、甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯、防锈剂、消泡剂和防腐剂。本发明在制备时先合成具有耐水、阻燃的自交联聚醋酸乙烯酯/丙烯酸丁酯共聚改性乳液，然后在共聚乳液中加入防锈剂、消泡剂和防腐剂混合，最终制备出一种水性环保性能优良的铁皮面板复合贴面胶粘剂。本发明制备的胶粘剂与传统的溶剂型SBS胶粘剂比较，具有耐水、阻燃、耐热、粘接强度高及对环境和人体不会产生危害的优势。

Description

一种铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶粘剂制备技术，尤其涉及一种铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂及其制备方法。

背景技术

铁皮或镀锌铁皮面板复合贴面有广泛的应用，其产品可以用途广告牌、画板、相框、宣传栏、少儿拼图玩具等。铁皮或镀锌铁皮通过胶粘剂对密度板、PVC片材、聚氯乙烯高分子板、亚克力板、防火板、水晶板等装饰面板材料在基材表面进行复合贴面，通过加工后的铁皮或镀锌铁皮面板大大提升了产品附加值。

传统的铁皮或镀锌铁皮面板复合贴面胶粘剂主要以SBS、SEBS、氯丁橡胶等溶剂型树脂为主，该类胶粘剂初粘力快，粘接强度高，不存在对板材的腐蚀；但由于是溶剂型粘接剂，存在有机溶剂挥发，会对人体和环境产生危害，同时胶粘剂的耐热性和耐水性差，在高温、潮湿环境下易脱落开胶，同时，还存在生产环境容易引起火灾人危险。为此，开发一种初粘力快、耐热、耐水、阻燃的高强度单组份水基型铁皮或镀锌铁皮面板复合贴面胶粘剂具有重要的经济效益和社会效益。

发明内容

针对上述问题，本发明设计了一种铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂，其具有初粘力快、耐水、耐热、粘接强度高、阻燃的特点，且以水为分散介质，挥发物对人体和环境不会造成危害，生产环境安全，火灾危险系数大大降低。

本发明第二个目的是提供以上胶粘剂的一种制备方法，其具有操作简便、制备效率高，特别适用于现代化大规模的生产需要。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂，其配方质量百分比如下：

进一步地，所述聚乙烯醇为PVA17-88、PVA17-92中的一种或两种按照任意配比组成的混合物。

进一步地，所述乳化剂为烷基酚烯丙基聚醚磷酸盐、琥珀酸酯磺基丁二酸盐中的一种或两种按照任意配比组成的混合物。

进一步地，所述缓冲剂为碳酸氢钠、醋酸钠、磷酸二氢钠中的一种或多种按照任意配比组成的混合物。

进一步地，所述引发剂为过硫酸铵。

进一步地，所述防腐剂为苯甲酸钠。

一种铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂的合成方法，包括如下步骤：

(1)取44.5～55.25重量分的去离子水，分成两份，第一份溶解引发剂，第二份溶解聚乙烯醇；

(2)将0.15～0.25重量份的引发剂溶于第一份去离子水中，得到浓度为5～10％的引发剂水溶液；并将该引发剂水溶液分成三份，第一份占总质量的25～30％，第二份占总质量的60～65％，第三份占总质量的10％；

(3)将20～22重量份的醋酸乙烯酯分成两份，第一份占总质量的85～90％，第二份占总质量的10～15％；

(4)将第一份醋酸乙烯酯、18～25重量份的丙烯酸丁酯、1.0～1.5重量份的N-羟乙基甲基丙烯酰胺、1.0～1.5重量份的丙烯酸五溴苄酯、1.0～1.5重量份的丙烯酸和0.5～1.0重量份的甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯混合搅拌均匀，得到混合单体；

(5)将3～4重量份的聚乙烯醇投入第二份去离子水中，升温至90℃～92℃并保温溶解60～80分钟，使聚乙烯醇充分溶解，得到聚乙烯醇溶液；

(6)将步骤5配制的聚乙烯醇溶液降温至58℃～62℃，加入1～1.6重量份的乳化剂、0.2～0.4重量份的缓冲剂搅拌均匀，之后加入第二份醋酸乙烯酯并乳化5～10分钟，后加入第一份引发剂水溶液，升温至65℃～70℃，等冷凝器无回流、反应釜内无雾状后升温至78℃～80℃，开始滴加步骤3中所配的混合单体，同时滴加第二份引发剂水溶液，滴加时间为3.5～4小时，反应温度控制在76℃～82℃；当混合单体加完后，保温10～15分钟后，加入第三份引发剂溶液，升温至85～90℃，之后再次保温50～70分钟；降温至45-50℃以下，调pH值至5～7，加入0.5-1.0重量份的防腐剂苯甲酸钠、0.2-0.4重量份的防锈剂SD-2、0.1-0.2重量份的消泡剂BYK024，边降温边抽真空搅拌30分钟后出料，获得成品乳液。

本发明的有益效果在于：

1、配方中乳化剂烷基酚烯丙基聚醚磷酸盐在分子结构中含有烯丙基双键，这类乳化剂在乳液聚合中它们是通过共价键的方式键合在乳胶粒表面，这种较强的键合使乳化剂分子在乳胶液存放和使用中不会发生解析；具有很好的机械稳定性和抗冻融性，对自交联单体可加强交联效果。可用于生产高固含的乳液配方体系中。琥珀酸酯磺基丁二酸盐具有阴离子非离子同结构，润湿性好，制备出的乳液粒径分布窄，热稳定性好，出色的耐多价阳离子稳定性，机械稳定性好，凝胶残渣少。

2、配方中丙烯酸丁酯具有较长的柔性链，玻璃化温度较低，与醋酸乙烯酯共聚后降低胶粘剂玻璃化温度，提高产品初粘力。丙烯酸五溴苄酯共聚到聚合物链中，由于C-Br键的键能较低，遇火受热发生分解反应，生成自由基Br·，它又与高分子材料反应生成溴化氢，溴化氢与活性很强的OH·自由基反应，一方面使得Br再生，一方面使得OH·自由基的浓度减少，使燃烧的连锁反应受到抑制，燃烧速度减慢，直至熄灭。配方中由于甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯共聚引入聚合物链中，磷酸酯可以促进与金属板材的粘附力。

3、配方中的N-羟乙基甲基丙烯酰胺为室温自交联单体，在成膜失水过程中可以与多种官能团如：羟甲基、氨基、醛基及多价金属阳离子反应使聚合物链形成交联网络结构，从而提高对基材的粘附力与耐水性。

综上，本发明设计的胶粘剂具有耐水、耐热、阻燃、粘接强度高的特点，且挥发物不会对环境和人体造成危害，解决了传统以溶剂型胶粘剂复合贴面的高湿热环境下易脱落开胶及溶剂挥发对环境和人体产生危害的难题。

具体实施方式

下面就具体的配比和所得的胶粘剂性能进行阐述。

实施例1.配方总量＝1000Kg

按照以下步骤合成铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂：

(1)将去离子水分成两份，第一份溶解引发剂，第二份溶解聚乙烯醇；

(2)将引发剂溶于第一份去离子水中，得到浓度为5～10％的引发剂水溶液；并将该引发剂水溶液分成三份，第一份占总质量的25～30％，第二份占总质量的60～65％，第三份占总质量的10％；

(3)将醋酸乙烯酯分成两份，第一份占总质量的85～90％，第二份占总质量的10～15％；

(4)将第一份醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、N-羟乙基甲基丙烯酰胺、丙烯酸五溴苄酯、丙烯酸和甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯混合搅拌均匀，得到混合单体；

(5)将聚乙烯醇投入第二份去离子水中，升温至90℃～92℃并保温溶解60～80分钟，使聚乙烯醇充分溶解，得到聚乙烯醇溶液；

(6)将步骤5配制的聚乙烯醇溶液降温至58℃～62℃，加入乳化剂、0.2～0.4重量份的缓冲剂搅拌均匀，之后加入第二份醋酸乙烯酯并乳化5～10分钟，后加入第一份引发剂水溶液，升温至65℃～70℃，等冷凝器无回流、反应釜内无雾状后升温至78℃～80℃，开始滴加步骤3中所配的混合单体，同时滴加第二份引发剂水溶液，滴加时间为3.5～4小时，反应温度控制在76℃～82℃；当混合单体加完后，保温10～15分钟后，加入第三份引发剂溶液，升温至85～90℃，之后再次保温50～70分钟；降温至45-50℃以下，调pH值至5～7，加入防腐剂苯甲酸钠、防锈剂SD-2、BYK024，一边自然降温，一边抽真空搅拌，30分钟后出料，获得成品乳液。

实施例2.配方总量＝1000Kg

铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂的合成方法同实施例1。

实施例3.配方总量＝1000Kg

铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂的合成方法同实施例1。

以上成分配比获得的产品技术指标：

经实验检测，本发明胶粘剂与传统溶剂型SBS胶粘剂的性能对比如下表所示：

通过上表结果可知，由于本发明胶粘剂在分子结构设计中考虑胶粘剂成膜过程中交联固化及引入阻燃和附着力促进功能单体，使本发明胶粘剂与传统的溶剂型SBS复合贴面胶粘剂比较，本发明的胶粘剂具有耐热、耐水、阻燃、高强度及对环境和人体不会产生危害的优势。

Claims (7)

1.一种铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂，其特征在于，其配方质量百分比如下：

2.如权利要求1所述的铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂，其特征在于：所述聚乙烯醇可以为PVA17-88、PVA17-92中的一种或两种按照任意配比组成的混合物。

3.如权利要求1所述的铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂，其特征在于：所述乳化剂可以为烷基酚烯丙基聚醚磷酸盐、琥珀酸酯磺基丁二酸盐中的一种或两种按照任意配比组成的混合物。

4.如权利要求1所述的铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂，其特征在于：所述缓冲剂可以为碳酸氢钠、醋酸钠、磷酸二氢钠中的一种或多种按照任意配比组成的混合物。

5.如权利要求1所述的铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂，其特征在于：所述引发剂可以为过硫酸铵。

6.如权利要求1所述的铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂，其特征在于：所述防腐剂可以为苯甲酸钠。

7.一种权利要求1所述的铁皮面板复合贴面用水性胶粘剂的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)取44.5～55.25重量分的去离子水，分成两份，第一份溶解引发剂，第二份溶解聚乙烯醇；

(2)将0.15～0.25重量份的引发剂溶于第一份去离子水中，得到浓度为5～10％的引发剂水溶液；并将该引发剂水溶液分成三份，第一份占总质量的25～30％，第二份占总质量的60～65％，第三份占总质量的10％；

(3)将20～22重量份的醋酸乙烯酯分成两份，第一份占总质量的85～90％，第二份占总质量的10～15％；

(4)将第一份醋酸乙烯酯、18～25重量份的丙烯酸丁酯、1.0～1.5重量份的N-羟乙基甲基丙烯酰胺、1.0～1.5重量份的丙烯酸五溴苄酯、1.0～1.5重量份的丙烯酸和0.5～1.0重量份的甲基丙烯酸酯基烷氧基磷酸酯混合搅拌均匀，得到混合单体；

(5)将3～4重量份的聚乙烯醇投入第二份去离子水中，升温至90℃～92℃并保温溶解60～80分钟，使聚乙烯醇充分溶解，得到聚乙烯醇溶液；

(6)将步骤5配制的聚乙烯醇溶液降温至58℃～62℃，加入1～1.6重量份的乳化剂、0.2～0.4重量份的缓冲剂搅拌均匀，之后加入第二份醋酸乙烯酯并乳化5～10分钟，后加入第一份引发剂水溶液，升温至65℃～70℃，等冷凝器无回流、反应釜内无雾状后升温至78℃～80℃，开始滴加步骤3中所配的混合单体，同时滴加第二份引发剂水溶液，滴加时间为3.5～4小时，反应温度控制在76℃～82℃；当混合单体加完后，保温10～15分钟后，加入第三份引发剂溶液，升温至85～90℃，之后再次保温50～70分钟；降温至45-50℃以下，调pH值至5～7，加入0.5-1.0重量份的防腐剂苯甲酸钠、0.2-0.4重量份的防锈剂SD-2、0.1-0.2重量份的消泡剂BYK024，边降温边抽真空搅拌30分钟后出料，获得成品乳液。