CN109468097A - 一种铝箔xps挤塑板复合水性胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水性胶粘剂技术领域，具体涉及一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂及其制备方法，其配方由77‑110份去离子水、0.4‑1.5份磷酸酯乳化剂、50‑60份丙烯酸酯单体混合物、5‑12份反应性磷酸酯功能单体、0.2‑0.8份引发剂、0.05‑0.15份增稠剂、0.05‑0.2份消泡剂和0.02‑0.05份润湿剂经特定聚合工艺而制成。本发明所制备的水性胶粘剂在铝箔上的附着力强，大大提高了与基材的粘合强度，其应用于铝箔和XPS挤塑板的复合贴合后，干燥熟化24小时后，可以在沸水中浸泡1小时而不会发生粘合层的破坏现象。

Description

一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性胶粘剂技术领域，具体涉及一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂及其制备方法。
背景技术
近年来，我国非常强调创建节能环保型社会，在建筑节能方面制定并执行非常严格的建筑节能设计标准，大力推广新型墙体材料和节能产品。XPS挤塑板具有蜂窝状闭孔结构，不透气不透水，隔热保温、防水防潮效果好而且质地轻强度高，具有一般板材所不能达到的优异指标。另外，铝箔具有“超级绝热材料”的名号，发射率小(即吸收率小，反射率大)，热传导系数及比热流都比较小，因而具有优异的空气间层绝热特性。将铝箔与XPS挤塑板通过胶粘剂复合制备的铝塑板隔热外围护材料是理想的隔音、隔热、防震建筑材料，具有非常大的市场前景。
传统的铝箔与XPS挤塑板复合常用的胶粘剂为溶剂型氯丁橡胶胶粘剂和环氧树脂胶粘剂，溶剂型胶粘剂复合后虽然牢度较高，但由于需要使用非环保溶剂稀释，不符合环保材料的要求。近年来也有一些生产商使用白乳胶水性胶粘剂进行复合，白乳胶相对环保，但复合牢度不够，复合24小时后经1小时沸水实验会发生粘合层的破坏现象。XPS挤塑板在复合面可以进行表面预先处理，增强表面粗糙度和提高表面张力，水性胶粘剂复合后在XPS挤塑板的粘接端通常能够形成非常高的啮合，而发生复合牢度不足的主要原因是铝箔表面非常致密，平滑，现有的水性胶粘剂分子与铝箔粘合后仅仅通过压敏性的物理贴合难以保证粘合强度。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足而提供一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂及其制备方法，所制备的水性胶粘剂在铝箔上的附着力强，大大提高了与基材的粘合强度，其应用于铝箔和XPS挤塑板的复合贴合后，干燥熟化24小时后，可以在沸水中浸泡1小时而不会发生粘合层的破坏现象。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，由以下重量份的原料制成：
去离子水 77-110份
磷酸酯乳化剂 0.4-1.2份
丙烯酸酯单体混合物 50-60份
反应性磷酸酯功能单体 5-12份
引发剂 0.2-0.8份
增稠剂 0.05-0.15份
消泡剂 0.05-0.2份
润湿剂 0.02-0.05份；
其中，所述磷酸酯乳化剂为非离子磷酸酯乳化剂和阴离子磷酸酯乳化剂的混合物。
优选的，所述的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，由以下重量份的原料制成：
去离子水 77-110份
磷酸酯乳化剂 0.4-1.2份
丙烯酸酯单体混合物 55-60份
反应性磷酸酯功能单体 5-10份
引发剂 0.2-0.5份
增稠剂 0.05-0.1份
消泡剂 0.05-0.2份
润湿剂 0.02-0.05份。
优选的，所述非离子磷酸酯乳化剂为商品型号为RHODAFACRS-710的脂肪族乙氧基乙醇磷酸酯。
优选的，所述阴离子磷酸酯乳化剂为商品型号为RHODAFAC RS-610的支链烷基醇聚氧乙烯醚磷酸单酯。
优选的，所述丙烯酸酯单体混合物包括丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、2-乙基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸、丙烯酸中的三种或四种。
优选的，所述反应性磷酸酯功能单体为含磷丙烯酸功能单体。
优选的，所述含磷丙烯酸功能单体的商品型号为Sipomer PAM-100或SipomerPAM-200。
优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种。
优选的，所述增稠剂为商品型号为RM-2020或BYK-425的缔合型聚氨酯增稠剂；所述消泡剂为商品型号为Foamstar ST 2410或Surfynol MD-20的水性分子级消泡剂；所述润湿剂为商品型号为Surfynol 104E或HARCROS V-40的炔二醇改性润湿剂。
本发明还提供上述一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、按配方量，取0.3-1.0份磷酸酯乳化剂、15-25份去离子水、丙烯酸酯单体混合物和反应性磷酸酯功能单体进行预乳化，搅拌均匀后得到单体预乳液；
步骤S2、按配方量，将引发剂溶于2-5份去离子水中，配制引发剂水溶液，备用；
步骤S3、按配方量，取0.1-0.2份磷酸酯乳化剂、60-80份去离子水和0.05-0.15份步骤S2制备的引发剂水溶液加入反应釜，搅拌均匀得到釜底液，然后升温至75-80℃，开始向釜底液中滴加步骤S1制备的单体预乳液，控制所述单体预乳液在150-160min内滴加完毕；
步骤S4、滴加完毕后，升温至85-90℃，继续保温反应50-60min；
步骤S5、降温至40-45℃，然后按配方量加入增稠剂、消泡剂和润湿剂，搅拌均匀后，即得到所述铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂。
本发明的有益效果：
本发明的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂及其制备方法，其配方由按重量份计的77-110份去离子水、0.4-1.5份磷酸酯乳化剂、50-60份丙烯酸酯单体混合物、5-12份反应性磷酸酯功能单体、0.2-0.8份引发剂、0.05-0.15份增稠剂、0.05-0.2份消泡剂和0.02-0.05份润湿剂经特定聚合工艺而制成，其中所述磷酸酯乳化剂为非离子磷酸酯乳化剂和阴离子磷酸酯乳化剂的混合物。本发明通过对合成的丙烯酸酯乳液进行分子设计，引入磷酸酯表面活性剂和反应性磷酸酯功能单体，将磷酸酯官能团引入到胶粘剂聚合物分子链上，利用磷酸酯与铝之间发生化学作用，从而提高最终制备的水性胶粘剂与铝箔之间的粘合强度，进而保证铝箔和XPS挤塑板复合后更牢固。与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的配方中采用非离子磷酸酯乳化剂和阴离子磷酸酯乳化剂复配作为乳液聚合物的乳化剂体系，使乳液聚合更稳定，粒径分布更均匀，并且可以改善水性胶粘剂体系对铝箔表面的防闪锈性能，提高耐水性能；
(2)本发明的制备工艺中，在丙烯酸酯乳胶粒中引入反应性磷酸酯功能单体，可以使磷酸酯与铝基材反应生成磷酸酯铝盐，成为磷化膜的成分之一，进而成为胶粘剂聚合物与铝金属基材间的连接桥梁，将磷酸酯牢固地连接到铝箔基材上，提高胶粘剂层在铝箔上的附着力；
(3)本发明所制备的水性胶粘剂，应用于铝箔和XPS挤塑板的复合贴合后，干燥熟化24小时后，可以在沸水中浸泡1小时不会发生粘合层的破坏现象。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
本实施例的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，采用如下步骤制备而成(以下各组分均按重量份计)：
步骤S1、取0.3份磷酸酯乳化剂、20份丙烯酸乙酯、22份甲基丙烯酸甲酯、13份丙烯酸丁酯、5份商品型号为Sipomer PAM-100的含磷丙烯酸功能单体和15份去离子水进行预乳化，搅拌均匀后得到单体预乳液；
步骤S2、将0.2份引发剂过硫酸铵溶于3份去离子水中，配制引发剂水溶液，备用；
步骤S3、取0.1份磷酸酯乳化剂、60份去离子水和0.05份步骤S2制备的引发剂水溶液加入反应釜，搅拌均匀得到釜底液，然后升温至75℃，开始向釜底液中滴加步骤S1制备的单体预乳液，控制所述单体预乳液在150min内滴加完毕；
步骤S4、滴加完毕后，升温至85℃，继续保温反应50min；
步骤S5、降温至40℃，然后加入0.07份商品型号为RM-2020的增稠剂、0.05份商品型号为Foamstar ST 2410的消泡剂和0.03份商品型号为Surfynol 104E的炔二醇改性润湿剂，搅拌均匀后，即得到所述铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂。
本实施例中，步骤S1的磷酸酯乳化剂是由商品型号为RHODAFACRS-710的脂肪族乙氧基乙醇磷酸酯和商品型号为RHODAFAC RS-610的支链烷基醇聚氧乙烯醚磷酸单酯按照质量比1:1复配而成的混合物。
实施例2：
本实施例的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，采用如下步骤制备而成(以下各组分均按重量份计)：
步骤S1、取0.7份磷酸酯乳化剂、15份丙烯酸丁酯、12份2-乙基丙烯酸己酯、8份甲基丙烯酸月桂酯、23份甲基丙烯酸、7份商品型号为Sipomer PAM-200的含磷丙烯酸功能单体和20份去离子水进行预乳化，搅拌均匀后得到单体预乳液；
步骤S2、将0.2份过硫酸铵、0.4份过硫酸钾和0.2份过硫酸钠溶于2份去离子水中，配制引发剂水溶液，备用；
步骤S3、取0.1份磷酸酯乳化剂、67份去离子水和0.08份步骤S2制备的引发剂水溶液加入反应釜，搅拌均匀得到釜底液，然后升温至80℃，开始向釜底液中滴加步骤S1制备的单体预乳液，控制所述单体预乳液在153min内滴加完毕；
步骤S4、滴加完毕后，升温至90℃，继续保温反应53min；
步骤S5、降温至45℃，然后加入0.05份商品型号为BYK-425的增稠剂、0.09份商品型号为Surfynol MD-20的消泡剂和0.02份商品型号为HARCROS V-40的炔二醇改性润湿剂，搅拌均匀后，即得到所述铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂。
本实施例中，步骤S1的磷酸酯乳化剂是由商品型号为RHODAFACRS-710的脂肪族乙氧基乙醇磷酸酯和商品型号为RHODAFAC RS-610的支链烷基醇聚氧乙烯醚磷酸单酯按照质量比2:3复配而成的混合物。
实施例3：
本实施例的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，采用如下步骤制备而成(以下各组分均按重量份计)：
步骤S1、取1.0份磷酸酯乳化剂、10份甲基丙烯酸月桂酯、20份甲基丙烯酸、30份丙烯酸、12份商品型号为Sipomer PAM-200的含磷丙烯酸功能单体和25份去离子水进行预乳化，搅拌均匀后得到单体预乳液；
步骤S2、将0.3份过硫酸铵和0.2份过硫酸钠溶于4份去离子水中，配制引发剂水溶液，备用；
步骤S3、取0.2份磷酸酯乳化剂、80份去离子水和0.15份步骤S2制备的引发剂水溶液加入反应釜，搅拌均匀得到釜底液，然后升温至76℃，开始向釜底液中滴加步骤S1制备的单体预乳液，控制所述单体预乳液在156min内滴加完毕；
步骤S4、滴加完毕后，升温至86℃，继续保温反应56min；
步骤S5、降温至42℃，然后加入0.1份商品型号为BYK-425的增稠剂、0.2份商品型号为Foamstar ST 2410的消泡剂和0.05份商品型号为HARCROS V-40的炔二醇改性润湿剂，搅拌均匀后，即得到所述铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂。
本实施例中，步骤S1的磷酸酯乳化剂是由商品型号为RHODAFACRS-710的脂肪族乙氧基乙醇磷酸酯和商品型号为RHODAFAC RS-610的支链烷基醇聚氧乙烯醚磷酸单酯按照质量比1:4复配而成的混合物。
实施例4：
本实施例的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，采用如下步骤制备而成(以下各组分均按重量份计)：
步骤S1、取0.4份磷酸酯乳化剂、12份甲基丙烯酸甲酯、15份2-乙基丙烯酸己酯、3份甲基丙烯酸月桂酯、20份甲基丙烯酸、10份商品型号为Sipomer PAM-100的含磷丙烯酸功能单体和22份去离子水进行预乳化，搅拌均匀后得到单体预乳液；
步骤S2、将0.2份过硫酸钾和0.2份过硫酸钠溶于5份去离子水中，配制引发剂水溶液，备用；
步骤S3、取0.2份磷酸酯乳化剂、75份去离子水和0.12份步骤S2制备的引发剂水溶液加入反应釜，搅拌均匀得到釜底液，然后升温至78℃，开始向釜底液中滴加步骤S1制备的单体预乳液，控制所述单体预乳液在160min内滴加完毕；
步骤S4、滴加完毕后，升温至88℃，继续保温反应60min；
步骤S5、降温至43℃，然后0.15份加入商品型号为RM-2020的增稠剂、0.16份商品型号为Surfynol MD-20的消泡剂和0.04份商品型号为Surfynol 104E的炔二醇改性润湿剂，搅拌均匀后，即得到所述铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂。
本实施例中，步骤S1的磷酸酯乳化剂是由商品型号为RHODAFACRS-710的脂肪族乙氧基乙醇磷酸酯和商品型号为RHODAFAC RS-610的支链烷基醇聚氧乙烯醚磷酸单酯按照质量比5:3复配而成的混合物。
本实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，其特征在于：由以下重量份的原料制成：
去离子水77-110份
磷酸酯乳化剂0.4-1.2份
丙烯酸酯单体混合物50-60份
反应性磷酸酯功能单体5-12份
引发剂0.2-0.8份
增稠剂0.05-0.15份
消泡剂0.05-0.2份
润湿剂0.02-0.05份；
其中，所述磷酸酯乳化剂为非离子磷酸酯乳化剂和阴离子磷酸酯乳化剂的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，其特征在于：由以下重量份的原料制成：
去离子水77-110份
磷酸酯乳化剂0.4-1.2份
丙烯酸酯单体混合物55-60份
反应性磷酸酯功能单体5-10份
引发剂0.2-0.5份
增稠剂0.05-0.1份
消泡剂0.05-0.2份
润湿剂0.02-0.05份。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，其特征在于：所述非离子磷酸酯乳化剂为商品型号为RHODAFACRS-710的脂肪族乙氧基乙醇磷酸酯。
4.根据权利要求1或2所述的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，其特征在于：所述阴离子磷酸酯乳化剂为商品型号为RHODAFAC RS-610的支链烷基醇聚氧乙烯醚磷酸单酯。
5.根据权利要求1或2所述的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，其特征在于：所述丙烯酸酯单体混合物包括丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、2-乙基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸、丙烯酸中的三种或四种。
6.根据权利要求1或2所述的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，其特征在于：所述反应性磷酸酯功能单体为含磷丙烯酸功能单体。
7.根据权利要求6所述的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，其特征在于：所述含磷丙烯酸功能单体的商品型号为Sipomer PAM-100或Sipomer PAM-200。
8.根据权利要求1或2所述的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂，其特征在于：所述增稠剂为商品型号为RM-2020或BYK-425的缔合型聚氨酯增稠剂；所述消泡剂为商品型号为Foamstar ST 2410或Surfynol MD-20的水性分子级消泡剂；所述润湿剂为商品型号为Surfynol 104E或HARCROS V-40的炔二醇改性润湿剂。
10.如权利要求1至9任意一项所述的一种铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、按配方量，取0.3-1.0份磷酸酯乳化剂、15-25份去离子水、丙烯酸酯单体混合物和反应性磷酸酯功能单体进行预乳化，搅拌均匀后得到单体预乳液；
步骤S2、按配方量，将引发剂溶于2-5份去离子水中，配制引发剂水溶液，备用；
步骤S3、按配方量，取0.1-0.2份磷酸酯乳化剂、60-80份去离子水和0.05-0.15份步骤S2制备的引发剂水溶液加入反应釜，搅拌均匀得到釜底液，然后升温至75-80℃，开始向釜底液中滴加步骤S1制备的单体预乳液，控制所述单体预乳液在150-160min内滴加完毕；
步骤S4、滴加完毕后，升温至85-90℃，继续保温反应50-60min；
步骤S5、降温至40-45℃，然后按配方量加入增稠剂、消泡剂和润湿剂，搅拌均匀后，即得到所述铝箔XPS挤塑板复合水性胶粘剂。
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