CN105419701A - 一种环保型酚醛树脂胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型酚醛树脂胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：酚醛树脂30-50份，异氰酸酯10-30份，粉煤灰2-5份，增韧剂1-2份，偶联剂1-1.5份，稀释剂1-3份，固化促进剂1-3份。本发明还公开了该胶黏剂的制备方法。该胶黏剂粘结能力强，机械强度高，耐高温、耐热性好，且固化温度较低，且该胶黏剂释放甲醛、苯酚量少，且制备过程中无有毒物质释放，对人体无害，有利于环境保护。

Description

一种环保型酚醛树脂胶黏剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及胶黏剂技术领域，具体的涉及一种环保型酚醛树脂胶黏剂。
背景技术：
胶黏剂是通过界面的黏附和内聚等作用，能使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质，又叫黏合剂，习惯上简称为胶。简而言之，胶黏剂就是通过黏合作用，能使被黏物结合在一起的物质。胶黏剂由粘结物质、固化剂、增韧剂、稀释剂、填料和改性剂组成。
酚醛树脂胶黏剂是胶黏剂的一种，19世纪20年代末30年代初，酚醛树脂胶黏剂开始广泛应用于生产沸水、耐候的胶合板。酚醛树脂胶黏剂具有优异的机械性、电绝缘性、成型加工性、阻燃性，而且这些性能相互可以取得很好的平衡，且成本低，但是与此同时酚醛树脂胶黏剂也存在着固化速度慢、固化温度高等一系列问题。此外，酚醛树脂胶黏剂在应用过程中不断释放出苯酚和甲醛，对使用者的身体健康构成威胁。
发明内容：
本发明的目的是提供一种环保型酚醛树脂胶黏剂，其粘结能力强，机械强度高，耐高温、耐热性好，且固化温度较低，且该胶黏剂释放甲醛、苯酚量少，且制备过程中无有毒物质释放，对人体无害，有利于环境保护。
本发明的另一个目的是提供该胶黏剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种环保型酚醛树脂胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：
酚醛树脂30-50份，异氰酸酯10-30份，
粉煤灰2-5份，增韧剂1-2份，偶联剂1-1.5份，
稀释剂1-3份，固化促进剂1-3份。
作为上述技术方案的优选，一种环保型酚醛树脂胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：
酚醛树脂45份，异氰酸酯18份，
粉煤灰2.6份，增韧剂1.5份，偶联剂1份，
稀释剂2份，固化促进剂1.5份。
作为上述技术方案的优选，所述粉煤灰的粒径大小为0.5-1μm，其孔隙率为60-80％。
作为上述技术方案的优选，所述增韧剂为乙烯基酯树脂、聚氨酯树脂中的一种或两种混合。
作为上述技术方案的优选，所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、β-(3,4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷、N-二甲基氨基三甲氧基硅烷中的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，所述稀释剂为二甲基硅油、腰果油中的一种或两种混合。
作为上述技术方案的优选，所述固化促进剂为氟硅酸钠、二乙基苯丙噻唑次磺酰胺、辛酸亚锡、氯化亚锡中的一种或多种混合。
一种环保型酚醛树脂胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、异氰酸酯混合加入高压釜，升温至40-50℃，保温20-30min，得到混合物料；
(2)将粉煤灰、偶联剂混合，加入环己烷作为溶剂，在50-70℃下回流2-5h，反应后的混合物冷却至室温，然后过滤，得到改性粉煤灰；
(3)将步骤(1)得到的混合物料、步骤(2)得到的改性粉煤灰和增韧剂、稀释剂、固化促进剂混合，加入高压釜中，在50-60℃下，保温40-60min，继续升温至70-90℃，保温1-2h，冷却至室温，得到环保型酚醛树脂胶黏剂。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述保温的温度为50℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述回流的温度为65℃，所述回流的时间为3h。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用异氰酸酯和酚醛树脂作为粘合剂组合物，制备得到的粘合剂不仅粘结强度高，吸水率低，耐磨、耐高温，成本低，易于加工，且甲醛的释放率低，更利于环境保护；
粉煤灰利用偶联剂处理后，可以有效分散在树脂基体中，制备得到的粘合剂稳定性好，且对粉煤灰进行资源再利用，不仅减少了粉煤灰对环境的污染，还降低了粘合剂的生产成本，此外，粉煤灰的加入大大提高了粘合剂的耐磨性能。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种环保型酚醛树脂胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：
酚醛树脂30份，异氰酸酯10份，
粉煤灰2份，增韧剂1份，偶联剂1份，
稀释剂1份，固化促进剂1份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、异氰酸酯混合加入高压釜，升温至40℃，保温20min，得到混合物料；
(2)将粉煤灰、偶联剂混合，加入环己烷作为溶剂，在50℃下回流2h，反应后的混合物冷却至室温，然后过滤，得到改性粉煤灰；
(3)将步骤(1)得到的混合物料、步骤(2)得到的改性粉煤灰和增韧剂、稀释剂、固化促进剂混合，加入高压釜中，在50℃下，保温40min，继续升温至70℃，保温1h，冷却至室温，得到环保型酚醛树脂胶黏剂。
实施例2
一种环保型酚醛树脂胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：
酚醛树脂50份，异氰酸酯30份，
粉煤灰5份，增韧剂2份，偶联剂1.5份，
稀释剂3份，固化促进剂3份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、异氰酸酯混合加入高压釜，升温至50℃，保温30min，得到混合物料；
(2)将粉煤灰、偶联剂混合，加入环己烷作为溶剂，在70℃下回流5h，反应后的混合物冷却至室温，然后过滤，得到改性粉煤灰；
(3)将步骤(1)得到的混合物料、步骤(2)得到的改性粉煤灰和增韧剂、稀释剂、固化促进剂混合，加入高压釜中，在60℃下，保温60min，继续升温至90℃，保温2h，冷却至室温，得到环保型酚醛树脂胶黏剂。
实施例3
一种环保型酚醛树脂胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：
酚醛树脂35份，异氰酸酯15份，
粉煤灰3份，增韧剂1.2份，偶联剂1.1份，
稀释剂1.5份，固化促进剂1.5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、异氰酸酯混合加入高压釜，升温至45℃，保温22min，得到混合物料；
(2)将粉煤灰、偶联剂混合，加入环己烷作为溶剂，在55℃下回流3h，反应后的混合物冷却至室温，然后过滤，得到改性粉煤灰；
(3)将步骤(1)得到的混合物料、步骤(2)得到的改性粉煤灰和增韧剂、稀释剂、固化促进剂混合，加入高压釜中，在55℃下，保温45min，继续升温至75℃，保温1.2h，冷却至室温，得到环保型酚醛树脂胶黏剂。
实施例4
一种环保型酚醛树脂胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：
酚醛树脂38份，异氰酸酯18份，
粉煤灰3.5份，增韧剂1.4份，偶联剂1.2份，
稀释剂1.8份，固化促进剂1.8份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、异氰酸酯混合加入高压釜，升温至50℃，保温24min，得到混合物料；
(2)将粉煤灰、偶联剂混合，加入环己烷作为溶剂，在60℃下回流3.5h，反应后的混合物冷却至室温，然后过滤，得到改性粉煤灰；
(3)将步骤(1)得到的混合物料、步骤(2)得到的改性粉煤灰和增韧剂、稀释剂、固化促进剂混合，加入高压釜中，在60℃下，保温48min，继续升温至80℃，保温1.4h，冷却至室温，得到环保型酚醛树脂胶黏剂。
实施例5
一种环保型酚醛树脂胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：
酚醛树脂40份，异氰酸酯20份，
粉煤灰4份，增韧剂1.6份，偶联剂1.3份，
稀释剂2份，固化促进剂2份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、异氰酸酯混合加入高压釜，升温至45℃，保温26min，得到混合物料；
(2)将粉煤灰、偶联剂混合，加入环己烷作为溶剂，在65℃下回流4h，反应后的混合物冷却至室温，然后过滤，得到改性粉煤灰；
(3)将步骤(1)得到的混合物料、步骤(2)得到的改性粉煤灰和增韧剂、稀释剂、固化促进剂混合，加入高压釜中，在55℃下，保温50min，继续升温至85℃，保温1.6h，冷却至室温，得到环保型酚醛树脂胶黏剂。
实施例6
一种环保型酚醛树脂胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：
酚醛树脂45份，异氰酸酯25份，
粉煤灰4.5份，增韧剂1.8份，偶联剂1.4份，
稀释剂2.5份，固化促进剂2.5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、异氰酸酯混合加入高压釜，升温至40℃，保温28min，得到混合物料；
(2)将粉煤灰、偶联剂混合，加入环己烷作为溶剂，在50℃下回流4.5h，反应后的混合物冷却至室温，然后过滤，得到改性粉煤灰；
(3)将步骤(1)得到的混合物料、步骤(2)得到的改性粉煤灰和增韧剂、稀释剂、固化促进剂混合，加入高压釜中，在50℃下，保温55min，继续升温至70℃，保温1.8h，冷却至室温，得到环保型酚醛树脂胶黏剂。
下面对本发明制备的环保型酚醛树脂胶黏剂进行性能测试，对比例为普通市售酚醛树脂胶黏剂。
(1)黏度
按照GB/T14074.3-2006进行测试；
(2)游离甲醛含量
按照GB/T14704.16-93进行测试；
(3)游离苯酚含量
按照GB/T14704.13-93进行测试；
测试结果如表1所示：
表1
从表1来看，本发明提供的酚醛树脂胶黏剂游离甲醛和苯酚量少，对人体无害，且黏度适中，粘结能力强。

Claims (10)

1.一种环保型酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
酚醛树脂30-50份，异氰酸酯10-30份，
粉煤灰2-5份，增韧剂1-2份，偶联剂1-1.5份，
稀释剂1-3份，固化促进剂1-3份。
2.如权利要求1所述的一种环保型酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
酚醛树脂45份，异氰酸酯18份，
粉煤灰2.6份，增韧剂1.5份，偶联剂1份，
稀释剂2份，固化促进剂1.5份。
3.如权利要求1所述的一种环保型酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述粉煤灰的粒径大小为0.5-1μm，其孔隙率为60-80％。
4.如权利要求1所述的一种环保型酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述增韧剂为乙烯基酯树脂、聚氨酯树脂中的一种或两种混合。
5.如权利要求1所述的一种环保型酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、β-(3,4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷、N-二甲基氨基三甲氧基硅烷中的一种或多种混合。
6.如权利要求1所述的一种环保型酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述稀释剂为二甲基硅油、腰果油中的一种或两种混合。
7.如权利要求1所述的一种环保型酚醛树脂胶黏剂，其特征在于，所述固化促进剂为氟硅酸钠、二乙基苯丙噻唑次磺酰胺、辛酸亚锡、氯化亚锡中的一种或多种混合。
8.如权利要求1至7任一所述的一种环保型酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将酚醛树脂、异氰酸酯混合加入高压釜，升温至40-50℃，保温20-30min，得到混合物料；
(2)将粉煤灰、偶联剂混合，加入环己烷作为溶剂，在50-70℃下回流2-5h，反应后的混合物冷却至室温，然后过滤，得到改性粉煤灰；
(3)将步骤(1)得到的混合物料、步骤(2)得到的改性粉煤灰和增韧剂、稀释剂、固化促进剂混合，加入高压釜中，在50-60℃下，保温40-60min，继续升温至70-90℃，保温1-2h，冷却至室温，得到环保型酚醛树脂胶黏剂。
9.如权利要求8所述的一种环保型酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述保温的温度为50℃。
10.如权利要求8所述的一种环保型酚醛树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述回流的温度为65℃，所述回流的时间为3h。
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