CN109439204A - 一种线束包覆用水性胶水及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子材料和化工技术领域，涉及一种水性胶水及其制备方法，具体涉及一种线束包覆用水性胶水及其制备方法。该水性胶水由以下按质量百分比的原料组成：改性聚丙烯酸酯乳液30‑45%、脂肪族水性聚氨酯乳液20‑30%、交联剂3‑8%、润湿分散剂1‑3%、消泡剂0.5‑1%、增稠剂0.3‑0.8%、流平剂0.1‑0.5%、去离子水余量。本发明制得的胶水以水为介质，使用时无毒、无污染、低VOC、低气味和流动性好等优点，而且在性能上仍具有高光泽、高耐磨性、高弹性、高粘结性、耐水、耐候、耐温性好等优异的性能，制备方法简单，便于操作，能耗低，适合规模化生产。

Description

一种线束包覆用水性胶水及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料和化工技术领域，涉及一种水性胶水及其制备方法，具体涉及一种线束包覆用水性胶水及其制备方法。

背景技术

胶水在生产和生活中的作用非常大，广泛应用与各个领域，胶水形成的涂膜可对物体起到装饰、保护和标致作用，目前市面上的大部分胶水虽然制作简单、售价便宜但同时功能比较单一，只能简单的作为装饰之用，而在一些特殊的作业环境中，简单的胶水的并不能满足人们的所需。

近年来，随着人们环保、能源意识的增强，特别是各种法规对胶水体系中有机挥发物（VOC）含量的严格限制，材料安全问题越加受到消费者的重视，对如产品包装，线束包覆，产品贴合的胶粘剂提出更高的标准和要求。溶剂型胶粘剂不仅造成资源严重浪费，严重污染环境，而且对施工人员的健康造成很大威胁。随着环保法规的健全以及人们环保意识的增强，溶剂型胶粘剂将会逐渐被环保型水性胶粘剂所取代，水性胶粘剂的推广应用势在必行。

水性胶粘剂按原料来源主要分为水性聚氨酯胶粘剂、水性聚丙烯酸酯胶粘剂、聚醋酸乙烯类乳液胶、氯丁乳胶、水性环氧树脂胶等。水性聚丙烯酸酯胶粘剂是我国80年代以来发展最快的一种聚合物水性胶粘剂，它是以水为分散介质，丙烯酸酯为单体经聚合形成的胶粘剂。该类胶粘剂具有优良的耐老化、耐候性、无污染等优良性能被广泛用作汽车内部装饰胶。但现有的丙烯酸酯类胶粘剂使用的有毒原料、如有毒溶剂、固化剂、及其他助剂给环境带来严重污染，并且存在耐温性差、有刺激性气味、粘结强度不够等不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的胶水中醛类含量高，VOC值高，气味大，耐温性差，耐水性差和粘结强度不够等问题，提供了一种线束包覆用水性胶水及其制备方法，制得的胶水以水为介质，使用时无毒、无污染、低VOC、低气味和流动性好等优点，而且在性能上仍具有高光泽、高耐磨性、高弹性、高粘结性、耐水、耐候、耐温性好等优异的性能，制备方法简单，便于操作，能耗低，适合规模化生产。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种线束包覆用水性胶水，所述的水性胶水由以下按质量百分比的原料组成：

改性聚丙烯酸酯乳液30-45%、脂肪族水性聚氨酯乳液20-30%、交联剂3-8%、润湿分散剂1-3%、消泡剂0.5-1%、增稠剂0.3-0.8%、流平剂0.1-0.5%、去离子水余量；

所述的改性聚丙烯酸酯乳液通过以下方法制备：

（1）按重量份数取丙烯酸单体10-35份、功能单体5-10份、去离子水30-50份和乳化剂1-5份，依次装入带有搅拌器的烧瓶中进行预乳化，制成混合料备用；

（2）在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器和加料装置的四口烧瓶中依次加入蒸馏水10-15份、乳化剂1-3份和缓冲剂0 .5-1份，用水浴加热，当温度升至75-80℃时，加入0.1-0.3份引发剂和步骤（1）中制得的乳化单体总量的5-10%，反应0.5-1h，得到乳胶粒种子乳液；

（3）同时缓慢滴加步骤（1）剩余的经预乳化制备的单体混合料和10-30份质量分数为20-30%的环氧树脂丙酮溶液，再加入1-3份引发剂，反应温度控制在80-85℃，原料滴加完毕后，继续反应1-3h，再保温1h；

（4）加入p H调节剂，调整p H＝7.0-7.5，过滤出料，真空减压脱除溶剂丙酮，即为得乳白色改性聚丙烯酸酯乳液。

进一步，上述所述的丙烯酸单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯按质量比1:1-3:2-5组成。

进一步，上述所述的功能单体为丙烯酸和醋酸乙烯按质量比1:1-1.5组成。

进一步，上述所述的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、油酸钠、N-十二烷基二甲胺中任意两种按质量比1:1-3组成。

进一步，上述所述的缓冲剂为磷酸氢钠盐或碳酸氢钠盐中的一种；引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵中的一种；p H调节剂氨水、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种。

进一步，上述所述的环氧树脂为环氧树脂EP-16、环氧树脂EP-20、环氧树脂EP-12、环氧树脂EP-13中的一种或几种。

进一步，上述所述的脂肪族水性聚氨酯乳液的固含量为35-50%。

进一步，上述所述的交联剂为N-羟基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼中的一种或组合物。

进一步，上述所述的润湿分散剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚氧乙烯；消泡剂为氟改性硅氧烷消泡剂，优选毕克化学的BYK066N、增稠剂为缔合型聚氨酯类，优选陶氏化学AcrysolRM-8W、流平剂为有机硅类流平剂，优选毕克化学的BYK-300。

进一步，一种线束包覆用水性胶水的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）按质量百分比准确称取所需各原料；

（2）将改性聚丙烯酸酯乳液、脂肪族水性聚氨酯乳液、润湿分散剂和去离子水一起放入搅拌机，在转速1000-1200r/min下充分混合均匀；

（3）向步骤（2）的混合乳液中加入消泡剂、流平剂、增稠剂在转速800-1000r/min下充分搅拌均匀后；

（4）向步骤（3）的乳液混合体系中加入交联剂，在转速1000-1200r/min下充分混合均匀，进行过滤，除去机械杂质，即得一种线束包覆用水性胶水。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种线束包覆用水性胶水及其制备方法，在原料聚丙烯酸酯合成过程中，将环氧树脂接入到聚丙烯酸酯分子链中，有利于提高聚丙烯酸酯与基材表面的粘性，硬度、耐温性和耐水性均有提高。

（2）本发明的一种线束包覆用水性胶水及其制备方法，其以水为介质，使用时无毒、无污染、低VOC、低气味和流动性好等优点，而且在性能上还具有高光泽、高耐磨性、高弹性、高粘结性、耐水、耐候、耐化学药品等优异的性能。

（3）本发明的一种线束包覆用水性胶水及其制备方法，制备方法简单，易于操作，原料和能耗成本低，环保无污染，胶水干燥速度快，施工周期短，适合规模化生产和做业。

具体实施方式

现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种线束包覆用水性胶水，所述的水性胶水由以下按质量百分比的原料组成：

改性聚丙烯酸酯乳液40%、固含量为45%的脂肪族水性聚氨酯乳液25%、交联剂N-羟基丙烯酰胺5%、聚乙烯吡咯烷酮3%、氟改性硅氧烷消泡剂1%，选自毕克化学的BYK066N、缔合型聚氨酯类增稠剂0.8%，选自陶氏化学Acrysol RM-8W、有机硅类流平剂0.5%，选自毕克化学的BYK-300、去离子水余量；

所述的改性聚丙烯酸酯乳液通过以下方法制备：

（1）按重量份数取丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯按质量比1:1:2组成的丙烯酸单体20份、丙烯酸和醋酸乙烯按质量比1:1.5组成的功能单体10份、去离子水40份和壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠按质量比1:1组成的乳化剂3份，依次装入带有搅拌器的烧瓶中进行预乳化，制成混合料备用；

（2）在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器和加料装置的四口烧瓶中依次加入蒸馏水15份、壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠按质量比1:1组成的乳化剂3份和磷酸氢钠盐0 .8份，用水浴加热，当温度升至80℃时，加入0.3份过硫酸钾和步骤（1）中制得的乳化单体总量的8%，反应0.5h，得到乳胶粒种子乳液；

（3）同时缓慢滴加步骤（1）剩余的经预乳化制备的单体混合料和30份质量分数为30%的环氧树脂EP-16丙酮溶液，再加入3份过硫酸钾，反应温度控制在85℃，原料滴加完毕后，继续反应1h，再保温1h；

（4）加入氨水，调整p H＝7.5，过滤出料，真空减压脱除溶剂丙酮，即为得乳白色改性聚丙烯酸酯乳液。

一种线束包覆用水性胶水的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）按质量百分比准确称取所需各原料；

（2）将改性聚丙烯酸酯乳液、脂肪族水性聚氨酯乳液、润湿分散剂和去离子水一起放入搅拌机，在转速1200r/min下充分混合均匀；

（3）向步骤（2）的混合乳液中加入消泡剂、流平剂、增稠剂在转速1000r/min下充分搅拌均匀后；

（4）向步骤（3）的乳液混合体系中加入交联剂，在转速1200r/min下充分混合均匀，进行过滤，除去机械杂质，即得一种线束包覆用水性胶水。

实施例2

一种线束包覆用水性胶水，所述的水性胶水由以下按质量百分比的原料组成：

改性聚丙烯酸酯乳液45%、固含量为50%的脂肪族水性聚氨酯乳液20%、交联剂双丙酮丙烯酰胺3%、聚乙烯吡咯烷酮2%、氟改性硅氧烷消泡剂0.5%，选自毕克化学的BYK066N、缔合型聚氨酯类增稠剂0.3%，选自陶氏化学Acrysol RM-8W、有机硅类流平剂0.3%，选自毕克化学的BYK-300、去离子水余量；

所述的改性聚丙烯酸酯乳液通过以下方法制备：

（1）按重量份数取丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯按质量比1:2:4组成的丙烯酸单体35份、丙烯酸和醋酸乙烯按质量比1:1组成的功能单体8份、去离子水50份和十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠按质量比1:2组成的乳化剂5份，依次装入带有搅拌器的烧瓶中进行预乳化，制成混合料备用；

（2）在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器和加料装置的四口烧瓶中依次加入蒸馏水12份、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠按质量比1:2组成的乳化剂2份和磷酸氢钠盐0 .5份，用水浴加热，当温度升至78℃时，加入0.1份过硫酸钾和步骤（1）中制得的乳化单体总量的5%，反应1h，得到乳胶粒种子乳液；

（3）同时缓慢滴加步骤（1）剩余的经预乳化制备的单体混合料和20份质量分数为25%的环氧树脂EP-16丙酮溶液，再加入3份过硫酸钾，反应温度控制在85℃，原料滴加完毕后，继续反应1h，再保温1h；

（4）加入氨水，调整p H＝7.5，过滤出料，真空减压脱除溶剂丙酮，即为得乳白色改性聚丙烯酸酯乳液。

一种线束包覆用水性胶水的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）按质量百分比准确称取所需各原料；

（2）将改性聚丙烯酸酯乳液、脂肪族水性聚氨酯乳液、润湿分散剂和去离子水一起放入搅拌机，在转速1200r/min下充分混合均匀；

（3）向步骤（2）的混合乳液中加入消泡剂、流平剂、增稠剂在转速1000r/min下充分搅拌均匀后；

（4）向步骤（3）的乳液混合体系中加入交联剂，在转速1200r/min下充分混合均匀，进行过滤，除去机械杂质，即得一种线束包覆用水性胶水。

实施例3

一种线束包覆用水性胶水，所述的水性胶水由以下按质量百分比的原料组成：

改性聚丙烯酸酯乳液30%、固含量为35%的脂肪族水性聚氨酯乳液30%、交联剂N-羟基丙烯酰胺8%、聚氧乙烯1%、氟改性硅氧烷消泡剂0.8%，选自毕克化学的BYK066N、缔合型聚氨酯类增稠剂0.5%，选自陶氏化学Acrysol RM-8W、有机硅类流平剂0.1%，选自毕克化学的BYK-300、去离子水余量；

所述的改性聚丙烯酸酯乳液通过以下方法制备：

（1）按重量份数取丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯按质量比1:3:5组成的丙烯酸单体10份、丙烯酸和醋酸乙烯按质量比1:1.2组成的功能单体5份、去离子水30份和壬基酚聚氧乙烯醚和N-十二烷基二甲胺按质量比1:3组成的乳化剂1份，依次装入带有搅拌器的烧瓶中进行预乳化，制成混合料备用；

（2）在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器和加料装置的四口烧瓶中依次加入蒸馏水10份、壬基酚聚氧乙烯醚和N-十二烷基二甲胺按质量比1:3组成的乳化剂1份和碳酸氢钠盐1份，用水浴加热，当温度升至75℃时，加入0.2份过过硫酸铵和步骤（1）中制得的乳化单体总量的10%，反应1h，得到乳胶粒种子乳液；

（3）同时缓慢滴加步骤（1）剩余的经预乳化制备的单体混合料和10份质量分数为20%的环氧树脂EP-13丙酮溶液，再加入3份过硫酸铵，反应温度控制在82℃，原料滴加完毕后，继续反应2h，再保温1h；

（4）加入氢氧化钾，调整p H＝7.5，过滤出料，真空减压脱除溶剂丙酮，即为得乳白色改性聚丙烯酸酯乳液。

一种线束包覆用水性胶水的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）按质量百分比准确称取所需各原料；

（2）将改性聚丙烯酸酯乳液、脂肪族水性聚氨酯乳液、润湿分散剂和去离子水一起放入搅拌机，在转速1000r/min下充分混合均匀；

（3）向步骤（2）的混合乳液中加入消泡剂、流平剂、增稠剂在转速1000r/min下充分搅拌均匀后；

（4）向步骤（3）的乳液混合体系中加入交联剂，在转速1100r/min下充分混合均匀，进行过滤，除去机械杂质，即得一种线束包覆用水性胶水。

实施例4

一种线束包覆用水性胶水，所述的水性胶水由以下按质量百分比的原料组成：

改性聚丙烯酸酯乳液35%、固含量为40%的脂肪族水性聚氨酯乳液28%、交联剂己二酸二酰肼5%、聚氧乙烯1%、氟改性硅氧烷消泡剂0.8%，选自毕克化学的BYK066N、缔合型聚氨酯类增稠剂0.5%，选自陶氏化学Acrysol RM-8W、有机硅类流平剂0.1%，选自毕克化学的BYK-300、去离子水余量；

所述的改性聚丙烯酸酯乳液通过以下方法制备：

（1）按重量份数取丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯按质量比1:2:3组成的丙烯酸单体25份、丙烯酸和醋酸乙烯按质量比1:1.3组成的功能单体8份、去离子水35份和十二烷基苯磺酸钠和N-十二烷基二甲胺按质量比1:3组成的乳化剂1份，依次装入带有搅拌器的烧瓶中进行预乳化，制成混合料备用；

（2）在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器和加料装置的四口烧瓶中依次加入蒸馏水10份、十二烷基苯磺酸钠和N-十二烷基二甲胺按质量比1:3组成的乳化剂1份和碳酸氢钠盐1份，用水浴加热，当温度升至75℃时，加入0.2份过过硫酸铵和步骤（1）中制得的乳化单体总量的10%，反应1h，得到乳胶粒种子乳液；

（3）同时缓慢滴加步骤（1）剩余的经预乳化制备的单体混合料和10份质量分数为20%的环氧树脂EP-20丙酮溶液，再加入3份过硫酸铵，反应温度控制在82℃，原料滴加完毕后，继续反应2h，再保温1h；

（4）加入氢氧化钠，调整p H＝7.3，过滤出料，真空减压脱除溶剂丙酮，即为得乳白色改性聚丙烯酸酯乳液。

一种线束包覆用水性胶水的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）按质量百分比准确称取所需各原料；

（2）将改性聚丙烯酸酯乳液、脂肪族水性聚氨酯乳液、润湿分散剂和去离子水一起放入搅拌机，在转速1000r/min下充分混合均匀；

（3）向步骤（2）的混合乳液中加入消泡剂、流平剂、增稠剂在转速1000r/min下充分搅拌均匀后；

（4）向步骤（3）的乳液混合体系中加入交联剂，在转速1100r/min下充分混合均匀，进行过滤，除去机械杂质，即得一种线束包覆用水性胶水。

以上述依据本发明的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种线束包覆用水性胶水，其特征在于：所述的水性胶水由以下按质量百分比的原料组成：

改性聚丙烯酸酯乳液30-45%、脂肪族水性聚氨酯乳液20-30%、交联剂3-8%、润湿分散剂1-3%、消泡剂0.5-1%、增稠剂0.3-0.8%、流平剂0.1-0.5%、去离子水余量；

所述的改性聚丙烯酸酯乳液通过以下方法制备：

（1）按重量份数取丙烯酸单体10-35份、功能单体5-10份、去离子水30-50份和乳化剂1-5份，依次装入带有搅拌器的烧瓶中进行预乳化，制成混合料备用；

（2）在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器和加料装置的四口烧瓶中依次加入蒸馏水10-15份、乳化剂1-3份和缓冲剂0 .5-1份，用水浴加热，当温度升至75-80℃时，加入0.1-0.3份引发剂和步骤（1）中制得的乳化单体总量的5-10%，反应0.5-1h，得到乳胶粒种子乳液；

（3）同时缓慢滴加步骤（1）剩余的经预乳化制备的单体混合料和10-30份质量分数为20-30%的环氧树脂丙酮溶液，再加入1-3份引发剂，反应温度控制在80-85℃，原料滴加完毕后，继续反应1-3h，再保温1h；

（4）加入p H调节剂，调整p H＝7.0-7.5，过滤出料，真空减压脱除溶剂丙酮，即为得乳白色改性聚丙烯酸酯乳液。

2.如权利要求1所述的一种线束包覆用水性胶水，其特征在于：所述的丙烯酸单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯按质量比1:1-3:2-5组成。

3.如权利要求1所述的一种线束包覆用水性胶水，其特征在于：所述的功能单体为丙烯酸和醋酸乙烯按质量比1:1-1.5组成。

4.如权利要求1所述的一种线束包覆用水性胶水，其特征在于：所述的乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、油酸钠、N-十二烷基二甲胺中任意两种按质量比1:1-3组成。

5.如权利要求1所述的一种线束包覆用水性胶水，其特征在于：所述的缓冲剂为磷酸氢钠盐或碳酸氢钠盐中的一种；引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵中的一种；p H调节剂氨水、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种。

6.如权利要求1所述的一种线束包覆用水性胶水，其特征在于：所述的环氧树脂为环氧树脂EP-16、环氧树脂EP-20、环氧树脂EP-12、环氧树脂EP-13中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的一种线束包覆用水性胶水，其特征在于：所述的脂肪族水性聚氨酯乳液的固含量为35-50%。

8.如权利要求1所述的一种线束包覆用水性胶水，其特征在于：所述的交联剂为N-羟基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼中的一种或组合物。

9.如权利要求1所述的一种线束包覆用水性胶水，其特征在于：所述的润湿分散剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚氧乙烯；消泡剂为氟改性硅氧烷消泡剂、增稠剂为缔合型聚氨酯类、流平剂为有机硅类流平剂。

10.一种如权利要求1所述的线束包覆用水性胶水的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

（1）按质量百分比准确称取所需各原料；

（2）将改性聚丙烯酸酯乳液、脂肪族水性聚氨酯乳液、润湿分散剂和去离子水一起放入搅拌机，在转速1000-1200r/min下充分混合均匀；

（3）向步骤（2）的混合乳液中加入消泡剂、流平剂、增稠剂在转速800-1000r/min下充分搅拌均匀后；

（4）向步骤（3）的乳液混合体系中加入交联剂，在转速1000-1200r/min下充分混合均匀，进行过滤，除去机械杂质，即得一种线束包覆用水性胶水。