CN107858124A - 一种环保型水性胶黏剂主胶,汽车方向盘成型工艺用环保型水性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水性胶黏剂主胶,汽车方向盘成型工艺用环保型水性胶黏剂及其制备方法,本方案环保型水性胶黏剂主胶由水性聚氨酯分散体及水性胶乳反应制得;而该环保型水性胶黏剂由环保型水性胶黏剂主胶与固化剂双组份搭配构成,其中主胶与固化剂质量搭配比例为100:1‑100:5。本方案构成的环保型水性胶黏剂可应用于方向盘成型工艺,可有效解决方向盘成型工艺通过使用溶剂型胶黏剂导致的成件VOC测试、气味测试难以达标的问题;并解决方向盘成型工艺采用溶剂型胶黏剂生产所带来的车间气味重、火灾隐患大、对生产工人身体危害大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及胶黏剂,具体涉及水性胶黏剂技术。
背景技术
方向盘成型的典型工艺是:方向盘骨架(镁铝合金)铸造成型→放入模具中固定→PU发泡→得到镁铝合金骨架外周包覆有PU软泡的骨架→PU面打磨处理→将皮四边缝合定位于包覆了PU软泡的骨架上→骨架及皮上刷胶→室温晾置一段时间→缝线→微调(对位不准的地方扒开重贴、凹面区域起泡需要重新加热按压贴实)→将接口处按入凹缝中→后续上装→成型。
汽车方向盘成型工艺中骨架与皮的粘接工序,目前普遍使用溶剂型胶黏剂,以氯丁胶、SBS胶为主。这类胶中含有有地溶剂(如甲苯),在成件后很长一段时间内,夹在其中的有机溶剂难以完全挥发,这会导致成件的VOC测试及气味等级测试不过关。并且在使用过程中会缓慢释放出有机溶剂,影响司乘人员健康。
再者,溶剂型胶黏剂在生产过程中存在较多的问题:生产车间溶剂气味重 (在高温环境下,如夏天尤为明显)、安全隐患大(溶剂型胶黏剂易燃)、对车间生产工人的身体健康十分不利。
发明内容
针对现有汽车方向盘成型工艺中采用溶剂型胶黏剂存在机溶剂难以挥发, VOC排放超标,不环保的问题,需要一种环保且安全的汽车方向盘成型工艺用胶黏剂。
为此,本发明的目的在于提供一种环保型水性胶黏剂主胶,汽车方向盘成型工艺用环保型水性胶黏剂及其制备方法,可显著降低汽车方向盘成件的VOC 排放。
为了达到上述目的,本发明提供的环保型水性胶黏剂主胶由水性聚氨酯分散体及水性胶乳反应制得。
优选的,所述主胶由包括如下重量份的组分:
水性聚氨酯树脂分散体 100-300份
水性胶乳 700-900份
水性增稠剂 0.5-1份。
优选的,所述水性聚氨酯树脂分散体,为聚酯类前体合成制得。
优选的,所述水性胶乳为水性聚丙烯酸树脂、水性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、水性丙烯-甲基丙烯酸共聚物中的一种或几种。
优选的,所述水性增稠剂为羧甲基纤维素、缔合型增稠剂中的一种。
为了达到上述目的,本发明提供的环保型水性胶黏剂主胶的制备方法,包括:
按比例将水性聚氨酯分散体与水性胶乳相混合,并在300-500r/min转速下搅拌10-20min;
将转速提升至700-1000r/min,后以1-4滴/秒的速度缓慢滴加水性增稠剂;
加毕在700-1000r/min转速下继续搅拌30-60min;
测试粘度,当粘度在6000-8000mPa.s范围内停止搅拌,用100目滤网进行过滤,即得到环保型水性胶黏剂主胶。
为了达到上述目的,本发明提供的汽车方向盘成型工艺用环保型水性胶黏剂,由上述环保型水性胶黏剂主胶及固化剂搭配构成,且主胶与固化剂的质量搭配比例为100:1-100:5。
优选的,所述固化剂为水性异氰酸酯类固化剂。
优选的,所述水性异氰酸酯类固化剂为MDI三元共聚物、TDI三元共聚物、HDI三元共聚物中的一种或几种。
为了达到上述目的,本发明提供的汽车方向盘成型工艺用环保型水性胶黏剂的制备方法,其按100:1-100:5质量比的比例将主胶与固化剂混合,在500r/min转速下搅拌5min均匀得到水性胶黏剂。
本发明提供的专门应用于汽车方向盘成型工艺的环保型水性胶黏剂,与传统的溶剂型胶黏剂相比,该环保型的水性胶黏剂可显著降低汽车方向盘成件的VOC排放、提高成件的气味等级、改善生产车间环境质量、提高生产工艺的环保性。
再者,本发明提供的环保型水性胶黏剂还能够显著降低上胶车间的气味,并消除了溶剂型胶黏剂生产工艺固有的火宅隐患。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实例,进一步阐述本发明。
本方案设计并合成一种环保型水性胶黏剂,用于替代现有方向盘成型工艺中使用的溶剂型胶黏剂,以解决现有成件VOC排放超标,VOC测试、气味测试难以达标的问题。
本方案提供的环保型水性胶黏剂主要由环保型水性胶黏剂主胶和固化剂搭配构成。
其中,环保型水性胶黏剂主胶由水性聚氨酯分散体及水性胶乳混合制得。该胶黏剂具有低VOC排放、低气味、无污染的环保特性,能够运用在汽车方向盘上,针对PU软泡和皮革基材进行粘接,能够满足耐高温、耐低温、高低温循环和高湿度情况下的使用。
据此的,本环保型水性胶黏剂主胶具体由如下重量份的组分构成:
水性聚氨酯树脂分散体 100-300份;
水性胶乳 700-900份;
水性增稠剂 0.5-1份。
在此基础上,本方案还提供了具有协同作用的环保型水性胶黏剂主胶的具体配方:
其中,水性聚氨酯树脂分散体可以赋予水性胶黏剂的粘接强度、耐高温、耐低温、耐水性、耐溶剂等性能,能够保证上胶后的方向盘成件顺利通过各项粘接性能和各种耐候性的测试。
本方案中的水性胶乳为水性聚丙烯酸树脂、水性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、水性丙烯-甲基丙烯酸共聚物中的一种或几种。通过该水性胶乳能够有效提升水性胶黏剂良好的初粘性能、反复粘接的性能,可以保证生产工人在使用该水性胶粘接皮革时的加工质量,避免皮革脱离、弹开,使工人具有操作空间,可以反复修整粘接不整齐的位置,达到质量要求。
本方案中的水性增稠剂为羧甲基纤维素、缔合型增稠剂中的一种。通过该水性增稠剂可以有效的提高水性胶的粘度,防止胶水粘度过小,刷涂在方向盘上会产生流淌现象,使得用胶量上升,造成成本损失。
针对由上述组分按照相应配比构成的环保型水性胶黏剂主胶,本方案还提供对应的合成方法,该合成方法包括以下步骤:
(1)将100-300重量份的水性聚氨酯分散体与700-900重量份的水性胶乳相混合,并在300-500r/min转速下搅拌10-20min;
(2)接着将转速提升至700-1000r/min,后以1-4滴/秒(这里优选2滴/ 秒)的速度缓慢滴加水性增稠剂,共加入0.5-1重量份的水性增稠剂;
(3)加毕再700-1000r/min转速下继续搅拌30-60min;
(4)接着测试粘度,当粘度在6000-8000mPa.s范围内即可停止搅拌,用 100目滤网进行过滤,即得到环保型水性胶黏剂主胶,共计得到800-1200重量份的环保型水性胶黏剂主胶,收率为91-97%。
由上可知,本环保型水性胶黏剂主胶中不包含有机溶剂,其在生产过程中不会产生溶剂气味,并且安全性高。
基于上述方案合成的环保型水性胶黏剂主胶,其与固化剂之间按照 100:1-100:5的质量搭配比例来构成双组份搭配使用的环保型水性胶黏剂,用于汽车方向盘成型工艺。
这里的固化剂优选水性异氰酸酯类固化剂,优选异氰酸酯三元共聚物类, 具体为MDI三元共聚物、TDI三元共聚物、HDI三元共聚物中的一种或几种。这里采用的水性异氰酸酯类固化剂可以和水性胶、基材中的活泼氢反应,形成化学键合,使粘接胶层后期的粘接强度、耐热性、抗水解等各项性能有较大提高。
针对上述的双组份搭配使用的环保型水性胶黏剂,其在汽车方向盘成型工艺中的使用过程如下:
1)将上述生产主胶与固化剂按100:1-100:5质量比称量、混合。
2)在450-600r/min转速下搅拌3-7min均匀得到环保型水性胶黏剂。
3)将打磨处理后的骨架外固定好超纤皮革。
4)用干净的刷子将配好的水性胶黏剂刷于骨架及超纤皮上,骨架直径33cm 的盘体每套上水性胶黏剂25-40g。
5)室温晾置20min。
6)将2000W热风枪预热30s,后对胶面进行加热,至盘体微微发烫即可。
7)趁热将皮与骨架进行包覆,对位不准可以扒开重包。
8)缝线、修边、后续上装。
9)成型。
由此构成的环保型水性胶黏剂,其与传统溶剂型胶黏剂综合性能对照如下表所示:
测试项目 | 环保型水性胶黏剂 | 传统溶剂型胶黏剂 |
VOC测试【注1】 | 合格 | 不合格(苯类溶剂超标) |
气味等级测试【注2】 | 合格 | 3级 |
贴合牢度测试【注3】 | PU软泡表层材料破坏 | PU软泡表面材料破坏 |
高低温循环测试【注4】 | 循环7周不弹开 | 循环7周不弹开 |
上胶车间气味【注5】 | 无气味 | 很重的溶剂气味 |
阻燃测试【注6】 | 不可燃 | 易燃 |
【注1】:VOC测试,不同的主机厂具体测试方法及合格标准不同,通常将成件外送至第三方检测公司,由第三方检测公司根据主机厂要求的测试方法及合格标准进行测试。该处测试结果涵盖了至少三家主机厂测试标准的测试结果。
【注2】:气味等级测试,不同的主机厂具体测试方法及合格标准不同,通常是将成件外送至第三方检测公司,由第三方检测公司根据主机厂要求的测试方法及合格标准进行测试。该处测试结果涵盖了至少三家主机厂测试标准的测试结果。
【注3】:贴合牢度测试,通常测试胶水的贴合牢度的方法是将皮切开然后手扒,通过观察骨架外PU表层的破坏情况判定贴合牢度,一般PU表层破坏即视为粘接牢度合格。
【注4】:高低温循环测试,方法为,将成件放在高低温循环测试仪中,以一段时间的持续高温和一段时间的持续低温构成一次循环。不同的主机厂具体测试方法及合格标准大体相同,通常是将成件外送至第三方检测公司,由第三方检测公司根据主机厂要求的测试方法及合格标准进行测试。该处测试结果涵盖了至少三家主机厂测试标准的测试结果。
【注5】:上胶车间气味,其测试结果来源于生产工人的普遍调研统计。
【注6】:阻燃测试,测试方法是直接取胶样进行点燃,通过观察是否易燃判定胶黏剂的阻燃情况。
由上可知,用本方案提供的方法制作的环保型水型胶黏剂及生产工艺生产的方向盘,能够在保证基本的粘接强度(贴合牢度测试、高低温循环测试)前体下,从根本上解决采用溶剂型胶黏剂生产得到的成件VOC测试及气味等级测试不达标的问题。
同时,采用本环保型水性胶黏剂能够还显著降低上胶车间的气味,并消除了溶剂型胶黏剂生产工艺固有的火宅隐患。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准,则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例1:
本实例提供一种汽车方向盘成型工艺用环保型水性胶黏剂,其由如下重量份的物料制成:
该环保型水性胶黏剂的具体合成方法如下:
1、将120重量份的水性聚氨酯分散体与880重量份的水性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物相混合,并在500r/min转速下搅拌10min;
2、接着将转速提升至1000r/min,并以2滴/秒的速度缓慢滴加,共加入 0.65重量份的缔合型增稠剂。
3、加毕在1000r/min转速下继续搅拌30min,测试粘度值为6800mPa.s,停止搅拌,用100目滤网进行过滤,共得到966重量份的环保型水性胶黏剂主胶,收率为97%。
4.接着将经过步骤1-3生产的环保型水性胶黏剂主胶与55重量份的水性 TDI三元共聚物类固化剂混合;
5、接着在500r/min转速下搅拌5min,即得到该款环保型水性胶黏剂。
基于得到的环保型水性胶黏剂,按照前述正常工艺进行生产,从10件成件中随机抽取3件,编号为A1、A2、A3,其测试结果如下所示:
测试项目 | A1 | A2 | A3 |
VOC测试(吉利标准) | 合格 | 合格 | 合格 |
气味等级测试(吉利标准) | 7级 | 8级 | 7级 |
贴合牢度测试 | PU软泡破坏 | PU软泡破坏 | PU软泡破坏 |
高低温循环测试 | 循环7周不弹开 | 循环7周不弹开 | 循环7周不弹开 |
涂胶车间气味 | 无气味 | 无气味 | 无气味 |
阻燃效果 | 不可燃 | 不可燃 | 不可燃 |
实施例2:
本实例提供一种汽车方向盘成型工艺用环保型水性胶黏剂,该环保型水性胶黏剂由如下重量份的物料制成:
该环保型水性胶黏剂的具体合成方法如下:
1、将215重量份的水性聚氨酯分散体与785重量份的水性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物相混合,并在500r/min转速下搅拌10min;
2、接着,将转速提升至900r/min,并以2滴/秒的速度缓慢滴加,共加入 0.74重量份的缔合型增稠剂;
3、加毕在880r/min转速下继续搅拌30min,测试粘度值为7620mPa.s,停止搅拌,用100目滤网进行过滤,共得到942重量份的环保型水性胶黏剂主胶,收率为94%;
4、接着将经过步骤1-3生产的环保型水性胶黏剂主胶与68重量份的水性 MDI三元共聚物类固化剂混合,在500r/min转速下搅拌5min,即得到该款环保型水性胶黏剂。
基于得到的环保型水性胶黏剂,按照前述正常工艺进行生产,从10件成件中随机抽取3件,编号为B1、B2、B3,其测试结果如下所示:
测试项目 | A1 | A2 | A3 |
VOC测试(吉利标准) | 合格 | 合格 | 合格 |
气味等级测试(吉利标准) | 8级 | 8级 | 7级 |
贴合牢度测试 | PU软泡破坏 | PU软泡破坏 | PU软泡破坏 |
高低温循环测试 | 循环7周不弹开 | 循环7周不弹开 | 循环7周不弹开 |
涂胶车间气味 | 无气味 | 无气味 | 无气味 |
阻燃效果 | 不可燃 | 不可燃 | 不可燃 |
实施例3:
本实例提供一种汽车方向盘成型工艺用环保型水性胶黏剂,该环保型水性胶黏剂由如下重量份的物料制成:
如此组分的环保型水性胶黏剂的具体合成方法如下:
1、将270重量份的水性聚氨酯分散体与730重量份的水性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物相混合,并在500r/min转速下搅拌10min;
2、接着将转速提升至800r/min,并以2滴/秒的速度缓慢滴加,共加入0.88 重量份的缔合型增稠剂;
3、加毕在800r/min转速下继续搅拌30min,测试粘度值为8440mPa.s,停止搅拌,用100目滤网进行过滤,共得到971重量份的环保型水性胶黏剂主胶,收率为97%。
4、接着将经过步骤1-3生产的环保型水性胶黏剂主胶与84重量份的水性 MDI三元共聚物类固化剂混合,在500r/min转速下搅拌5min,即得到该款环保型水性胶黏剂。
基于得到的环保型水性胶黏剂,按照前述正常工艺进行生产,从10件成件中随机抽取3件,编号为C1、C2、C3,其测试结果如下所示:
测试项目 | C1 | C2 | C3 |
VOC测试(吉利标准) | 合格 | 合格 | 合格 |
气味等级测试(吉利标准) | 7级 | 7级 | 7级 |
贴合牢度测试 | PU软泡破坏 | PU软泡破坏 | PU软泡破坏 |
高低温循环测试 | 循环7周不弹开 | 循环7周不弹开 | 循环7周不弹开 |
涂胶车间气味 | 无气味 | 无气味 | 无气味 |
阻燃效果 | 不可燃 | 不可燃 | 不可燃 |
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种环保型水性胶黏剂主胶,其特征在于,由水性聚氨酯分散体及水性胶乳反应制得。
2.根据权利要求1所述的环保型水性胶黏剂主胶,其特征在于,所述主胶由包括如下重量份的组分:
水性聚氨酯树脂分散体 100-300份
水性胶乳 700-900份
水性增稠剂 0.5-1份。
3.根据权利要求2所述的环保型水性胶黏剂主胶,其特征在于,所述水性聚氨酯树脂分散体,为聚酯类前体合成制得。
4.根据权利要求2所述的环保型水性胶黏剂主胶,其特征在于,所述水性胶乳为水性聚丙烯酸树脂、水性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、水性丙烯-甲基丙烯酸共聚物中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的环保型水性胶黏剂主胶,其特征在于,所述水性增稠剂为羧甲基纤维素、缔合型增稠剂中的一种。
6.一种环保型水性胶黏剂主胶的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
按比例将水性聚氨酯分散体与水性胶乳相混合,并在300-500r/min转速下搅拌10-20min;
将转速提升至700-1000r/min,后以1-4滴/秒的速度缓慢滴加水性增稠剂;
加毕在700-1000r/min转速下继续搅拌30-60min;
测试粘度,当粘度在6000-8000mPa.s范围内停止搅拌,用100目滤网进行过滤,即得到环保型水性胶黏剂主胶。
7.汽车方向盘成型工艺用环保型水性胶黏剂,其特征在于,所述环保型水性胶黏剂由权利要求1-5中任一项所述的环保型水性胶黏剂主胶及固化剂搭配构成,且主胶与固化剂的质量搭配比例为100:1-100:5。
8.根据权利要求7所述的环保型水性胶黏剂,其特征在于,所述固化剂为水性异氰酸酯类固化剂。
9.根据权利要求8所述的环保型水性胶黏剂,其特征在于,所述水性异氰酸酯类固化剂为MDI三元共聚物、TDI三元共聚物、HDI三元共聚物中的一种或几种。
10.一种汽车方向盘成型工艺用环保型水性胶黏剂的制备方法,其特征在于,按100:1-100:5质量比的比例将权利要求1-5中任一项所述的环保型水性胶黏剂主胶与固化剂混合,在500r/min转速下搅拌5min均匀得到水性胶黏剂。
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