CN108587519A - 一种水性复合胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水性复合胶黏剂及其制备方法，属于环保胶黏剂技术领域。本发明的水性复合胶黏剂，主要由以下质量的原料制成：15～25g氯丁胶乳液，8～30g水性聚氨酯乳液，10～20g丙烯酸乳液，15～45g水性橡胶乳液，5～15g粘合促进剂，10～24g水性增粘树脂乳液，0～5g胶黏助剂。本发明的水性复合胶黏剂，为单组份粘合剂，渗透性好、初粘力强，可直接使用；储存稳定性好，并适应于低温储存；原料中无有机溶剂，制备及施工操作安全、环保；施工方便，可以刷涂、喷涂；该水性胶黏剂主要用于将热塑性材料粘接到低表面能的刚性基材(如聚烯烃类基材)上，通常用于汽车控制台、仪表板、扶手、车门面板和其他内部表面。

Description

一种水性复合胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水性复合胶黏剂及其制备方法，属于环保胶黏剂技术领域。
背景技术
传统的的胶黏剂，如氯丁橡胶胶黏剂以溶剂型存在，因其初粘力大、可室温固化、强度建立快、粘接强度高、坚韧耐冲击、综合性能好等诸多优点，可以实现对橡胶、皮革、木材、织物、纸品、人造板、防火板、铝塑板、塑料、玻璃、陶瓷、混凝土、金属等多种材料的粘接。因此，广泛应用于航空、汽车、建筑、制鞋、家具、机械、电器、通讯、交通、造船、工艺美术等行业领域。
但是，由于溶剂型胶黏剂使用大量的有机溶剂，特别是苯类溶剂的使用，在其生产操作过程和使用中都对人体健康和生态环境造成了严重的危害，因而其使用正受到越来越多的限制，比如，北京、深圳两城从2017年7月1日起已全面禁用溶剂型胶黏剂作为装饰装修材料进行使用。并且，在大部分领域禁止溶剂型胶黏剂的使用已是大势所趋。因此，对水性胶黏剂的研究成为人们关注的热点之一。
目前，国内外对水性胶黏剂的研究取得了一定的成果，在某些性能上已接近或达到了溶剂型胶黏剂。但这些胶黏剂仍存在许多缺点，如粘性、耐水性差，固化缓慢，附着力低，不耐低温，渗透性也不如溶剂型胶黏剂，使其在应用上受到了一定的限制。
申请公布号为CN106753050A的中国发明专利公开了一种水溶性环保喷胶，按照重量百分比的原料包括：聚氨酯系弹性体7～10％，水性氯丁胶乳18～23％，水性丙烯酸乳液15～20％，乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液12～15％，十二烷基苯磺酸钠1～4％，丁二烯苯乙烯溴化共聚物6～11％，水性乳化剂1～3％，改性松香乳液6～12％，聚氨酯缔合型增稠剂2～6％，pH调整剂1～2％，水性消泡剂0.1～0.7％，去离子水8～15％。该专利公开的水溶性环保喷胶，原料复杂，含有多种聚氨酯体系，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性复合胶黏剂，该胶黏剂成本低且具有较高的剥离强度。
本发明的第二个目的在于提供一种上述水性复合胶黏剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种水性复合胶黏剂，主要由以下质量的原料制成：15～25g氯丁胶乳液，8～30g水性聚氨酯乳液，10～20g丙烯酸乳液，15～45g水性橡胶乳液，5～15g粘合促进剂，10～24g水性增粘树脂乳液，0～5g胶黏助剂。
本发明的水性复合胶黏剂，各主要成分都是以水为溶剂形成的乳液，不含有机溶剂，对环境友好、无毒、不可燃，制备及施工操作安全、环保；上述各成分及用量协同作用，使得本发明的水性复合胶黏剂具有高的粘接强度。
上述胶黏助剂的用量优选为3～5g。
上述水性复合胶黏剂，氯丁胶乳液、水性聚氨酯乳液、丙烯酸乳液、水性橡胶乳液、粘合促进剂、水性增粘树脂乳液、胶黏助剂的质量总和为100g。
上述水性复合胶黏剂，还包括水0～50g。
上述氯丁胶乳液为水性氯丁胶乳液。
优选的，上述水性聚氨酯乳液为HS-369聚氨酯、0203A聚氨酯中的任意一种或两种。
上述HS-369聚氨酯、0203A聚氨酯分别由东莞市恒升树脂有限公司和济宁华凯树脂有限公司生产。
所述水性橡胶乳液为水性天然橡胶乳液、丁腈橡胶乳液、水性丁苯橡胶乳液中的任意一种或几种。所述丁腈橡胶乳液为水性丁腈橡胶乳液。
所述水性增粘树脂乳液为天然松香乳液、氢化松香乳液、聚合松香乳液中的任意一种或几种。所述水性增粘树脂乳液用以提高胶黏剂的粘合性能。
优选的，所述氢化松香乳液优选Tacolyn3509。该水性氢化松香乳液具有低的表面张力，润湿分散性好，与丙烯酸乳液、聚氨酯乳液等复配使用，显示良好的附着力和内聚力之间的平衡，提高胶黏剂的初黏力和剥离力。
所述Tacolyn3509为依士曼公司生产的氢化松香酯乳液。
所述聚合松香乳液优选Super Ester E-650。
所述Super Ester E-650为日本荒川化学公司生产的松香酯乳液。
所述水性增粘树脂乳液用以提高胶黏剂的粘合性能。
丙烯酸乳液本身无毒、无刺激，具有独到的耐气候性及耐老化性能，并且具有优良的抗氧化性以及防紫外线老化，其粘接强度高，耐水性好。在本发明中使用丙烯酸乳液，能够与水性氯丁胶、水性聚氨酯等乳液很好地相容，提高分子链段间的相互作用，共同发挥协同效应，从而对胶黏剂的粘接性能产生积极的影响。
所述粘合促进剂为水性氯化聚丙烯乳液、端羟基聚丁二烯中的任一种或两种。所述粘合促进剂用于促进胶黏剂与聚烯烃类基材的粘合。
所述胶黏助剂为消泡剂、抗冻剂、流平剂中的任意一种或几种。
所述消泡剂为Defoamer 313、Defoamer 315、Defoamer 334中的任意一种或几种。
所述抗冻剂为乙醇、乙二醇中的任意一种或两种。加入适量的抗冻剂有利于胶黏剂在较低的温度下使用。
所述流平剂为BYK-341、BYK-345、BYK-346中的任意一种。加入流平剂利于实现胶黏剂形成一个平整、均匀的涂层。
上述水性复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：先加入氯丁胶乳液，然后边搅拌边依次加入水性聚氨酯乳液、丙烯酸乳液、水性橡胶乳液、水性增粘树脂乳液、粘合促进剂及胶黏助剂，待原料全部加入后继续搅拌10min以上，即得。
所述搅拌的速率均为250～500转/分钟。
上述水性胶黏剂的制备方法在室温下即可完成。
本发明的水性复合胶黏剂，各主要成分都是以水为溶剂形成的乳液，不含有机溶剂，对环境友好、无毒、不可燃，制备及施工操作安全、环保；此胶黏剂为单组份粘合剂，可直接使用，刷涂、喷涂皆可，施工方便；其渗透性好、初粘力强，储存稳定性好，并适应于低温储存；另外，由于添加了能够促进材料与聚烯烃类基材粘合的粘合促进剂，对于将热塑性材料粘接到低表面能的聚烯烃类基材上有更加良好的粘接效果，因此，通常用于汽车控制台、仪表板、扶手、车门面板和其他内部表面，同时，也可用于其它领域的粘接。
本发明的水性复合胶黏剂的制备方法，步骤简单，将各原料混合均匀即可，无需加热，且制得的水性复合胶黏剂无毒、无污染，渗透性好，初粘力强、稳定性高、抗剥离强度高，蠕变较小。
具体实施方式
实施例1
本实施例的水性复合胶黏剂，由以下质量的原料制成：25g水性氯丁胶乳液，20gHS-369聚氨酯，15g丙烯酸乳液，15g水性丁苯橡胶乳液，14g Super Ester E-650聚合松香酯乳液，8g水性氯化聚丙烯乳液，0.3g Defoamer 313，2.5g乙醇，0.2g BYK-341，15g去离子水。
本实施例的水性复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
按照上述各原料质量称取各原料备用；先向反应容器中加入水性氯丁胶乳液，然后边以300转/分钟的速率搅拌边依次加入HS-369聚氨酯、丙烯酸乳液、水性丁苯橡胶乳液、Super Ester E-650聚合松香酯乳液、水性氯化聚丙烯乳液、去离子水、Defoamer 313、乙醇、BYK-341，待原料全部加入后继续以300转/分钟的速率搅拌15min，即得。
实施例2
本实施例的水性复合胶黏剂，由以下质量的原料制成：19g水性氯丁胶乳液，18g0203A聚氨酯，10g丙烯酸乳液，27g水性丁苯橡胶乳液，9g水性氯化聚丙烯乳液，14g SuperEster E-650松香酯乳液，0.2g Defoamer 315，2.5g乙醇，0.3g BYK-345，12g去离子水。
本实施例的水性复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
按照上述各原料质量称取各原料备用；先向反应容器中加入水性氯丁胶乳液，然后边以350转/分钟的速率搅拌边依次加入0203A聚氨酯、丙烯酸乳液、水性丁苯橡胶乳液、Super Ester E-650聚合松香酯乳液、水性氯化聚丙烯乳液、去离子水、Defoamer 315、乙醇、BYK-345，待原料全部加入后继续以350转/分钟的速率搅拌12min，即得。
实施例3
本实施例的水性复合胶黏剂，由以下质量的原料制成：20g水性氯丁胶乳液，10gHS-369聚氨酯，10g丙烯酸乳液，15g水性丁苯橡胶乳液，21g水性天然橡胶乳液，9g水性氯化聚丙烯乳液，12g Tacolyn3509氢化松香酯乳液，0.3g Defoamer 315，2.4g乙二醇，0.3gBYK-346，12g去离子水。
本实施例的水性复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
按照上述各原料质量称取各原料备用；先向反应容器中加入水性氯丁胶乳液，然后边以280转/分钟的速率搅拌边依次加入HS-369聚氨酯、丙烯酸乳液、水性丁苯橡胶乳液、Tacolyn3509氢化松香酯乳液、水性氯化聚丙烯乳液、去离子水、Defoamer 315、乙二醇、BYK-346，待原料全部加入后继续以280转/分钟的速率搅拌20min，即得。
实施例4
本实施例的水性复合胶黏剂，由以下质量的原料制成：15g水性氯丁胶乳液，10g0203A聚氨酯，15g丙烯酸乳液，15g水性丁苯橡胶乳液，22g水性天然橡胶乳液，8g水性氯化聚丙烯乳液，6g Super Ester E-650聚合松香酯乳液，6g Tacolyn3509水性氢化松香酯乳液，0.2g Defoamer 313，2.5g乙二醇，0.3g BYK-345，10g去离子水。
本实施例的水性复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
按照上述各原料质量称取各原料备用；先向反应容器中加入水性氯丁胶乳液，然后边以400转/分钟的速率搅拌边依次加入0203A聚氨酯、丙烯酸乳液、水性丁苯橡胶乳液、Super Ester E-650聚合松香酯乳液、Tacolyn3509氢化松香酯乳液、水性氯化聚丙烯乳液、去离子水、Defoamer 313、乙二醇、BYK-346，待原料全部加入后继续以280转/分钟的速率搅拌20min，即得。
实施例5
本实施例的水性复合胶黏剂，由以下质量的原料制成：25g水性氯丁胶乳液，10gHS-369聚氨酯，20g丙烯酸乳液，25g水性丁腈橡胶乳液，5g水性氯化聚丙烯乳液，10gTacolyn3509氢化松香酯乳液，2g Defoamer 315，2.5g乙醇，0.5g BYK-346，30g去离子水。
本实施例的水性复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
按照上述各原料质量称取各原料备用；先向反应容器中加入水性氯丁胶乳液，然后边以500转/分钟的速率搅拌边依次加入HS-369聚氨酯、丙烯酸乳液、水性丁腈橡胶乳液、Tacolyn3509氢化松香酯乳液、水性氯化聚丙烯乳液、去离子水、Defoamer 315、乙醇、BYK-346，待原料全部加入后继续以500转/分钟的速率搅拌18min，即得。
实施例6
本实施例的水性复合胶黏剂，由以下质量的原料制成：15g水性氯丁胶乳液，20gHS-369聚氨酯，15g丙烯酸乳液，20g水性丁腈橡胶乳液，15g端羟基聚丁二烯，10g SuperEster E-650聚合松香酯乳液，2g Defoamer 334，2.5g乙醇，0.5g BYK-345，50g去离子水。
本实施例的水性复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
按照上述各原料质量称取各原料备用；先向反应容器中加入水性氯丁胶乳液，然后边以250转/分钟的速率搅拌边依次加入HS-369聚氨酯、丙烯酸乳液、水性丁腈橡胶乳液、Super Ester E-650聚合松香酯乳液、端羟基聚丁二烯、去离子水、Defoamer 334、乙醇、BYK-345，待原料全部加入后继续以250转/分钟的速率搅拌30min，即得。
实施例7
本实施例的水性复合胶黏剂，由以下质量的原料制成：20g水性氯丁胶乳液，25g0203A聚氨酯，15g丙烯酸乳液，20g水性丁苯橡胶乳液，5g端羟基聚丁二烯，15gTacolyn35090氢化松香酯乳液。
本实施例的水性复合胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
按照上述各原料质量称取各原料备用；先向反应容器中加入水性氯丁胶乳液，然后边以320转/分钟的速率搅拌边依次加入0203A聚氨酯、丙烯酸乳液、水性丁苯橡胶乳液、Tacolyn3509氢化松香酯乳液、端羟基聚丁二烯，待原料全部加入后继续以320转/分钟的速率搅拌25min，即得。
对比例
以现有市售品水基胶为对比例。
实验例
实施例1-4及对比例胶黏剂的室温稳定性测试条件：在25℃室温下，静置24h后，用120目滤网过滤，观察是否有絮状物出现。
实施例1-4及对比例胶黏剂的储存温度测试条件：在低于0℃下，静置24h后，观察结冰温度。
对实施例1-4及对比例的胶黏剂进行剥离强度测试，具体测试方法为以刚性聚丙烯板材为基材，以聚乙烯、聚氯乙烯作为被粘接的挠性材料，采用标准GBT2790-1995提供的方法进行剥离试验。剥离试验在粘接24小时后进行。测试结果如表1所示。由表1内容可知，粘结24小时后本发明的胶黏剂具有较强的剥离强度。
表1实施例1-4中胶黏剂及对比例中水基胶的测试结果

Claims (10)

1.一种水性复合胶黏剂，其特征在于，主要由以下质量的原料制成：15～25g氯丁胶乳液，8～30g水性聚氨酯乳液，10～20g丙烯酸乳液，15～45g水性橡胶乳液，5～15g粘合促进剂，10～24g水性增粘树脂乳液，0～5g胶黏助剂。
2.根据权利要求1所述的水性复合胶黏剂，其特征在于，所述水性聚氨酯乳液为HS-369聚氨酯、0203A聚氨酯中的任意一种或两种。
3.根据权利要求1所述的水性复合胶黏剂，其特征在于，所述水性橡胶乳液为水性天然橡胶乳液、丁腈橡胶乳液、水性丁苯橡胶乳液中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1所述的水性复合胶黏剂，其特征在于，所述水性增粘树脂乳液为天然松香乳液、氢化松香乳液、聚合松香乳液中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述的水性复合胶黏剂，其特征在于，所述粘合促进剂为水性氯化聚丙烯乳液、端羟基聚丁二烯中的任意一种或两种。
6.根据权利要求1所述的水性复合胶黏剂，其特征在于，所述胶黏助剂为消泡剂、抗冻剂、流平剂中的任意一种或几种。
7.根据权利要求6所述的水性复合胶黏剂，其特征在于，所述消泡剂为Defoamer 313、Defoamer 315、Defoamer 334中的任意一种或几种。
8.根据权利要求6所述的水性复合胶黏剂，其特征在于，所述抗冻剂为乙醇、乙二醇中的任意一种或两种。
9.根据权利要求6所述的水性复合胶黏剂，其特征在于，所述流平剂为BYK-341、BYK-345、BYK-346中的任意一种。
10.一种如权利要求1所述的水性复合胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先加入氯丁胶乳液，然后边搅拌边依次加入水性聚氨酯乳液、丙烯酸乳液、水性橡胶乳液、水性增粘树脂乳液、粘合促进剂及胶黏助剂，待原料全部加入后继续搅拌10min以上，即得。
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