CN106520035B - 一种塑料胶粘剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料胶粘剂，所述胶粘剂采用如下步骤制备：a、将沥青与正庚烷混合后在100‑150℃的密闭反应釜中进行处理1‑12小时后过滤，得到滤液；b、将所得滤液在100~150℃下氮气流体状态下进行烘干1‑10小时，得到固体经磨细过50‑120目筛，分散在α‑氰基丙烯酸乙酯中进行搅拌10‑30分钟，并加入氨基甲酸乙酯二醇、2,4,4‑三甲基‑1,6‑己二胺、碳酸亚乙酯、二氯亚己基二异氰酸酯、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂、氯醋树脂、膨胀剂、脱硫石膏以及固化剂，得到塑料胶粘剂。本发明提供的塑料胶粘剂能够强力粘结木质材料和塑料，且无有害有机物质产生。

Description

一种塑料胶粘剂

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种塑料胶粘剂。

背景技术

胶粘剂用于能将同种或两种或两种以上同质或异质的制件(或材料)连接在一起，固化后具有足够强度的有机或无机的、天然或合成的一类物质。

中国专利CN1664042A公开了改性废旧聚苯乙烯泡沫塑料胶粘剂，是将废弃聚苯乙烯泡沫的环己烯溶解液与SBS的乙酸乙酯溶解液混合，充分搅拌均匀。加入松香，充分搅拌至完全溶解，按比例依次加入乳化剂十二烷基苯磺酸钠及OP-10，混合搅拌均匀；再按比例增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，混合搅拌均匀，即得胶粘剂。由于原料的选择为废旧聚苯乙烯泡沫塑料，使用的环己烯是一种低毒、价廉工业级溶剂，其原料来源广泛，制备工艺简单，可有效解决环境污染问题。适用于木材、纸张、纤维等制品的粘接，既可以代替氯丁胶用于木材的封边，还可以掺入一定量的水泥等代替强力地板胶用于拼花木地板、瓷砖、马赛克等装饰材料的粘贴。具有价格低廉、结合力好、耐酸碱、不污染环境的优点，是一种较理想的胶粘剂。

中国专利CN101033383A公开了用于各种电子应用中的胶粘剂。一种这样的胶粘剂是可B－阶段的胶粘剂，其提供与电子元件的优良粘合，所述电子元件例如包含各种材料的封盖和基板，所述材料包括液晶聚合物。该胶粘剂提供了潜伏期和在封盖和基板之间提供完全密封的能力，所述封盖和基板包括含有LCP的那些封盖和基板。所述胶粘剂包括溶剂、一种或多种固体环氧树脂、一种或多种潜硬化剂和一种或多种触变剂。

中国专利CN1962796A公开了一种非渗透型超薄木胶粘剂，是采用一种复合胶粘剂，将用潜伏剂处理的超薄木胶压在辊涂有复合胶粘剂人造板上，从而达到节约珍贵木材，胶粘剂不渗透到超薄木表面，粘接强度高，经济效益显著等优点，是人造板二次加工的一种理想的胶粘剂。

中国专利CN101679577A公开了一种用于将地板覆盖物粘接到地板基材上的胶粘剂组合物。还提供了一种地板和一种使用所述胶粘剂组合物将地板覆盖物牢固地粘接到地板基材上以构建所述地板的方法。

中国专利CN101712854A公开了一种含有天然植物胶原的胶粘剂以植物淀粉、植物蛋白为胶原材料的胶粘剂。该胶粘剂是对植物淀粉、蛋白进行改性，以提高其制作胶粘剂的粘接强度和抗水性等特性，来满足应用的需要。该胶粘剂是以植物淀粉、蛋白为基质，以有机碱改性剂，抗水剂，交联剂等制成的一种胶粘剂。产品粘结力强、广泛耐水、滑润、易于使用。由于胶粘剂的生产过程中没有使用甲醛、苯、甲苯等危害健康的材料，可以广泛使用于建筑、装潢、墙壁粉刷涂装、木材加工等材料领域。

现有胶粘剂对于同种材料的粘结性能较好，但是应用于不同种材料的粘结时，往往会造成其中一种材料粘结性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种塑料胶粘剂，本发明提供的塑料胶粘剂能够强力粘结木质材料和塑料，且无有害有机物质产生。

为实现上述目的，本发明提供一种塑料胶粘剂，所述胶粘剂采用如下步骤制备：a、将沥青与正庚烷混合后在100-150℃的密闭反应釜中进行处理1-12小时后过滤，得到滤液；b、将所得滤液在100～150℃下氮气流体状态下进行烘干1-10小时，得到固体经磨细过50-120目筛，分散在α-氰基丙烯酸乙酯中进行搅拌10-30分钟，并加入氨基甲酸乙酯二醇、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、碳酸亚乙酯、二氯亚己基二异氰酸酯、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂、氯醋树脂、膨胀剂、脱硫石膏以及固化剂，得到塑料胶粘剂；其中，所述环氧树脂为E-51环氧树脂、E-44环氧树脂或双酚S型环氧树脂，所述膨胀剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、甘胆酸钠、苯扎氯铵、苯扎溴铵、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦或聚山梨酯，所述固化剂为4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、4,4′-二苯醚二异氰酸酯、4,4′-[2，2-双(4-苯氧基苯基丙烷)]二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、2,4′-二环已基甲烷二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯。

优选地，所述沥青的软化点为50-60℃，粘韧性为15-20N·m。

优选地，所述沥青和正庚烷的体积比为1：(3-20)。

优选地，磨细过筛后的颗粒与所述α-氰基丙烯酸乙酯、氨基甲酸乙酯二醇、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、碳酸亚乙酯、二氯亚己基二异氰酸酯、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂、氯醋树脂、膨胀剂、脱硫石膏以及固化剂的重量比为1：(5-15)：(0.1-1)：(0.1-1.1)：(0.1-1.5)：(0.1-2)：(0.1-3)：(0.1-0.5)：(0.1-0.3)：(0.01-0.8)：(0.1-1)：(0.1-0.6)。

优选地，步骤a中在所述密闭反应釜中处理的时间为2-8小时，温度为120-140℃。

优选地，步骤b中烘干的温度为110-130℃，时间为3-8小时。

优选地，将固体经磨细后过80-100目筛。

优选地，所述塑料胶粘剂中还包括有固化剂、稀释剂、增塑剂、填料、偶联剂、引发剂、增稠剂、防老剂、阻聚剂、稳定剂、络合剂、乳化剂、阻燃剂、发泡剂、消泡剂、着色剂和防霉剂中的一种或几种。

本发明具有如下优点：

本发明将沥青与正庚烷进行处理后，将沥青中不溶于正庚烷的组分去除，然后进行再氮气的作用下将其中的易挥发物质去除，从而减少有机有害物质，接着将所得固体物质进行磨细后分散在α-氰基丙烯酸乙酯中，所得塑料胶粘剂的胶粘性能好，没有有毒有害物质，而且造价低廉，制备方法简单，易于工业化。

具体实施方式

以下具体实施方式用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的发明人在研究沥青时发现，沥青是一种有机物质，其对塑料属于同类物质，具有非常良好的通化性能，一旦粘上后塑料的表面就会发生一定的反应，从而难以取下来，甚至能够将塑料部分溶解。而且，沥青对于木头的粘性也较强，沥青使用的越多，对木头的粘性越强，但是，沥青成分复杂，其中有害物质较多，难以直接用来作为胶粘剂使用。

本发明将沥青先采用正庚烷进行萃取，得到中沸点和低沸点的组分，以防止其中的固体物质对胶粘剂的粘性进行破坏，然后将萃取后的液体部分进行烘干，以去除其中的易挥发部分和低沸点以及正庚烷，从而使沥青中的稳定和中沸点部分保留下来并经过磨细后分散在α-氰基丙烯酸乙酯中，从而得到一种性能良好的塑料-木头胶粘剂。

本发明可以采用常规的沥青进行制备胶粘剂，但是从产率上说，沥青的中沸点组分越多，则最终产率越高，因此，沥青的软化点优选在50-60℃，粘韧性为15-20N·m，该类型的沥青高粘高弹，且有害物质较少。

本发明发明人试过采用多种溶剂对沥青进行萃取，例如常规的乙醇、苯，但是效果均不好，原因在于沸点不够高，对中沸点组分萃取效果较差，而且轻组分越多则效果越不好，产率越低，但是，若采用沸点较高的溶剂对沥青进行萃取，则高沸点产物较多，粘结剂干燥后容易产生龟裂，从而影响粘结性能。因此，本发明采用正庚烷，其比例与沥青本发明并没有特殊的限制，只要能够使沥青中的中沸点和轻沸点组分完全萃取即可，例如1：(1-100)，优选为1：(3-20)。

本发明采用α-氰基丙烯酸乙酯对沥青中的中沸点组分进行分散和溶解，从而作为胶粘剂使用，α-氰基丙烯酸乙酯无色透明、低粘度、不可燃性液体，单一成分、无溶剂，稍有刺激味、易挥发，遇潮湿水气即被催化，迅速合固化粘着。但是α-氰基丙烯酸乙酯的胶粘性较差，原因在于其粘度太小，而且粘着速度过快，无法深入到木头纹理中去，将α-氰基丙烯酸乙酯与中沸点沥青组分混合一起作为胶粘剂，既有α-氰基丙烯酸乙酯粘结速度快的优点，还有沥青粘性强，不易撕开的特点。

根据不同的需要，胶粘剂中α-氰基丙烯酸乙酯与磨细后的沥青中沸点组分固体颗粒的重量比可以1：(5-15)左右。

密闭反应釜是众所周知的用于在高温高压下采用溶剂处理不同的物质，其中可以发生化学反应也可以发生萃取等物理过程。

烘干可以在氮气气氛中进行，采用钢瓶通入氮气，然后将流动的氮气最终依次通过水、苯和乙醇进行除去易挥发液体以及溶剂正庚烷后可以重新回用。其中，水相中冷却下来的正庚烷可以重新进行步骤a中的处理。

固体磨细是为了使其溶解速度更快，溶解效果更好。

根据胶粘剂具体的用途以及使用场合的不同，胶粘剂可以包括不同的添加剂，例如用于防火材料中可以加入阻燃剂，阻燃剂可以是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝和碳酸氢钠等，这些物质不会溶解在α-氰基丙烯酸乙酯中，而是以固体颗粒的形式存在，因此，若有必要的话，可以加入一些稳定剂，例如有机稀土、有硬脂酸镁、硬脂酸锉、硬脂酸铝、硬脂酸钾等。

下面将通过实施例来进一步说明本发明，但是本发明并不因此而受到任何限制。

本发明实施例的沥青来自中国石化惠州分公司，主要性能如下表所示：

项目	参数
		密度，g/cm3	1.18
软化点，℃	55
		粘度(60℃)，mm2/s	13000
粘度(135℃)，Pa·s	461
		闪点，℃	185
粘韧性(25℃)，N·m	17
		韧性(25℃)，N·m	26

实施例1

将沥青1000克与15升的正庚烷放入工业30升的反应釜中，进行升温至130℃后，在该温度下进行处理8小时，得到的产物在工业滤布上进行过滤，得到褐色的滤液。

将所有滤液导入液体干燥机中，然后通入50升/小时的氮气在120℃下烘干5小时，得到黑色的块状固体。

将块状固体在粉碎机中进行粉碎后放入粉磨机中进行粉磨处理，处理时间为12分钟，得到黑色颗粒。

将黑色颗粒过100目筛后，取300克与2000克的α-氰基丙烯酸乙酯、30克氨基甲酸乙酯二醇、30克2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、30克碳酸亚乙酯、30克二氯亚己基二异氰酸酯、30克三聚氰胺甲醛树脂、30克E-44环氧树脂、30克氯醋树脂、30克十二烷基硫酸钠、30克脱硫石膏以及30克六亚甲基二异氰酸酯混合，在隔绝空气条件下，采用搅拌桨搅拌20分钟，得到澄清的略带黑色的液体，即为塑料胶粘剂S1。

实施例2

将沥青1000克与8升的正庚烷放入工业30升的反应釜中，进行升温至100℃后，在该温度下进行处理10小时，得到的产物在工业滤布上进行过滤，得到褐色的滤液。

将所有滤液导入液体干燥机中，然后通入50升/小时的氮气在120℃下烘干5小时，得到黑色的块状固体。

将块状固体在粉碎机中进行粉碎后放入粉磨机中进行粉磨处理，处理时间为12分钟，得到黑色颗粒。

将黑色颗粒过100目筛后，取300克与1500克的α-氰基丙烯酸乙酯、30克氨基甲酸乙酯二醇、30克2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、30克碳酸亚乙酯、30克二氯亚己基二异氰酸酯、30克三聚氰胺甲醛树脂、30克E-44环氧树脂、30克氯醋树脂、30克十二烷基硫酸钠、30克脱硫石膏以及30克六亚甲基二异氰酸酯混合，在隔绝空气条件下，采用搅拌桨搅拌20分钟，得到澄清的略带黑色的液体，即为塑料胶粘剂S2。

实施例3

将沥青1000克与12升的正庚烷放入工业30升的反应釜中，进行升温至150℃后，在该温度下进行处理1小时，得到的产物在工业滤布上进行过滤，得到褐色的滤液。

将所有滤液导入液体干燥机中，然后通入50升/小时的氮气在120℃下烘干5小时，得到黑色的块状固体。

将块状固体在粉碎机中进行粉碎后放入粉磨机中进行粉磨处理，处理时间为12分钟，得到黑色颗粒。

将黑色颗粒过100目筛后，取300克与4500克的α-氰基丙烯酸乙酯、30克氨基甲酸乙酯二醇、30克2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、30克碳酸亚乙酯、30克二氯亚己基二异氰酸酯、30克三聚氰胺甲醛树脂、30克E-44环氧树脂、30克氯醋树脂、30克十二烷基硫酸钠、30克脱硫石膏以及30克六亚甲基二异氰酸酯混合，在隔绝空气条件下，采用搅拌桨搅拌20分钟，得到澄清的略带黑色的液体，即为塑料胶粘剂S3。

实施例4

将沥青1000克与17升的正庚烷放入工业30升的反应釜中，进行升温至140℃后，在该温度下进行处理2小时，得到的产物在工业滤布上进行过滤，得到褐色的滤液。

将所有滤液导入液体干燥机中，然后通入50升/小时的氮气在120℃下烘干5小时，得到黑色的块状固体。

将块状固体在粉碎机中进行粉碎后放入粉磨机中进行粉磨处理，处理时间为12分钟，得到黑色颗粒。

将黑色颗粒过100目筛后，取300克与3000克的α-氰基丙烯酸乙酯、30克氨基甲酸乙酯二醇、30克2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、30克碳酸亚乙酯、30克二氯亚己基二异氰酸酯、30克三聚氰胺甲醛树脂、30克E-44环氧树脂、30克氯醋树脂、30克十二烷基硫酸钠、30克脱硫石膏以及30克六亚甲基二异氰酸酯混合，在隔绝空气条件下，采用搅拌桨搅拌20分钟，得到澄清的略带黑色的液体，即为塑料胶粘剂S4。

实施例5

将沥青1000克与20升的正庚烷放入工业30升的反应釜中，进行升温至110℃后，在该温度下进行处理8小时，得到的产物在工业滤布上进行过滤，得到褐色的滤液。

将所有滤液导入液体干燥机中，然后通入50升/小时的氮气在120℃下烘干5小时，得到黑色的块状固体。

将块状固体在粉碎机中进行粉碎后放入粉磨机中进行粉磨处理，处理时间为12分钟，得到黑色颗粒。

将黑色颗粒过100目筛后，取300克与2500克的α-氰基丙烯酸乙酯、30克氨基甲酸乙酯二醇、30克2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、30克碳酸亚乙酯、30克二氯亚己基二异氰酸酯、30克三聚氰胺甲醛树脂、30克E-44环氧树脂、30克氯醋树脂、30克十二烷基硫酸钠、30克脱硫石膏以及30克六亚甲基二异氰酸酯混合，在隔绝空气条件下，采用搅拌桨搅拌20分钟，得到澄清的略带黑色的液体，即为塑料胶粘剂S5。

对比例1

对比例1的制备方法与实施例基本相同，不同之处在于采用同等体积的乙醇替代正庚烷，得到塑料胶粘剂D1。

对比例2

对比例2的制备方法与实施例基本相同，不同之处在于采用同等体积的四氯化碳替代正庚烷，得到塑料胶粘剂D1。

本发明采用GB/T 17657-1999的方法测定酚醛树脂和刨花板的内结合强度，采用GB/T 30982-2014的方法测定塑料胶粘剂中有害物质，具体数据如下表所示：

从上表可以看出，采用本发明的方法制备塑料胶粘剂，不仅内结合强度高，而且总挥发性有机物以及苯+甲苯含量低。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种塑料胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂采用如下步骤制备：a、将沥青与正庚烷混合后在100-150℃的密闭反应釜中进行处理1-12小时后过滤，得到滤液；b、将所得滤液在100～150℃下氮气流体状态下进行烘干1-10小时，得到固体经磨细过50-120目筛，分散在α-氰基丙烯酸乙酯中进行搅拌10-30分钟，并加入氨基甲酸乙酯二醇、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、碳酸亚乙酯、二氯亚己基二异氰酸酯、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂、氯醋树脂、膨胀剂、脱硫石膏以及固化剂，得到塑料胶粘剂；其中，所述环氧树脂为E-51环氧树脂、E-44环氧树脂或双酚S型环氧树脂，所述膨胀剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、甘胆酸钠、苯扎氯铵、苯扎溴铵、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦或聚山梨酯，所述固化剂为4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、4,4′-二苯醚二异氰酸酯、4,4′-[2，2-双(4-苯氧基苯基丙烷)]二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、2,4′-二环已基甲烷二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯。

2.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述沥青的软化点为50-60℃，粘韧性为15-20N·m。

3.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述沥青和正庚烷的体积比为1：(3-20)。

4.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，磨细过筛后的颗粒与所述α-氰基丙烯酸乙酯、氨基甲酸乙酯二醇、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、碳酸亚乙酯、二氯亚己基二异氰酸酯、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂、氯醋树脂、膨胀剂、脱硫石膏以及固化剂的重量比为1：(5-15)：(0.1-1)：(0.1-1.1)：(0.1-1.5)：(0.1-2)：(0.1-3)：(0.1-0.5)：(0.1-0.3)：(0.01-0.8)：(0.1-1)：(0.1-0.6)。

5.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，步骤a中在所述密闭反应釜中处理的时间为2-8小时，温度为120-140℃。

6.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，步骤b中烘干的温度为110-130℃，时间为3-8小时。

7.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，将固体经磨细后过80-100目筛。

8.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述塑料胶粘剂中还包括有稀释剂、增塑剂、填料、偶联剂、引发剂、增稠剂、防老剂、阻聚剂、稳定剂、络合剂、乳化剂、阻燃剂、发泡剂、消泡剂、着色剂和防霉剂中的一种或几种。