CN107974230A - 一种立粘型免钉胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立粘型免钉胶，选用特种硅烷改性聚合物树脂，添加纳米钙、纳米气相二氧化硅、玄武岩纤维、纳米颜料及耐候助剂、辛酸亚锡、十二胺等材料，经双行星真空搅拌工艺制备而成，本发明产品初粘力良好，达到立面立粘快用效果，解决了现有产品抗剪不足，无法保证立面粘接立粘快用要求，粘接胶面具有良好的强度和韧性，粘接牢靠耐久，本发明产品制备工艺简便、高效，使用方法快捷、可靠，整体技术具有良好的经济社会效益。

Description

一种立粘型免钉胶

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂其制备工艺，具体涉及一种立粘型免钉胶，属于建筑行业密封胶粘技术领域。

背景技术

免钉胶主要用于粘接固定木材、金属、水泥板、塑料、瓷砖、玻璃、石膏板、装饰板以及各种木线、门套线、装饰挂件等，取代传统钉子、螺栓、钻孔甚至是焊接等传统固定方式，具有粘接方便，减少施工噪音和粉尘污染减轻对结构材料的损坏等，得到市场认可和使用者的普遍欢迎。

依据采用的聚合物树脂类型，现有免钉胶主要有环氧树脂系胶粘剂、不饱和聚酯胶粘剂、 聚醋酸乙烯树脂胶粘剂、橡胶弹性体-增粘树脂胶粘剂、MS硅烷改性树脂胶粘剂等。环氧树脂胶粘剂具有很高的粘接强度、内聚强度高，但其耐候性差、粘接部位脆性高，难以持久可靠；不饱和聚酯粘接剂，固化速度快、价格低廉、便于操作，但其粘接力差，收缩率大，胶体内应力高，附着力不强；聚醋酸乙烯树脂胶粘剂和橡胶弹性体-增粘树脂胶粘剂虽然粘结强度高，施工方便，应用范围广，但有机溶剂含量高，VOC排放量大，损害人体健康和社会环境，且使用几年后就会出现翘板、开裂等粘接失效问题。

广东新展申请发明（申请号201510055688.8）公开了一种免钉胶及其制备方法，采用端硅烷基改性聚醚。产品无挥发性溶剂成分，环保无危害，具有固速快、力学性能、黏附性能良好；广州白云发明专利（ZL201410857628.3）公开一种环保型免钉胶及其制备方法，采用选用特定结构特征的硅烷改性聚醚聚合物，与甲基MQ硅树脂和增塑剂进行配合，制备得到具有良好力学性能，环境友好的免钉胶，24h标态拉伸剪切强度达到1.6-1.9MPa；广州集泰申请发明（申请号201610393296.7）公开了一种不含有机锡的环保高强度免钉胶及其制备方法，采用硅烷封端聚合物、增强树脂，制得初粘力大、固化快、强度高，取得良好胶粘效果。

目前市场上现有免钉胶对一些轻型部件粘接、平面吸顶粘接或粘接后可方便长时间固定（或辅助固定）的粘接作业都起到了良好粘接效果，但是对一些较重部件、立面粘接或不便于长时间固定粘接作业，现有产品则无法保证立粘，更无法在粘接后短时间内（如0.5h或1h后）承受外力，现有免钉胶产品也没有提供便捷可靠的粘接作业细则及维护处理措施。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，选用特定硅烷改性聚合物树脂，添加纳米钙、纳米气相二氧化硅、玄武岩纤维、纳米颜料及耐候助剂、辛酸亚锡、十二胺等材料，经双行星真空搅拌工艺制备而成，产品初粘力良好，达到立面立粘快用效果，解决了现有产品抗剪不足，无法保证立面粘接立粘快用要求，粘接胶面具有良好的强度和韧性，粘接牢靠耐久，制备工艺简便、高效，使用方法快捷、可靠。

本发明解决现有技术问题的方案如下：1、一种立粘型免钉胶，采用日本钟渊化工株式会社（钟化KANEKA）生产的MS硅烷改性聚醚树脂制备而成，其特征在于：以MS硅烷改性聚醚树脂SAX400为主原料，辅助添加了玄武岩短切纤维、纳米级助剂与填料，原料中不含除水剂、不添加表面促进剂、不用增粘树脂以及不使用重钙；其具体原料组成及重量份为：

硅烷改性聚合物树脂SAX400 30-40份

纳米碳酸钙 30-50份

纳米气相二氧化硅 3-5份

增塑剂 5-10份

紫外光吸收剂 0.2-1份

光稳定剂 0.2-1份

抗氧化剂 0.2-1份

玄武岩短切纤维 0.1-0.3份

辛酸亚锡 1-5份

十二胺 0.1-2份

颜料 0.2-10份。

作为所述的一种立粘型免钉胶的优选方案，所述立粘型免钉胶中还含有0.1-2份的乙酸乙酯预混溶液；

所述乙酸乙酯预混溶液是在重量份为100份的分析纯乙酸乙酯溶剂中，加入0.1质量份的原乙酸三甲酯、0.01质量份的酸性甲醇，混合均匀后密封静置2h后，称量备用；上述酸性甲醇是指含有0.1%氯化氢的甲醇溶液。

作为所述的一种立粘型免钉胶的优选方案，所述颜料优先选择纳米碳黑或纳米钛白粉或纳米氧化铁，包括现有其他色相的纳米级颜料，当然要保证具有良好的耐候性和相容性。

作为所述的一种立粘型免钉胶的优选方案，所述玄武岩短切纤维优选长度小于2mm的品种，可以根据客户及粘接材料要求，选用长度3-5mm，或更长的品种，用量可进一步优选0.1-0.13份。

作为所述的一种立粘型免钉胶的优选方案，所述增塑剂可选择现有通用增塑剂，为保证产品绿色环保，优选聚醚多元醇、环氧类增塑剂等环保类型产品。

一种所述一种立粘型免钉胶的制备方法，采用带有加热、冷却以及真空装置的双行星搅拌机进行制备，其步骤如下：

第一步 将纳米碳酸钙、纳米气相二氧化硅、紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、玄武岩短切纤维以及颜料，分别在70℃、真空度-0.09MPa条件下，干燥1h以上备用，同时将双行星搅拌机清洁、烘干后备用；

第二步 按配比称量干燥后的各原料，先将硅烷改性聚合物树脂SAX400、增塑剂、纳米气相二氧化硅加入双行星搅拌机内，真空条件下搅拌10Hz、分散20Hz低速搅拌5min，然后停机，再依次加入纳米碳酸钙、颜料、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂，真空条件下加热至70-80℃，搅拌20±3Hz、分散45±3Hz下高速混合1-2h，至粉料均匀分散、膏体均匀细致；

第三步 加入玄武岩短切纤维，开冷却水，真空条件下，搅拌10-15Hz、分散20-30Hz下中速混合0.5h-1h，至物料温度下降到40℃以下；

第四步 加入辛酸亚锡及十二胺，保持冷却水，真空条件下搅拌20±3Hz、分散45±3Hz下高速混合0.05-0.1h，保持物料温度在40℃以下；

第五步 关闭冷却水、真空，出料、灌装，即得成品；

上述制备步骤中，每一步添加原料的操作以及出料、灌装，均对双行星搅拌机内的物料采用干燥、室温的氮气进行充填保护，使物料与外界空气隔离。

一种所述的所述一种立粘型免钉胶的制备方法，采用带有加热、冷却以及真空装置的双行星搅拌机进行制备，其步骤如下：

第一步 将纳米碳酸钙、纳米气相二氧化硅、紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、玄武岩短切纤维以及颜料，分别在70℃、真空度-0.09MPa条件下，干燥1h以上备用，同时将双行星搅拌机清洁、烘干后备用；

第二步 按配比称量干燥后的各原料，先将硅烷改性聚合物树脂SAX400、增塑剂、纳米气相二氧化硅加入双行星搅拌机内，真空条件下搅拌10Hz、分散20Hz低速搅拌5min，然后停机，再依次加入纳米碳酸钙、颜料、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂，真空条件下加热至70-80℃，搅拌20±3Hz、分散45±3Hz下高速混合1-2h，至粉料均匀分散、膏体均匀细致；

第三步 加入玄武岩短切纤维，开冷却水，真空条件下，搅拌10-15Hz、分散20-30Hz下中速混合0.5h-1h，至物料温度下降到40℃以下；

第四步 加入辛酸亚锡及十二胺，保持冷却水，真空条件下搅拌20±3Hz、分散45±3Hz下高速混合0.05-0.1h，保持物料温度在40℃以下；

第五步 关闭冷却水、真空，出料、灌装，即得成品；

所述的0.1-2质量份的乙酸乙酯预混溶液，在第四步完成后、第五步开始前加入，保持冷却水，真空条件下搅拌20±3Hz、分散45±3Hz下高速混合3-5min，保持物料温度在40℃以下；

上述制备步骤中，每一步添加原料的操作以及出料、灌装，均对双行星搅拌机内的物料采用干燥、室温的氮气进行充填保护，使物料与外界空气隔离。

一种所述一种立粘免钉胶的使用方法，使用步骤如下：

第一步 粘接面清洁，先将待粘接的基体和构件的粘接面清洁干净，不得含有明显的油、水或污物，必要时对粘接面进行打磨或拉毛处理；

第二步 在待粘接面上涂上一薄层底涂，厚度小于0.1mm，所用的底涂为市售的专用于改善硅烷改性聚合物密封剂粘接效果的底涂产品；

第三步 待底涂达到其技术要求的干燥时间后，在粘接面上均匀薄涂上所述立粘型免钉胶，厚度0.2-0.5mm，静置1-5min，立即对接、按压，完成粘接；

第四步 成品养护，粘接后1min内，可以对构件进行小幅度的转动、平移以微调修正对接方位、效果，但不得强力拉开；粘接5min后禁止任何的转动、平移，并防止意外碰撞，但可以雨淋，轻微受力；

第五步 使用，粘接24h后可以进行荷载、构件作业处理；

第六步 维护，如果粘接或使用过程中出现脱落、破损，可以用美工刀类薄的刀具将粘接胶层切开，残留的胶体采用刀具轻微刮除，露出清洁粘接面后，不需底涂，按照第三步直接涂胶、粘接即可；

第七步 清除与修复，当不需要粘接或需要清除去粘接构件时，采用美工刀类薄的刀具沿粘接面四周将粘接胶层切开，对残留的胶体用刀具类铲除，露出清洁的粘接面后，可以根据装饰需要对粘接面进行涂料或油漆的涂装处理。

本发明的有益效果如下：

由于硅烷改性聚合物树脂SAX400粘度大，填料用量及分散难度大，现有免钉胶产品基本不使用该树脂，前述广州白云专利也仅作辅助配料使用，本发明全部采用SAX400，通过优化补强填料用量、增强主剂品类，弃用常规的除水剂、表面促进剂、重钙等，排除其对初粘力的负面影响，同时增加玄武岩短切纤维、乙酸乙酯混合溶液调剂等多种创新措施，保证了产品质量性能及立粘效果；辛酸亚锡、十二胺根据客户需求和环境温度，可以调整用量控制产品表干时间，满足不同季节和环境温度需要。本产品打破室内胶一般不采用耐候助剂的惯例，全面添加紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧剂，提高了产品耐光、耐热能力，保证粘接经久牢靠。

本发明产品初粘力良好，经采用国家现有标准检测，初粘剪切强度达到1.5MPa，24h标态2.0-2.5MPa、48h标态3.5-4.0MPa，7d标态4.5-5.5MPa，下垂度0mm；拉伸强度24h标态2.2-2.8MPa、7d标态5.0-6.5MPa，实现立面立粘快用效果，添加耐久助剂，保证粘接胶面具有耐久性，粘接牢靠持久。本发明产品及技术立粘效果和主要评价指标优于现有技术，取得了显著效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1-4：

实施例1-4的立粘型免钉胶的原料组成及其重量份见表1。所用硅烷改性聚合物树脂SAX400，简称SAX400，购买于日本钟化株式会社，其他材料也均为市售的现有技术产品。

表1 实施例1-4各原料组成及其重量份清单 单位：份

原料名称	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					SAX400	40	30	35	40
纳米碳酸钙	40	50	40	30
					增塑剂	4	5	4	3
纳米气相二氧化硅	5	5	8	10
					紫外光吸收剂	0.2	1	0.5	0.7
光稳定剂	0.2	1	0.5	0.7
					抗氧化剂	0.2	1	0.5	0.7
玄武岩短切纤维	0.1	0.3	0.2	0.13
					辛酸亚锡	1	4	5	3
十二胺	0.1	1	0.2	1.5
					纳米炭黑	0.2	1.2	0	0
纳米氧化铁	0	0	6	0
					纳米钛白粉	9	0	0	10
乙酸乙酯混合液	0	0.5	0.1	0.27

按照本发明前述的生产步骤，制备实施例1-4的产品，按照相关国家标准测试方法要求制样和检测，实施例产品检测数据及与现有技术对比情况，见表2。

表2实施例1- 4产品检测数据与现有技术对比情况

备注：表2中“/”表示现有技术未提供相关数据。

经表2数据对比可见，本发明产品不仅可实现立面立粘效果，其产品初粘性能、粘接可靠性等显著超过了现有技术，达到了预期目标，具有明显的市场竞争力。

Claims (8)

1. 一种立粘型免钉胶，采用日本钟化MS硅烷改性聚醚树脂制备而成，其特征在于：以硅烷改性聚醚树脂SAX400为主原料，辅助添加了玄武岩短切纤维、纳米级助剂与填料，原料中不含除水剂、不添加表面促进剂、不用增粘树脂以及不使用重钙；其各原料组成及重量份为：

MS硅烷改性聚醚树脂SAX400 30-40份

纳米碳酸钙 30-50份

纳米气相二氧化硅 3-5份

增塑剂 5-10份

紫外光吸收剂 0.2-1份

光稳定剂 0.2-1份

抗氧化剂 0.2-1份

玄武岩短切纤维 0.1-0.3份

辛酸亚锡 1-5份

十二胺 0.1-2份

颜料 0.2-10份。

2.根据权利要求1所述的一种立粘型免钉胶，其特征在于：所述立粘型免钉胶中还含有0.1-2质量份的乙酸乙酯预混溶液；

所述乙酸乙酯预混溶液是指在重量份为100份的分析纯乙酸乙酯溶剂中，加入0.1质量份的原乙酸三甲酯、0.01质量份的酸性甲醇，混合均匀后密封静置2h后，称量备用；所述酸性甲醇是指含有0.1%氯化氢的甲醇溶液。

3.根据权利要求1或2所述的一种立粘型免钉胶，其特征在于所述颜料为纳米碳黑或纳米钛白粉或纳米氧化铁。

4.根据权利要求1或2所述的一种立粘型免钉胶，其特征在于所述玄武岩短切纤维长度小于2mm。

5.根据权利要求1或2所述的一种立粘型免钉胶，其特征在于所述增塑剂为聚醚多元醇或环氧类增塑剂。

6.一种如权利要求1所述一种立粘型免钉胶的制备方法，其特征在于：采用带有加热、冷却以及真空装置的双行星搅拌机进行制备，其步骤如下：

第一步 将纳米碳酸钙、纳米气相二氧化硅、紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、玄武岩短切纤维以及颜料，分别在70℃、真空度-0.09MPa条件下，干燥1h以上备用，同时将双行星搅拌机清洁、烘干后备用；

第二步 按配比称量干燥后的各原料，先将硅烷改性聚合物树脂SAX400、增塑剂、纳米气相二氧化硅加入双行星搅拌机内，真空条件下搅拌10Hz、分散20Hz低速搅拌5min，然后停机，再依次加入纳米碳酸钙、颜料、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂，真空条件下加热至70-80℃，搅拌20±3Hz、分散45±3Hz下高速混合1-2h，至粉料均匀分散、膏体均匀细致；

第三步 加入玄武岩短切纤维，开冷却水，真空条件下，搅拌10-15Hz、分散20-30Hz下中速混合0.5h-1h，至物料温度下降到40℃以下；

第四步 加入辛酸亚锡及十二胺，保持冷却水，真空条件下搅拌20±3Hz、分散45±3Hz下高速混合0.05-0.1h，保持物料温度在40℃以下；

第五步 关闭冷却水、真空，出料、灌装，即得成品；

上述制备步骤中，每一步添加原料的操作以及出料、灌装，均对双行星搅拌机内的物料采用干燥、室温的氮气进行充填保护，使物料与外界空气隔离。

7.一种如权利要求2所述的所述一种立粘型免钉胶的制备方法，其特征在于：采用带有加热、冷却以及真空装置的双行星搅拌机进行制备，其步骤如下：

第一步 将纳米碳酸钙、纳米气相二氧化硅、紫外吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、玄武岩短切纤维以及颜料，分别在70℃、真空度-0.09MPa条件下，干燥1h以上备用，同时将双行星搅拌机清洁、烘干后备用；

第二步 按配比称量干燥后的各原料，先将硅烷改性聚合物树脂SAX400、增塑剂、纳米气相二氧化硅加入双行星搅拌机内，真空条件下搅拌10Hz、分散20Hz低速搅拌5min，然后停机，再依次加入纳米碳酸钙、颜料、紫外光吸收剂、光稳定剂和抗氧化剂，真空条件下加热至70-80℃，搅拌20±3Hz、分散45±3Hz下高速混合1-2h，至粉料均匀分散、膏体均匀细致；

第三步 加入玄武岩短切纤维，开冷却水，真空条件下，搅拌10-15Hz、分散20-30Hz下中速混合0.5h-1h，至物料温度下降到40℃以下；

第四步 加入辛酸亚锡及十二胺，保持冷却水，真空条件下搅拌20±3Hz、分散45±3Hz下高速混合0.05-0.1h，保持物料温度在40℃以下；

第五步 关闭冷却水、真空，出料、灌装，即得成品；

所述的0.1-2质量份的乙酸乙酯预混溶液，在第四步完成后、第五步开始前加入，保持冷却水，真空条件下搅拌20±3Hz、分散45±3Hz下高速混合3-5min，保持物料温度在40℃以下；

上述制备步骤中，每一步添加原料的操作以及出料、灌装，均对双行星搅拌机内的物料采用干燥、室温的氮气进行充填保护，使物料与外界空气隔离。

8.一种如权利要求1或2所述一种立粘免钉胶的使用方法，其特征在于：使用步骤如下：

第一步 粘接面清洁，先将待粘接的基体和构件的粘接面清洁干净，不得含有明显的油、水或污物，必要时对粘接面进行打磨或拉毛处理；

第二步 在待粘接面上涂上一薄层底涂，厚度小于0.1mm，所用的底涂为市售的专用于改善硅烷改性聚合物密封剂粘接效果的底涂产品；

第三步 待底涂达到其技术要求的干燥时间后，在粘接面上均匀薄涂上所述立粘型免钉胶，厚度0.2-0.5mm，静置1-5min，立即对接、按压，完成粘接；

第四步 成品养护，粘接后1min内，可以对构件进行小幅度的转动、平移以微调修正对接方位、效果，但不得强力拉开；粘接5min后禁止任何的转动、平移，并防止意外碰撞，但可以雨淋，轻微受力；

第五步 使用，粘接24h后可以进行荷载、构件作业处理；

第六步 维护，如果粘接或使用过程中出现脱落、破损，可以用美工刀类薄的刀具将粘接胶层切开，残留的胶体采用刀具轻微刮除，露出清洁粘接面后，不需底涂，按照第三步直接涂胶、粘接即可；

第七步 清除与修复，当不需要粘接或需要清除去粘接构件时，采用美工刀类薄的刀具沿粘接面四周将粘接胶层切开，对残留的胶体用刀具类铲除，露出清洁的粘接面后，可以根据装饰需要对粘接面进行涂料或油漆的涂装处理。