CN106047221A - 一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂，由以下成分制成，改性魔芋粉、聚乙烯醇、壳聚糖、纳米膨润土、纳米氧化铝、羧甲基纤维素、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯、聚丙烯酸酯乳液、硼砂、1,4‑丁二醇、甲基丙烯酸甲酯、枫杨种子与竹粉混合蒸煮液；本发明通过改进生产工艺与配方，制备的胶黏剂，绿色环保，耐水性好，胶合强度高，固化过程中，不会产生分层，固化速度快；固化放热量低，收缩率小；本发明胶黏剂突破传统胶粘剂剪切强度与剥离强度的矛盾，使两者同时达到较高使用强度，在粘接中体现出优异的性能，粘接牢固且不易产生形变，常温下即可固化；适用于漂流艇、皮划艇、冲锋艇等充气艇的应用。

Description

一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂

技术领域

本发明涉及胶黏剂领域，特别是涉及一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂。

背景技术

在充气船艇的制造和维修方面,需要大量的胶黏剂,环氧型胶粘剂在船舶上的应用以环氧树脂为主的胶粘剂种类繁多,应用很广。传统生产的船艇用胶黏剂因为耐候性、耐水性、粘结性和耐介质性不强，导致出现脱胶严重，影响了船艇的正常工作，为了追求更高品质的产品是生产和发展的需要，需要对现有的胶黏剂进行改性，以达到需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂。

本发明通过以下技术方案实现：

一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂，按重量份计由以下成分制成，改性魔芋粉18、聚乙烯醇60、壳聚糖16、纳米膨润土0.4、纳米氧化铝0.4、羧甲基纤维素4、异佛尔酮二异氰酸酯0.2、钛酸正丁酯0.4、二苯基甲烷二异氰酸酯0.3、聚丙烯酸酯乳液10、硼砂0.2、硅酸钠5；

所述改性魔芋粉的制备方法为：

①将魔芋粉与纳米膨润土按100:1的质量比例均匀混合到一起，先先采用水浴加热至88℃，保温10分钟；

②将魔芋粉与纳米膨润土混合物进行研磨，研磨温度控制在62-64℃，研磨10分钟后，采用350W的微波处理15s，再继续研磨10分钟，采用400W微波处理10s；

③添加到质量浓度为5.68%的硬脂酸溶液中在32℃下浸泡，并以500r/min转速搅拌40分钟，过滤后，在32℃下进行干燥，冷却至室温，即可；

所述纳米氧化铝与纳米膨润土经过共混处理：

①将纳米氧化铝与纳米膨润土混合均匀后，添加到质量浓度为1.8%的硬脂酸溶液中，加热至78℃，并以250r/min速度搅拌30分钟后，过滤，洗涤，烘干；

②将①中混合物添加到浸泡剂中，在68℃下，浸泡35分钟，然后过滤，洗涤，在42℃下烘干，所述浸泡剂按质量百分比计由以下成分制成：丙烯酰胺10%、环己二醇36%、过硫酸铵2%、马来酸6%，其余为水；

所述二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯三者经过共混处理：将二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯依次添加到反应釜中，加热至118℃，以650r/min转速搅拌30分钟后，加压至5.6MPa，保压10分钟，恢复原气压，冷却至室温，即可。

一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂的制备方法，其由以下制作步骤制成：

1）将改性魔芋粉、聚乙烯醇、壳聚糖、聚丙烯酸酯乳液添加到反应釜中加热至80℃，添加纳米膨润土和纳米氧化铝混合物、羧甲基纤维素、异佛尔酮二异氰酸酯与钛酸正丁酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的共混物，进行搅拌，搅拌速度为520r/min；

2）待温度到达88℃时，加入硅酸钠，以600r/min速度搅拌，保温1-2小时；

3）向反应釜中添加硼砂，控制温度到110℃，并进行搅拌，搅拌速度为800r/min，持续2小时，即可。

本发明胶黏剂固化时的温度为室温，固化时间为30分钟

天然聚合物一直被用作胶黏剂，但是由于其较低的耐久性和耐水性，被合成树脂胶黏剂所取代，合成树脂胶黏剂强度高，但是存在甲醛释放污染环境的问题，并且保存时间不长，本发明通过大量的实验研究，将改性魔芋粉、聚乙烯醇、壳聚糖与经过共混处理的纳米氧化铝和纳米膨润土进行混合制备胶黏剂，能够极大的改善混合材料的性能，提高耐水性能和粘接性能，制成的胶黏剂具有极高的稳定性，保存时间长，相较于普通天然聚合物类胶黏剂，本发明胶黏剂耐热温度提高了24℃，抗冲击强度提高了58.1%，韧性提高了25.4%，胶合强度提高了48%。

通过配合添加羧甲基纤维素、聚丙烯酸酯乳液、硼砂、硅酸钠协同作用，使得制备的胶黏剂固化过程中，不会产生分层，固化速度快；固化放热量低，收缩率小，耐候性、耐水性、粘结性和耐介质性得到进一步加强。

通过对二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯三者经过共混处理，添加三者的共混物制备的胶黏剂突破传统胶粘剂剪切强度与剥离强度的矛盾，使两者同时达到较高使用强度，在粘接中体现出优异的性能，粘接牢固且不易产生形变，常温下即可固化。

本发明胶黏剂固化时的温度为室温，固化时间为30分钟。

本发明的有益效果是，与现有技术相比：

本发明通过改进生产工艺与配方，制备的胶黏剂，绿色环保，耐水性好，胶合强度高，固化过程中，不会产生分层，固化速度快；固化放热量低，收缩率小；固化物表面平整、光亮、硬度高，固化物力学性能优良，热膨胀系数小，耐水性极佳；本发明胶黏剂突破传统胶粘剂剪切强度与剥离强度的矛盾，使两者同时达到较高使用强度，在粘接中体现出优异的性能，粘接牢固且不易产生形变，常温下即可固化；适用于漂流艇、皮划艇、冲锋艇等充气艇的应用。

具体实施方式

一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂，按重量份计由以下成分制成，改性魔芋粉18、聚乙烯醇60、壳聚糖16、纳米膨润土0.4、纳米氧化铝0.4、羧甲基纤维素4、异佛尔酮二异氰酸酯0.2、钛酸正丁酯0.4、二苯基甲烷二异氰酸酯0.3、聚丙烯酸酯乳液10、硼砂0.2、硅酸钠5；

所述改性魔芋粉的制备方法为：

①将魔芋粉与纳米膨润土按100:1的质量比例均匀混合到一起，先先采用水浴加热至88℃，保温10分钟；

②将魔芋粉与纳米膨润土混合物进行研磨，研磨温度控制在62-64℃，研磨10分钟后，采用350W的微波处理15s，再继续研磨10分钟，采用400W微波处理10s；

③添加到质量浓度为5.68%的硬脂酸溶液中在32℃下浸泡，并以500r/min转速搅拌40分钟，过滤后，在32℃下进行干燥，冷却至室温，即可；

所述纳米氧化铝与纳米膨润土经过共混处理：

①将纳米氧化铝与纳米膨润土混合均匀后，添加到质量浓度为1.8%的硬脂酸溶液中，加热至78℃，并以250r/min速度搅拌30分钟后，过滤，洗涤，烘干；

②将①中混合物添加到浸泡剂中，在68℃下，浸泡35分钟，然后过滤，洗涤，在42℃下烘干，所述浸泡剂按质量百分比计由以下成分制成：丙烯酰胺10%、环己二醇36%、过硫酸铵2%、马来酸6%，其余为水；

所述二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯三者经过共混处理：将二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯依次添加到反应釜中，加热至118℃，以650r/min转速搅拌30分钟后，加压至5.6MPa，保压10分钟，恢复原气压，冷却至室温，即可。

一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂的制备方法，其由以下制作步骤制成：

1）将改性魔芋粉、聚乙烯醇、壳聚糖、聚丙烯酸酯乳液添加到反应釜中加热至80℃，添加纳米膨润土和纳米氧化铝混合物、羧甲基纤维素、异佛尔酮二异氰酸酯与钛酸正丁酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的共混物，进行搅拌，搅拌速度为520r/min；

2）待温度到达88℃时，加入硅酸钠，以600r/min速度搅拌，保温1-2小时；

3）向反应釜中添加硼砂，控制温度到110℃，并进行搅拌，搅拌速度为800r/min，持续2小时，即可。

本发明胶黏剂固化时的温度为室温，固化时间为30分钟。

天然聚合物一直被用作胶黏剂，但是由于其较低的耐久性和耐水性，被合成树脂胶黏剂所取代，合成树脂胶黏剂强度高，但是存在甲醛释放污染环境的问题，并且保存时间不长，本发明通过大量的实验研究，将改性魔芋粉、聚乙烯醇、壳聚糖与经过共混处理的纳米氧化铝和纳米膨润土进行混合制备胶黏剂，能够极大的改善混合材料的性能，提高耐水性能和粘接性能，制成的胶黏剂具有极高的稳定性，保存时间长，相较于普通天然聚合物类胶黏剂，本发明胶黏剂耐热温度提高了24℃，抗冲击强度提高了58.1%，韧性提高了25.4%，胶合强度提高了48%。

通过配合添加羧甲基纤维素、聚丙烯酸酯乳液、硼砂、硅酸钠协同作用，使得制备的胶黏剂固化过程中，不会产生分层，固化速度快；固化放热量低，收缩率小，耐候性、耐水性、粘结性和耐介质性得到进一步加强。

通过对二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯三者经过共混处理，添加三者的共混物制备的胶黏剂突破传统胶粘剂剪切强度与剥离强度的矛盾，使两者同时达到较高使用强度，在粘接中体现出优异的性能，粘接牢固且不易产生形变，常温下即可固化。

本发明胶黏剂固化时的温度为室温，固化时间为30分钟。

本发明胶黏剂保存期为12-14个月。

本发明的胶黏剂的玻璃化转变温度为90.01℃；在25℃下剪切强度为41.22MPa，70℃下剪切强度为19.78MPa，25℃下90°剥离强度为8.82kN/m。

对对比例与本发明胶黏剂粘接强度进行对比分析：

对比例1：按重量份计由以下成分制成，魔芋粉18、聚乙烯醇60、壳聚糖16、纳米膨润土0.4、纳米氧化铝0.4、羧甲基纤维素4、异佛尔酮二异氰酸酯0.2、钛酸正丁酯0.4、二苯基甲烷二异氰酸酯0.3、聚丙烯酸酯乳液10、硼砂0.2、硅酸钠5；采用不经过处理的魔芋粉，其它成分处理方法和胶黏剂制备方法与本发明相同；

对比例2：按重量份计由以下成分制成，改性魔芋粉18、聚乙烯醇60、壳聚糖16、纳米膨润土0.4、纳米氧化铝0.4、羧甲基纤维素4、聚丙烯酸酯乳液10、硅酸钠5；不添加异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和硼砂，其它处理方法和制备方法与本发明一致；

对比例3：按重量份计由以下成分制成，改性魔芋粉18、聚乙烯醇60、壳聚糖16、纳米膨润土0.4、纳米氧化铝0.4、羧甲基纤维素4、异佛尔酮二异氰酸酯0.4、钛酸正丁酯0.6、二苯基甲烷二异氰酸酯0.6、聚丙烯酸酯乳液10、硼砂0.4、硅酸钠5；同时增加、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和硼砂的含量，其它成分处理方法和胶黏剂制备方法与本发明相同；

对比例4：按重量份计由以下成分制成，改性魔芋粉18、聚乙烯醇60、壳聚糖16、纳米膨润土0.4、纳米氧化铝0.4、羧甲基纤维素4、异佛尔酮二异氰酸酯0.1、钛酸正丁酯0.2、二苯基甲烷二异氰酸酯0.2、聚丙烯酸酯乳液10、硼砂0.1、硅酸钠5；同时降低异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和硼砂的含量，其它成分处理方法和胶黏剂制备方法与本发明相同；

	粘接强度（MPa）	70℃下剪切强度MPa	25℃下剪切强度MPa
				本发明	12.61	19.78	41.22
对比例1	6.98	14.85	32.24
				对比例2	7.43	12.63	28.47
对比例3	8.94	13.12	29.95
				对比例4	8.86	13.04	29.57

表1

由表1可以看到，采用普通魔芋粉制备的胶黏剂，粘接强度明显降低，不添加、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和硼砂，异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和硼砂添加量多了或者少了都极大的降低了制备的胶黏剂的粘接强度,70℃下的剪切强度与25℃下剪切强度降低。

Claims (2)

1.一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂，其特征在于，按重量份计由以下成分制成，改性魔芋粉18、聚乙烯醇60、壳聚糖16、纳米膨润土0.4、纳米氧化铝0.4、羧甲基纤维素4、二苯基甲烷二异氰酸酯0.3、异佛尔酮二异氰酸酯0.2、钛酸正丁酯0.4、聚丙烯酸酯乳液10、硼砂0.2、硅酸钠5；

所述改性魔芋粉的制备方法为：

①将魔芋粉与纳米膨润土按100:1的质量比例均匀混合到一起，先先采用水浴加热至88℃，保温10分钟；

②将魔芋粉与纳米膨润土混合物进行研磨，研磨温度控制在62-64℃，研磨10分钟后，采用350W的微波处理15s，再继续研磨10分钟，采用400W微波处理10s；

③添加到质量浓度为5.68%的硬脂酸溶液中在32℃下浸泡，并以500r/min转速搅拌40分钟，过滤后，在32℃下进行干燥，冷却至室温，即可；

所述纳米氧化铝与纳米膨润土经过共混处理：

①将纳米氧化铝与纳米膨润土混合均匀后，添加到质量浓度为1.8%的硬脂酸溶液中，加热至78℃，并以250r/min速度搅拌30分钟后，过滤，洗涤，烘干；

②将①中混合物添加到浸泡剂中，在68℃下，浸泡35分钟，然后过滤，洗涤，在42℃下烘干，所述浸泡剂按质量百分比计由以下成分制成：丙烯酰胺10%、环己二醇36%、过硫酸铵2%、马来酸6%，其余为水；

所述二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯三者经过共混处理：将二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、钛酸正丁酯依次添加到反应釜中，加热至118℃，以650r/min转速搅拌30分钟后，加压至5.6MPa，保压10分钟，恢复原气压，冷却至室温，即可。

2.根据权利要求1所述的一种粘接性能优异的充气船艇用胶黏剂的制备方法，其特征在于，其由以下制作步骤制成：

1）将改性魔芋粉、聚乙烯醇、壳聚糖、聚丙烯酸酯乳液添加到反应釜中加热至80℃，添加纳米膨润土和纳米氧化铝混合物、羧甲基纤维素、异佛尔酮二异氰酸酯与钛酸正丁酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的共混物，进行搅拌，搅拌速度为520r/min；

2）待温度到达88℃时，加入硅酸钠，以600r/min速度搅拌，保温1-2小时；

3）向反应釜中添加硼砂，控制温度到110℃，并进行搅拌，搅拌速度为800r/min，持续2小时，即可。