CN106566440A - 一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂及其制备方法，由以下组分按重量份数配比制成：聚乙烯醇16～35份、玉米淀粉13～28份、魔芋粉13～26份、壳聚糖12～27份、葡甘聚糖11～19份、硼砂11～22份、氧化铝3～11份、氢氧化钠8～19份、硫酸镁6～17份、硫酸铁6～18份。(1)本发明所述复合改性环保型金属波纹管胶黏剂开胶时间短、胶合强度高、且具有良好防水性能；(2)本发明所述胶黏剂具有良好的耐腐蚀性。

Description

一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明属于材料化学领域，涉及一种胶黏剂，尤其涉及一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂及其制备方法。
背景技术
聚乙烯醇是一种用途极为广泛的水溶性高分子，性能独特，被大量用于生产涂料、粘合剂、乳化剂、纸品加工剂、纺织品和塑料薄膜等产品。作为一种发展迅速的热熔胶，聚乙烯醇具有较好的强力粘接性、胶膜强度高、坚韧透明、耐油、耐溶剂、耐腐蚀、耐磨，并具有较好的气体阻隔性和热稳定性，适用于人造板、细木工板、胶合板、刨花板、高密度纤维板等的粘接，有制造工艺简单、固化速度快的特点。然而，多羟基水溶性高分子的特质使得聚乙烯醇胶黏剂具有较差的耐水性能，从而限制了其应用范围。
目前，人们常采用添加甲醛、丁醛或丁烯醛使聚乙烯醇缩醛化，添加甲苯二异氰酸酯或三苯基甲烷三异氰酸酯对聚乙烯醇进行交联改性的方法来提高聚乙烯醇胶的耐水性和粘接性能，取得了比较明显的改性效果，但由于醛类及异氰酸酯的刺激气味和毒性，其应用受到影响。另外，还可采用添加木质纤维、纳米黏土等方法来改善聚乙烯醇的耐水性和力学性能，但这些改性方法存在操作工艺较复杂，引入原料的成本较高的问题。
此外，现有技术中还有采用廉价易得的玉米淀粉与聚乙烯醇进行复配来制备主胶料，以价低性优的双氧水和过硫酸铵为氧化剂，硼砂为交联剂，制备胶合板用聚乙烯醇/淀粉复合胶黏剂。该现有技术具有以下优点：(1)利用PVA、玉米淀粉和硼砂为主要原料可制备具有高耐水性和胶合强度的聚乙烯醇/淀粉胶黏剂，同时避免了毒性；(2)利用较佳配方制备的胶黏剂胶合强度增高；(3)聚乙烯醇与淀粉能够形成交联结构，具有较高的热稳定性。
但是上述现有技术制备获得的聚乙烯醇/淀粉复合胶黏剂主要是针对制备胶合板，在金属软管的波纹管中效果较差，开胶时间短，胶合强度低。
发明内容
本发明的目的是：为了克服现有技术的缺陷，获得一种适用于金属软管的胶合，且开胶时间短、胶合强度高、具有良好防水性能的胶黏剂，本发明提供了一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂及其制备方法。
技术方案：一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂，由以下组分按重量份数配比制成：聚乙烯醇16～35份、玉米淀粉13～28份、魔芋粉13～26份、壳聚糖12～27份、葡甘聚糖11～19份、硼砂11～22份、氧化铝3～11份、氢氧化钠8～19份、硫酸镁6～17份、硫酸铁6～18份。
优选的，由以下组分按重量份数配比制成：聚乙烯醇28份、玉米淀粉21份、魔芋粉20份、壳聚糖22份、葡甘聚糖15份、硼砂17份、氧化铝8份、氢氧化钠14份、硫酸镁14份、硫酸铁13份。
一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，包含以下步骤：
(1)胶黏剂基体制备：将玉米淀粉和魔芋粉混合，向其中加入去离子水，混合物总质量:去离子水体积为1:3～6，搅拌混匀后，加热至60～75℃，边加热边搅拌，即得胶黏剂基体；
(2)第一改性剂制备：将氧化铝、硫酸镁和硫酸铁混合后研磨成粉，向其中加入质量分数为50～75％的硫酸，搅拌至完全溶解，即得第一改性剂；
(3)第二改性剂制备：将壳聚糖和葡甘聚糖混合后加热，温度为112～136℃，完全糊化后向其中加入质量分数为13～25％的氢氧化钠水溶液，搅拌至完全混匀，其中混合物总质量:氢氧化钠水溶液体积为1:1～3；
(3)第一次改性：向胶黏剂基体中加入聚乙烯醇，在温度为95～108℃条件下反应，搅拌速度为150～300r/min，至聚乙烯醇完全溶解后，降温至60～70℃，保温25～50分钟；向其中添加第一改性剂，并将温度升高至85～98℃，反应35～60分钟；
(4)第二次改性：向经第一次改性后的产物中加入第二改性剂，在温度为45～65℃条件下反应，搅拌速度为100～200r/min，反应结束后升温至75℃，保温25～50分钟；
(5)出料：向经第二次改性后的产物中加入硼砂，升温至85～105℃反应15～30分钟，即可制得，降温出料，收集产物。
优选的，步骤(1)胶黏剂基体制备：将玉米淀粉和魔芋粉混合，向其中加入去离子水，混合物总质量:去离子水体积为1:5，搅拌混匀后，加热至70℃，边加热边搅拌，即得胶黏剂基体。
优选的，步骤(2)第一改性剂制备：将氧化铝、硫酸镁和硫酸铁混合后研磨成粉，向其中加入质量分数为63％的硫酸，搅拌至完全溶解，即得第一改性剂。
优选的，步骤(3)第二改性剂制备：将壳聚糖和葡甘聚糖混合后加热，温度为128℃，完全糊化后向其中加入质量分数为20％的氢氧化钠水溶液，搅拌至完全混匀，其中混合物总质量:氢氧化钠水溶液体积为1:2。
优选的，步骤(4)第一次改性：向胶黏剂基体中加入聚乙烯醇，在温度为102℃条件下反应，搅拌速度为200r/min，至聚乙烯醇完全溶解后，降温至65℃，保温38分钟；向其中添加第一改性剂，并将温度升高至92℃，反应49分钟。
优选的，步骤(5)第二次改性：向经第一次改性后的产物中加入第二改性剂，在温度为58℃条件下反应，搅拌速度为150r/min，反应结束后升温至75℃，保温42分钟。
优选的，步骤(6)出料：向经第二次改性后的产物中加入硼砂，升温至98℃反应26分钟，即可制得，降温出料，收集产物。
有益效果：(1)本发明所述复合改性环保型金属波纹管胶黏剂开胶时间短、胶合强度高、且具有良好防水性能；(2)本发明所述胶黏剂具有良好的耐腐蚀性。
具体实施方式
实施例1
一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂，由以下组分按重量份数配比制成：聚乙烯醇16份、玉米淀粉13份、魔芋粉13份、壳聚糖12份、葡甘聚糖11份、硼砂11份、氧化铝3份、氢氧化钠8份、硫酸镁6份、硫酸铁6份。
一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，包含以下步骤：
(1)胶黏剂基体制备：将玉米淀粉和魔芋粉混合，向其中加入去离子水，混合物总质量:去离子水体积为1:3，搅拌混匀后，加热至60℃，边加热边搅拌，即得胶黏剂基体；
(2)第一改性剂制备：将氧化铝、硫酸镁和硫酸铁混合后研磨成粉，向其中加入质量分数为50％的硫酸，搅拌至完全溶解，即得第一改性剂；
(3)第二改性剂制备：将壳聚糖和葡甘聚糖混合后加热，温度为112℃，完全糊化后向其中加入质量分数为13％的氢氧化钠水溶液，搅拌至完全混匀，其中混合物总质量:氢氧化钠水溶液体积为1:1；
(4)第一次改性：向胶黏剂基体中加入聚乙烯醇，在温度为95℃条件下反应，搅拌速度为150r/min，至聚乙烯醇完全溶解后，降温至60℃，保温25分钟；向其中添加第一改性剂，并将温度升高至85℃，反应35分钟；
(5)第二次改性：向经第一次改性后的产物中加入第二改性剂，在温度为45℃条件下反应，搅拌速度为100r/min，反应结束后升温至75℃，保温25分钟；
(6)出料：向经第二次改性后的产物中加入硼砂，升温至85℃反应15分钟，即可制得，降温出料，收集产物。
实施例2
一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂，由以下组分按重量份数配比制成：聚乙烯醇28份、玉米淀粉21份、魔芋粉20份、壳聚糖22份、葡甘聚糖15份、硼砂17份、氧化铝8份、氢氧化钠14份、硫酸镁14份、硫酸铁13份。
一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，包含以下步骤：
(1)胶黏剂基体制备：将玉米淀粉和魔芋粉混合，向其中加入去离子水，混合物总质量:去离子水体积为1:5，搅拌混匀后，加热至70℃，边加热边搅拌，即得胶黏剂基体；
(2)第一改性剂制备：将氧化铝、硫酸镁和硫酸铁混合后研磨成粉，向其中加入质量分数为63％的硫酸，搅拌至完全溶解，即得第一改性剂；
(3)第二改性剂制备：将壳聚糖和葡甘聚糖混合后加热，温度为128℃，完全糊化后向其中加入质量分数为20％的氢氧化钠水溶液，搅拌至完全混匀，其中混合物总质量:氢氧化钠水溶液体积为1:2；
(4)第一次改性：向胶黏剂基体中加入聚乙烯醇，在温度为102℃条件下反应，搅拌速度为200r/min，至聚乙烯醇完全溶解后，降温至65℃，保温38分钟；向其中添加第一改性剂，并将温度升高至92℃，反应49分钟；
(5)第二次改性：向经第一次改性后的产物中加入第二改性剂，在温度为58℃条件下反应，搅拌速度为150r/min，反应结束后升温至75℃，保温42分钟；
(6)出料：向经第二次改性后的产物中加入硼砂，升温至98℃反应26分钟，即可制得，降温出料，收集产物。
实施例3
一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂，由以下组分按重量份数配比制成：聚乙烯醇35份、玉米淀粉28份、魔芋粉26份、壳聚糖27份、葡甘聚糖19份、硼砂22份、氧化铝11份、氢氧化钠19份、硫酸镁17份、硫酸铁18份。
一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，包含以下步骤：
(1)胶黏剂基体制备：将玉米淀粉和魔芋粉混合，向其中加入去离子水，混合物总质量:去离子水体积为1:6，搅拌混匀后，加热至75℃，边加热边搅拌，即得胶黏剂基体；
(2)第一改性剂制备：将氧化铝、硫酸镁和硫酸铁混合后研磨成粉，向其中加入质量分数为75％的硫酸，搅拌至完全溶解，即得第一改性剂；
(3)第二改性剂制备：将壳聚糖和葡甘聚糖混合后加热，温度为136℃，完全糊化后向其中加入质量分数为25％的氢氧化钠水溶液，搅拌至完全混匀，其中混合物总质量:氢氧化钠水溶液体积为1:3；
(4)第一次改性：向胶黏剂基体中加入聚乙烯醇，在温度为108℃条件下反应，搅拌速度为300r/min，至聚乙烯醇完全溶解后，降温至70℃，保温50分钟；向其中添加第一改性剂，并将温度升高至98℃，反应60分钟；
(5)第二次改性：向经第一次改性后的产物中加入第二改性剂，在温度为65℃条件下反应，搅拌速度为200r/min，反应结束后升温至75℃，保温50分钟；
(6)出料：向经第二次改性后的产物中加入硼砂，升温至105℃反应30分钟，即可制得，降温出料，收集产物。
对实施例1～3制备获得的复合改性环保型金属波纹管胶黏剂进行检测，结果如下表所示：

Claims (9)

1.一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂，其特征在于，由以下组分按重量份数配比制成：聚乙烯醇16～35份、玉米淀粉13～28份、魔芋粉13～26份、壳聚糖12～27份、葡甘聚糖11～19份、硼砂11～22份、氧化铝3～11份、氢氧化钠8～19份、硫酸镁6～17份、硫酸铁6～18份。
2.根据权利要求1所述的一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂，其特征在于，由以下组分按重量份数配比制成：聚乙烯醇28份、玉米淀粉21份、魔芋粉20份、壳聚糖22份、葡甘聚糖15份、硼砂17份、氧化铝8份、氢氧化钠14份、硫酸镁14份、硫酸铁13份。
3.权利要求1所述的一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)胶黏剂基体制备：将玉米淀粉和魔芋粉混合，向其中加入去离子水，混合物总质量:去离子水体积为1:3～6，搅拌混匀后，加热至60～75℃，边加热边搅拌，即得胶黏剂基体；
(2)第一改性剂制备：将氧化铝、硫酸镁和硫酸铁混合后研磨成粉，向其中加入质量分数为50～75％的硫酸，搅拌至完全溶解，即得第一改性剂；
(3)第二改性剂制备：将壳聚糖和葡甘聚糖混合后加热，温度为112～136℃，完全糊化后向其中加入质量分数为13～25％的氢氧化钠水溶液，搅拌至完全混匀，其中混合物总质量:氢氧化钠水溶液体积为1:1～3；
(4)第一次改性：向胶黏剂基体中加入聚乙烯醇，在温度为95～108℃条件下反应，搅拌速度为150～300r/min，至聚乙烯醇完全溶解后，降温至60～70℃，保温25～50分钟；向其中添加第一改性剂，并将温度升高至85～98℃，反应35～60分钟；
(5)第二次改性：向经第一次改性后的产物中加入第二改性剂，在温度为45～65℃条件下反应，搅拌速度为100～200r/min，反应结束后升温至75℃，保温25～50分钟；
(6)出料：向经第二次改性后的产物中加入硼砂，升温至85～105℃反应15～30分钟，即可制得，降温出料，收集产物。
4.根据权利要求3所述的一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)胶黏剂基体制备：将玉米淀粉和魔芋粉混合，向其中加入去离子水，混合物总质量:去离子水体积为1:5，搅拌混匀后，加热至70℃，边加热边搅拌，即得胶黏剂基体。
5.根据权利要求3所述的一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)第一改性剂制备：将氧化铝、硫酸镁和硫酸铁混合后研磨成粉，向其中加入质量分数为63％的硫酸，搅拌至完全溶解，即得第一改性剂。
6.根据权利要求3所述的一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)第二改性剂制备：将壳聚糖和葡甘聚糖混合后加热，温度为128℃，完全糊化后向其中加入质量分数为20％的氢氧化钠水溶液，搅拌至完全混匀，其中混合物总质量:氢氧化钠水溶液体积为1:2。
7.根据权利要求3所述的一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)第一次改性：向胶黏剂基体中加入聚乙烯醇，在温度为102℃条件下反应，搅拌速度为200r/min，至聚乙烯醇完全溶解后，降温至65℃，保温38分钟；向其中添加第一改性剂，并将温度升高至92℃，反应49分钟。
8.根据权利要求3所述的一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)第二次改性：向经第一次改性后的产物中加入第二改性剂，在温度为58℃条件下反应，搅拌速度为150r/min，反应结束后升温至75℃，保温42分钟。
9.根据权利要求3所述的一种复合改性环保型金属波纹管胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤(6)出料：向经第二次改性后的产物中加入硼砂，升温至98℃反应26分钟，即可制得，降温出料，收集产物。
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