CN108329871B - 胶水加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工技术领域。目的是提供一种受温湿度环境影响小、流平性好的胶水加工工艺。该胶水加工工艺的原料按重量计包括：甲基丙烯酸丁酯50～60份、丙烯酸3～6份、醋酸丁酯15～25份、丙烯酸羟丙酯8～12份、恶唑烷1～3份、硅烷偶联剂A‑151 4～6份、萜烯树脂15～20份、醋酸丁酸纤维素3～8份、过氧化苯甲酸叔丁酯4～6份、过氧化苯甲酰3～5份、醋酸锌1～3份、乙酸乙酯20～30份、二甲苯72～78份、二氯甲烷12～22份、正丁醇10～20份。本发明有效降低了胶水毒性，且生产过程中受环境温湿度影响小，能够在大多数地区实现生产，明显增强了胶水的流平性。

Description

胶水加工工艺

本发明是专利名称为“一种胶水加工工艺”，申请号为：“201710011007.7”，申请日为：2017.01.06的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及胶水加工工艺。

背景技术

胶水包括水性胶和油性胶，水性胶是以水作为溶剂将丙烯酸或聚氨酯树脂通过专门的乳化设备，乳化而成，这类胶水价格低廉、较为环保，但水性胶的成膜性差、水洗牢度差。油性胶是以油性溶剂为基础，将丙烯酸或聚氨酯溶解而成，这类胶水成膜性好、牢度好，使用较为普遍，但这类胶水的环保性差，需要采用一些带毒性的溶剂。现有技术中，为增强胶水的粘接力，或者达到某些特性效果，如在保证粘结力的前提下减小用胶厚度等，多需要采用甲苯等毒性溶剂，这样不利于生产胶水的工人的身体健康，也会导致胶水生产条件更加严格。

且油性胶在生产过程中要注意避免水分的掺入，水分会降低胶水的粘接作用，尤其在环境潮湿、湿度大的地区，容易有水分在制胶的设备上冷凝，就会造成水分渗入胶水中。因此，需要限制生产胶水的温湿度环境，以确保胶水的成品质量，这就对厂房环境提出更高要求，增加了生产成本。此外，在温差较大的地区，胶水的使用也会受到影响，例如，在低温环境下，胶水会变的粘稠、流平性下降，使得胶水在物体表面固化成不平整的形状，影响外观效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种受温湿度环境影响小、流平性好的胶水加工工艺。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种胶水加工工艺，原料按重量计包括：

甲基丙烯酸丁酯50～60份、丙烯酸3～6份、醋酸丁酯15～25份、丙烯酸羟丙酯8～12份、恶唑烷1～3份、硅烷偶联剂A-151 4～6份、萜烯树脂15～20份、醋酸丁酸纤维素3～8份、过氧化苯甲酸叔丁酯4～6份、过氧化苯甲酰3～5份、醋酸锌1～3份、乙酸乙酯20～30份、二甲苯72～78份、二氯甲烷12～22份、正丁醇10～20份。

优选的：所述的原料按重量计包括：

甲基丙烯酸丁酯55份、丙烯酸5份、醋酸丁酯20份、丙烯酸羟丙酯10份、恶唑烷2份、硅烷偶联剂A-151 5份、萜烯树脂18份、醋酸丁酸纤维素5份、过氧化苯甲酸叔丁酯5份、过氧化苯甲酰4份、醋酸锌2份、乙酸乙酯25份、二甲苯75份、二氯甲烷18份、正丁醇15份。

优选的：所述的醋酸丁酸纤维素采用CAB 381-20。

优选的：所述的胶水加工工艺包括以下步骤：

1)、将二甲苯总量的80％与乙酸乙酯混合，加入甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸羟丙酯；再将丙烯酸与正丁醇总量的50％混合，然后两者混合搅拌，并逐渐升温；控制搅拌转速为110r/min，升温速度为3℃/min，待温度升至50～55℃停止升温，保持该温度搅拌30～50min。

2)、先将醋酸丁酯总量的60％和过氧化苯甲酸叔丁酯混合，然后缓慢加入步骤1)的反应物中，加入过程中维持搅拌转速90r/min，然后反应15～30min。

3)、将温度升至75～80℃，然后用剩余的正丁醇溶解过氧化苯甲酰，并加入反应物中，反应80～110min，维持搅拌转速90r/min。

4)、使温度降至40～45℃，将剩余的二甲苯和二氯甲烷混合，用于溶解萜烯树脂；再用剩余的醋酸丁酯溶解醋酸丁酸纤维素，将溶解后的萜烯树脂和醋酸丁酸纤维素分别加入步骤3)的反应物中，搅拌55～80min，并停止加热，使温度自然降至室温；然后加入恶唑烷、硅烷偶联剂A-151和醋酸锌，搅拌至各组分混合均匀，即得。

优选的：所述的缓慢加入方式为匀速滴加，滴加速度为5ml/min。

优选的：所述的萜烯树脂溶于二甲苯和二氯甲烷混合物的过程采用超声处理，超声功率为300～400W，超声时间为5～10min。

本发明具有以下有益效果：有效降低了胶水毒性，且生产过程中受环境温湿度影响小，能够在大多数地区实现生产，明显增强了胶水的流平性。具体来说，本发明调整了胶水的成分，采用二甲苯作为溶剂，使胶水中各成分都能很好地溶解、混合均匀，而二甲苯的毒性小于甲苯，这样就降低了使用溶剂的毒性，有利于改善生产胶水的车间环境，也有利于工作人员的身体健康，便于降低对生产条件的控制。同时，本发明提供的生产工艺中加入了恶唑烷，该成分对水极其敏感，会在遇到水分时第一时间分解，以除去混入胶水中的水分，避免水分对胶水的粘结力造成影响。这样即使在湿度较大的地区，也不需要专门配置控制车间湿度的设备，有效降低了胶水的生产成本，扩大了可用作生产地的范围。

此外，胶水在使用中常出现流平性不佳的现象，这会导致胶水在物体表面固化不平整的现象出现，对外观造成不良影响。而流平性不佳的原因，主要是用胶温度过低，胶水变得粘稠所致，而用胶温度一方面是环境温度的影响，另一方面也和胶水中含有的乙酸乙酯有关。乙酸乙酯极易挥发，而挥发这一物理过程会吸热，致使胶水温度进一步降低，因此本发明中减少了乙酸乙酯的用量，而增加了醋酸丁酯和正丁醇的量，以保证胶水中各成分都能很好地溶解、混合。且本发明中加入了醋酸丁酸纤维素，该成分能够改善胶水的流平性，而不影响胶水的粘结力。

具体实施方式

下面具体提供优选的实施例，以使本领域技术人员更加清楚本发明的技术方案和效果。

实施例一

1)、按重量计，将60份二甲苯与25份乙酸乙酯混合，向混合物中加入55份甲基丙烯酸丁酯和10份丙烯酸羟丙酯；再将5份丙烯酸与7.5份正丁醇混合，然后两者混合搅拌，并逐渐升温。也就是说，将溶于二甲苯和乙酸乙酯的甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸羟丙酯与溶于正丁醇的丙烯酸混合。控制搅拌转速为110r/min，升温速度为3℃/min，待温度升至50～55℃停止升温，保持该温度搅拌40min。通过将甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯和丙烯酸分别与相应溶剂混合，再升温搅拌，有利于这三种成分在混合溶剂中更好地分散，使其反应更加彻底。

2)、先将12份醋酸丁酯和5份过氧化苯甲酸叔丁酯混合，然后缓慢加入步骤1)的反应物中，加入过程中维持搅拌转速90r/min，然后反应25min。这里的缓慢加入可以采用能够控制加液速度的加料器，进行匀速滴加，控制滴加速度为5ml/min。

3)、将温度升至75～80℃，然后用7.5份正丁醇溶解4份过氧化苯甲酰，并加入反应物中，反应95min，维持搅拌转速90r/min。反应物在搅拌中进一步反应，较高的温度和较慢的搅拌速度有利于反应的进行。

4)、使温度降至40～45℃，将15份二甲苯和18份二氯甲烷混合，用于溶解18份萜烯树脂；再用8份醋酸丁酯溶解5份CAB 381-20，将溶解后的萜烯树脂和醋酸丁酸纤维素分别加入步骤3)的反应物中，搅拌70min，并停止加热，使温度自然降至室温。由于萜烯树脂在二氯甲烷中的溶解度优于在二甲苯中的溶解度，而二氯甲烷与乙酸乙酯一样具有挥发性，二氯甲烷的含量较大容易导致胶水在使用时温度偏低而影响流平性，故采用二甲苯和二氯甲烷的混合物来溶解萜烯树脂。如果萜烯树脂难以快速溶解，可对萜烯树脂与二甲苯和二氯甲烷的混合物进行超声处理，超声功率为350W，超声时间为8min。最后加入2份恶唑烷、5份硅烷偶联剂A-151和2份醋酸锌，搅拌至各组分混合均匀，即得。

实施例二

1)、按重量计，将62份二甲苯与26份乙酸乙酯混合，向混合物中加入56份甲基丙烯酸丁酯和11份丙烯酸羟丙酯；再将5份丙烯酸与8份正丁醇混合，然后两者混合搅拌，并逐渐升温。控制搅拌转速为110r/min，升温速度为3℃/min，待温度升至50～55℃停止升温，保持该温度搅拌43min。

2)、先将13.2份醋酸丁酯和5份过氧化苯甲酸叔丁酯混合，然后缓慢加入步骤1)的反应物中，加入过程中维持搅拌转速90r/min，然后反应23min。这里的缓慢加入可以采用能够控制加液速度的加料器，进行匀速滴加，控制滴加速度为5ml/min。

3)、将温度升至75～80℃，然后用8份正丁醇溶解4份过氧化苯甲酰，并加入反应物中，反应100min，维持搅拌转速90r/min。

4)、使温度降至40～45℃，将15.5份二甲苯和17份二氯甲烷混合，用于溶解17份萜烯树脂；再用8.8份醋酸丁酯溶解6份CAB 381-20，将溶解后的萜烯树脂和醋酸丁酸纤维素分别加入步骤3)的反应物中，搅拌65min，并停止加热，使温度自然降至室温。如果萜烯树脂难以快速溶解，可对萜烯树脂与二甲苯和二氯甲烷的混合物进行超声处理，超声功率为350W，超声时间为7min。最后加入2.2份恶唑烷、5份硅烷偶联剂A-151和2.1份醋酸锌，搅拌至各组分混合均匀，即得。

实施例三

1)、按重量计，将57.6份二甲苯与20份乙酸乙酯混合，向混合物中加入50份甲基丙烯酸丁酯和8份丙烯酸羟丙酯；再将3份丙烯酸与5份正丁醇混合，然后两者混合搅拌，并逐渐升温。控制搅拌转速为110r/min，升温速度为3℃/min，待温度升至50～55℃停止升温，保持该温度搅拌30min。

2)、先将9份醋酸丁酯和4份过氧化苯甲酸叔丁酯混合，然后缓慢加入步骤1)的反应物中，加入过程中维持搅拌转速90r/min，然后反应15min。这里的缓慢加入可以采用能够控制加液速度的加料器，进行匀速滴加，控制滴加速度为5ml/min。

3)、将温度升至75～80℃，然后用5份正丁醇溶解3份过氧化苯甲酰，并加入反应物中，反应80min，维持搅拌转速90r/min。

4)、使温度降至40～45℃，将14.4份二甲苯和12份二氯甲烷混合，用于溶解15份萜烯树脂；再用6份醋酸丁酯溶解3份CAB 381-20，将溶解后的萜烯树脂和醋酸丁酸纤维素分别加入步骤3)的反应物中，搅拌55min，并停止加热，使温度自然降至室温。如果萜烯树脂难以快速溶解，可对萜烯树脂与二甲苯和二氯甲烷的混合物进行超声处理，超声功率为400W，超声时间为5min。最后加入1份恶唑烷、4份硅烷偶联剂A-151和1份醋酸锌，搅拌至各组分混合均匀，即得。

实施例四

1)、按重量计，将62.4份二甲苯与30份乙酸乙酯混合，向混合物中加入60份甲基丙烯酸丁酯和12份丙烯酸羟丙酯；再将6份丙烯酸与10份正丁醇混合，然后两者混合搅拌，并逐渐升温。控制搅拌转速为110r/min，升温速度为3℃/min，待温度升至50～55℃停止升温，保持该温度搅拌50min。

2)、将15份醋酸丁酯和6份过氧化苯甲酸叔丁酯混合，缓慢加入步骤1)的反应物中，加入过程中维持搅拌转速90r/min，然后反应30min。

3)、将温度升至75～80℃，然后用10份正丁醇溶解5份过氧化苯甲酰，并加入反应物中，反应110min，维持搅拌转速90r/min。

4)、使温度降至40～45℃，将15.6份二甲苯和22份二氯甲烷混合，用于溶解20份萜烯树脂；再用10份醋酸丁酯溶解8份CAB 381-20，将溶解后的萜烯树脂和醋酸丁酸纤维素分别加入步骤3)的反应物中，搅拌80min，并停止加热，使温度自然降至室温。最后加入3份恶唑烷、6份硅烷偶联剂A-151和3份醋酸锌，搅拌至各组分混合均匀，即得。

对比例一

现根据现有技术进行胶水生产，得到产品胶水作为对比例。

1)、按重量计，将35份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸2-乙基己酯、0.5份丙烯酸、1份丙烯酸羟乙酯、30份乙酸乙酯和60份甲苯装入三颈圆底烧瓶中，再将三颈圆底烧瓶分别连接搅拌器、温度计和冷凝器，并通过搅拌器将以上所加的原料搅拌均匀，同时通过水浴将以上原料加热。

2)、待加热至85℃，边搅拌边加入0.3份过氧化苯甲酰。

3)、待所加入的过氧化苯甲酰温度升高后，维持85℃反应1h，再加入0.5份过氧化苯甲酰和4份乙酸乙酯，继续反应。

4)、反应0.5h后，加入2份过氧化双月桂酰和5份醋酸乙烯酯，并恒温2h后再降温。

5)、待降温到室温后，加入10份萜烯酚树脂、0.3份乙酰丙酮铝，混合搅拌至各组分混合均匀，即得。

产品检测

为进一步验证本发明的有益效果，分别对正常湿度环境下(平均湿度55％)和潮湿环境下(平均湿度85％)生产的实施例一到四以及对比例一的产品进行检测。检测内容包括黏度、PH值、23℃剪切强度、70℃剪切强度、流平性、耐热性和耐寒性。检测方法如下：

黏度：在(23±2℃)条件下，用旋转黏度计分别测定实施例一到四和对比例一的产品。

PH值：在(23±2℃)条件下，用精度≤0.1的数字式酸度计分别测定实施例一到四和对比例一的产品。

23℃剪切强度：在(23±2℃、湿度45％～55％)条件下，分别用实施例一到四和对比例一的产品对表面平整的相同金属片进行胶接，制成试样。用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到0.05mm；把试样对称地夹在上下夹持器中，夹持处到搭接端的距离为(50±1)mm；开动试验机，在(5±1)mm/min内，以稳定速度加载，记录试样剪切破坏的最大负荷，计算剪切强度。剪切强度τ的计算公式如下：

(F为剪切破坏最大负荷；b和l分别为搭接面宽、长度)

70℃剪切强度：在(70±2℃、湿度45％～55％)条件下进行检测，检测方法同23℃剪切强度。

流平性：在(23±2℃、湿度45％～55％)条件下，将实施例一到四和对比例一的产品涂布在玻璃板上，涂布时间不多于20s，测定胶水表面达到均匀、光滑、无皱状态所需时间。

耐热性：用量筒分别取实施例一到四和对比例一的产品100ml移入250ml具塞锥形瓶中，擦净瓶口后密封，在温度(50±2)℃条件下持续5h，取出后立即目测检查，胶液无结块、分层等明显变化为合格。

耐寒性：分别在具磨砂玻璃塞试管中加入实施例一到四和对比例一的产品至试管的三分之一处，擦净瓶口后密闭，在温度(-15±3)℃条件下，持续5h，取出后待胶液恢复至常温(20±15)℃，用玻璃棒搅拌均匀后，倒放正放各3次。目测检查，胶液无结块、流动性无明显变化为合格。

得到检测结果如下表所示：

表1正常湿度环境下生产产品检测结果

项目	实施例一	实施例二	实施例三	实施例四	对比例一
						黏度(Pa·s)	3.6	3.7	3.5	3.8	2.8
PH值	6.5	6.5	6.4	6.5	6.8
						23℃剪切强度(MPa)	30	31	29	28	26
70℃剪切强度(MPa)	31	30	22	23	15
						流平性(s)	42	45	48	36	无法达到流平状态
耐热性	合格	合格	合格	合格	合格
						耐寒性	合格	合格	合格	合格	合格

表2潮湿环境下生产产品检测结果

结合表1和表2可知，本发明生产的胶水粘接作用好，无论是正常湿度环境下生产的产品还是潮湿环境下生产的产品，在正常室温下和70℃条件下检测的剪切强度都高于现有技术水平。本发明几乎不受环境湿度影响，在潮湿环境下生产的产品黏度良好，远胜于现有技术在潮湿环境下生产的产品。并且相比于现有技术，本发明改善了产品的流平性，在使用过程中，能够保证所粘贴的材料，尤其是较薄的材料外观平整、美观，避免了现有技术生产的胶水在物体表面凝固成凹凸不平状的现象。

Claims (4)

1.一种胶水加工工艺，其特征在于：原料按下述重量备料：

甲基丙烯酸丁酯50～60份、丙烯酸3～6份、醋酸丁酯15～25份、丙烯酸羟丙酯8～12份、恶唑烷1～3份、硅烷偶联剂A-151 4～6份、萜烯树脂15～20份、醋酸丁酸纤维素3～8份、过氧化苯甲酸叔丁酯4～6份、过氧化苯甲酰3～5份、醋酸锌1～3份、乙酸乙酯20～30份、二甲苯72～78份、二氯甲烷12～22份、正丁醇10～20份；

具体制备包括如下步骤：

1)、将二甲苯总量的80％与乙酸乙酯混合，加入甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸羟丙酯；再将丙烯酸与正丁醇总量的50％混合，然后两者混合搅拌，并逐渐升温；控制搅拌转速为110r/min，升温速度为3℃/min，待温度升至50～55℃停止升温，保持该温度搅拌30～50min；

2)、先将醋酸丁酯总量的60％和过氧化苯甲酸叔丁酯混合，然后缓慢加入步骤1)的反应物中，加入过程中维持搅拌转速90r/min，然后反应15～30min；

3)、将温度升至75～80℃，然后用剩余的正丁醇溶解过氧化苯甲酰，并加入反应物中，反应80～110min，维持搅拌转速90r/min；

4)、使温度降至40～45℃，将剩余的二甲苯和二氯甲烷混合，用于溶解萜烯树脂；再用剩余的醋酸丁酯溶解醋酸丁酸纤维素，将溶解后的萜烯树脂和醋酸丁酸纤维素分别加入步骤3)的反应物中，搅拌55～80min，并停止加热，使温度自然降至室温；然后加入恶唑烷、硅烷偶联剂A-151和醋酸锌，搅拌至各组分混合均匀，即得；

其中，所述的醋酸丁酸纤维素采用CAB 381-20。

2.根据权利要求1所述的胶水加工工艺，其特征在于：所述的原料按重量计，各组分为：

甲基丙烯酸丁酯55份、丙烯酸5份、醋酸丁酯20份、丙烯酸羟丙酯10份、恶唑烷2份、硅烷偶联剂A-151 5份、萜烯树脂18份、醋酸丁酸纤维素5份、过氧化苯甲酸叔丁酯5份、过氧化苯甲酰4份、醋酸锌2份、乙酸乙酯25份、二甲苯75份、二氯甲烷18份、正丁醇15份。

3.根据权利要求1所述的胶水加工工艺，其特征在于：所述的缓慢加入方式为匀速滴加，滴加速度为5ml/min。

4.根据权利要求1所述的胶水加工工艺，其特征在于：所述的萜烯树脂溶于二甲苯和二氯甲烷混合物的过程采用超声处理，超声功率为300～400W，超声时间为5～10min。