CN110484193A - 一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建材制备技术领域，具体涉及一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法。本发明以大豆为原料，从大豆中提取的蛋白经过酸热改性，提高了水溶性胶粘剂的防潮性能，玻璃胶中柠檬酸是一种稳定剂，抑制细菌繁殖，电气石粉还可以提供负氧离子，提高抑菌能力，并对玻璃胶的防氧化能力有所增强；本发明将蓖麻油聚氨酯和甲基硅橡胶进行网络互穿，IPN的互穿结构中以蓖麻油聚氨酯为连续相，甲基硅橡胶为分散相，硅橡胶有开放式的微孔结构，真空脱泡后表面张力很小，互穿网络结构结合更紧密，固化后不易吸水脱落，另外硅橡胶与玻璃、玻璃等基材表面会构成氢键，粘结力得到提高，从而解决玻璃胶在玻璃表面因粉尘过多而粘接不牢问题，具有广阔的应用前景。

Description

一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法
技术领域
本发明属于建材制备技术领域，具体涉及一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法。
背景技术
玻璃胶，是一种家庭常用的黏合剂，由硅酸钠和醋酸以及有机性的硅酮组成。硅酸钠易溶于水，有粘性，在南方称为水玻璃，在北方称为泡花碱。
国内普通复合用溶剂型玻璃胶双组分聚氨酯胶粘剂玻璃胶生产技术已完全掌握，部分生产厂家工艺成熟，质量稳定，可完全替代进口产品；镀铝膜专用胶、耐爽滑剂功能胶等产品针对性强，性能突出，应大力推广；中国气候差异明显，复合设备状况各异，复合厂家应有针对性地选择适用的胶粘剂品种玻璃胶。随着中国经济的持续发展以及人民生活质量的不断提高，市场对玻璃胶产品的要求越来越高，性能好、质量高、环保型的玻璃胶产品将会受到人们的青睐。然而市面上许多玻璃胶都存在易变黑发霉及粘接基材表面不干净而导致玻璃胶固化后出现粘接不牢或脱落缺陷，玻璃胶生产企业和科研院所应根据市场的需求，积极研究开发高性能、高品质的玻璃胶新产品，以应对国内外市场的竞争。
目前玻璃胶存在：粘合力不强、容易开裂、脱落、易变黑发霉等问题。
因此，发明一种优良的玻璃胶对建材制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前玻璃胶容易在潮湿环境下容易吸潮，发霉变黑，如果粘接基材表面不干净还会导致玻璃胶固化后出现粘接不牢或脱落缺陷的缺陷，提供了一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将预混乳化液、蓖麻油、甲基硅橡胶、环氧促进剂DMP-30置于搅拌机中，以300～350r/min的转速分散2～3h，得到预分散混合物；
（2）向预分散混合物中加入电气石粉、羧基丁苯胶乳、质量分数为35%的甲醛水溶液、质量分数为20%的柠檬酸溶液、酸热处理蛋白粉，搅拌分散随后真空脱泡40～45min，得到高粘结力防潮玻璃胶；
所述的酸热处理蛋白粉具体制备步骤为：
（1）取200～250g大豆置于磨豆机中磨碎，过滤得到豆粕，将蒸馏水与豆粕按质量比为7︰2混合，得到豆粕悬浮液，用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节豆粕悬浮液的pH，室温下搅拌1.5～2.0h，置于离心机中，以3000～35000r/min转速离心分离13～15min，分离得到上层清液，用质量分数为2%的盐酸调节上层清液pH，得到酸化悬浮液，将酸化悬浮液置于离心机中，以4000～5000r/min转速离心分离15～18min，分离收集蛋白沉淀；
（2）将上述蛋白沉淀与质量分数为10%的盐酸混合，得到酸化蛋白液，将酸化蛋白液置于高速分散机中，以3000～4000r/min的转速，分散10～15min，将分散后的酸化蛋白液置于烘箱中，加热升温至120～125℃，烘干固化，研磨过200目筛，得到酸热处理蛋白粉；
所述的聚氨酯预聚物具体制备步骤为：
按重量份数计，向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入200～230份蓖麻油多元醇，真空加热，脱水30～35min，冷却至室温，启动搅拌器，以200～250r/min的转速搅拌，加热升温至70～80℃后，用恒压滴液漏斗以3～5mL/min的滴加速率，向三口烧瓶中加入80～90份甲苯二异氰酸酯，并保温反应2～3h，出料冷却至室温，得到聚氨酯预聚物。
所述的高粘结力防潮玻璃胶具体制备步骤（1）中制备预分散混合物的各原料，按重量份数计，包括70～80份预混乳化液、20～30份蓖麻油、30～35份甲基硅橡胶、5～7份环氧促进剂DMP-30。
所述的高粘结力防潮玻璃胶具体制备步骤（1）中所述的预混乳化液由纤维素醚和聚氨酯预聚物按质量比为1︰10混合分散得到。
所述的高粘结力防潮玻璃胶具体制备步骤（2）中，各组分原料按重量份数计，包括100～120份预分散混合物中加入10～15份电气石粉、20～25份羧基丁苯胶乳、10～15份质量分数为35%的甲醛水溶液、10～15份质量分数为20%的柠檬酸溶液、20～25份酸热处理蛋白粉。
所述的酸热处理蛋白粉具体制备步骤（1）中碱化后pH控制为8.0～9.0，酸化pH控制为4.5～5.0。
所述的酸热处理蛋白粉具体制备步骤（1）中制备豆粕悬浮液时蒸馏水与豆粕混合质量比为7︰2。
所述的酸热处理蛋白粉具体制备步骤（2）中蛋白沉淀与质量分数为10%的盐酸混合质量比为1︰3混合。
所述的聚氨酯预聚物具体制备步骤中进一步限定蓖麻油多元醇与甲苯二异氰酸酯质量比为1.8～2.2。
所述的聚氨酯预聚物具体制备步骤中真空加热脱水时优选温度为110～120℃。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以大豆为原料，将大豆磨碎后过滤分离得到豆粕，将蒸馏水和豆粕混合得到豆粕悬浮液，经过氢氧化钠溶液碱化得到碱化悬浮液，将碱化悬浮液置于离心机中，离心分离得到上层清液，将上层清液用稀盐酸酸化，分离得到下层蛋白沉淀，取沉淀酸化后离心分散，干燥得到酸热处理蛋白粉，本发明从大豆中提取的蛋白经过酸热改性，使大豆蛋白分子链舒展，破坏蛋白分子的氢键，将内部活性基团暴露出来，酸热改性后大豆蛋白携带多个活性位点，水溶性下降，存在于胶粘剂的微量油相中，活性位点会与淀粉大分子链相连，淀粉构成了胶粘剂的骨架，在胶粘剂表面酸热改性后大豆蛋白水溶性差，提高了水溶性胶粘剂的防潮性能，玻璃胶中柠檬酸是一种稳定剂，也可以提供酸性环境，抑制细菌繁殖，电气石粉还可以提供负氧离子，提高抑菌能力，并对玻璃胶的防氧化能力有所增强；
（2）本发明以蓖麻油多元醇、甲苯二异氰酸酯为原料制备得到聚氨酯预聚物，将纤维素醚和聚氨酯预聚物混合分散得到预混乳化液，再向其中添加蓖麻油、甲基硅橡胶、环氧促进剂DMP-30得到预分散混合物，向预分散混合物中加入电气石粉、甲醛水溶液、羧基丁苯胶乳、酸热处理蛋白粉等物料，经真空脱泡得到玻璃胶，聚氨酯预聚物虽然有很高的弹性和较好的耐低温性能，但是其耐热性、粘接性有待提高，甲基硅橡胶胶粘剂固化后虽然较脆，但是其粘接性能优异、耐热性能优良，因而本发明将蓖麻油聚氨酯和甲基硅橡胶进行网络互穿，制备得具有IPN结构的胶粘剂，IPN的互穿结构中以蓖麻油聚氨酯为连续相，甲基硅橡胶为分散相，硅橡胶有开放式的微孔结构，真空脱泡后的玻璃胶表面张力很小，容易
浸润玻璃基材表面的灰尘，将灰尘吸入玻璃胶内部分散相的微孔结构中，使得玻璃表面得到清洁，互穿网络结构结合更紧密，玻璃胶固化后不易吸水脱落，另外硅橡胶与玻璃、玻璃等基材表面会构成氢键，分子间作用力增强，粘结力得到提高，从而解决玻璃胶在玻璃表面因粉尘过多而粘接不牢问题，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
取200～250g大豆置于磨豆机中磨碎，过滤得到豆粕，将蒸馏水与豆粕按质量比为7︰2混合，得到豆粕悬浮液，用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节豆粕悬浮液的pH为8.0～9.0，室温下搅拌1.5～2.0h，置于离心机中，以3000～35000r/min转速离心分离13～15min，分离得到上层清液，用质量分数为2%的盐酸调节上层清液pH为4.5～5.0，得到酸化悬浮液，将酸化悬浮液置于离心机中，以4000～5000r/min转速离心分离15～18min，分离收集蛋白沉淀；将上述蛋白沉淀与质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰3混合，得到酸化蛋白液，将酸化蛋白液置于高速分散机中，以3000～4000r/min的转速，分散10～15min，将分散后的酸化蛋白液置于烘箱中，加热升温至120～125℃，烘干固化，研磨过200目筛，得到酸热处理蛋白粉；按重量份数计，向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入200～230份蓖麻油多元醇，真空加热至110～120℃，脱水30～35min，冷却至室温，启动搅拌器，以200～250r/min的转速搅拌，加热升温至70～80℃后，用恒压滴液漏斗以3～5mL/min的滴加速率，向三口烧瓶中加入80～90份甲苯二异氰酸酯，并保温反应2～3h，出料冷却至室温，得到聚氨酯预聚物；按重量份数计，将70～80份预混乳化液、20～30份蓖麻油、30～35份甲基硅橡胶、5～7份环氧促进剂DMP-30置于搅拌机中，以300～350r/min的转速分散2～3h，得到预分散混合物，所述的预混乳化液由纤维素醚和聚氨酯预聚物按质量比为1︰10混合分散得到；按重量份数计，向100～120份预分散混合物中加入10～15份电气石粉、20～25份羧基丁苯胶乳、10～15份质量分数为35%的甲醛水溶液、10～15份质量分数为20%的柠檬酸溶液、20～25份酸热处理蛋白粉，搅拌分散随后真空脱泡40～45min，得到高粘结力防潮玻璃胶。
实施例1
酸化悬浮液的制备：
取200g大豆置于磨豆机中磨碎，过滤得到豆粕，将蒸馏水与豆粕按质量比为7︰2混合，得到豆粕悬浮液，用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节豆粕悬浮液的pH为8.0，室温下搅拌1.5h，置于离心机中，以3000r/min转速离心分离13min，分离得到上层清液，用质量分数为2%的盐酸调节上层清液pH为4.5，得到酸化悬浮液，将酸化悬浮液置于离心机中，以4000r/min转速离心分离15min，分离收集蛋白沉淀；
酸热处理蛋白粉的制备：
将上述蛋白沉淀与质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰3混合，得到酸化蛋白液，将酸化蛋白液置于高速分散机中，以3000r/min的转速，分散10min，将分散后的酸化蛋白液置于烘箱中，加热升温至120℃，烘干固化，研磨过200目筛，得到酸热处理蛋白粉；
聚氨酯预聚物的制备：
按重量份数计，向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入200份蓖麻油多元醇，真空加热至110℃，脱水30min，冷却至室温，启动搅拌器，以200r/min的转速搅拌，加热升温至70℃后，用恒压滴液漏斗以3mL/min的滴加速率，向三口烧瓶中加入80份甲苯二异氰酸酯，并保温反应2h，出料冷却至室温，得到聚氨酯预聚物；
预分散混合物的制备：
按重量份数计，将70份预混乳化液、20份蓖麻油、30份甲基硅橡胶、5份环氧促进剂DMP-30置于搅拌机中，以300r/min的转速分散2h，得到预分散混合物，所述的预混乳化液由纤维素醚和聚氨酯预聚物按质量比为1︰10混合分散得到；
高粘结力防潮玻璃胶的制备：
按重量份数计，向100份预分散混合物中加入10份电气石粉、20份羧基丁苯胶乳、10份质量分数为35%的甲醛水溶液、10份质量分数为20%的柠檬酸溶液、20份酸热处理蛋白粉，搅拌分散随后真空脱泡40min，得到高粘结力防潮玻璃胶。
实施例2
酸化悬浮液的制备：
取225g大豆置于磨豆机中磨碎，过滤得到豆粕，将蒸馏水与豆粕按质量比为7︰2混合，得到豆粕悬浮液，用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节豆粕悬浮液的pH为8.5，室温下搅拌1.75h，置于离心机中，以3250r/min转速离心分离14min，分离得到上层清液，用质量分数为2%的盐酸调节上层清液pH为4.75，得到酸化悬浮液，将酸化悬浮液置于离心机中，以4500r/min转速离心分离16.5min，分离收集蛋白沉淀；
酸热处理蛋白粉的制备：
将上述蛋白沉淀与质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰3混合，得到酸化蛋白液，将酸化蛋白液置于高速分散机中，以3500r/min的转速，分散12.5min，将分散后的酸化蛋白液置于烘箱中，加热升温至122.5℃，烘干固化，研磨过200目筛，得到酸热处理蛋白粉；
聚氨酯预聚物的制备：
按重量份数计，向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入215份蓖麻油多元醇，真空加热至115℃，脱水32.5min，冷却至室温，启动搅拌器，以225r/min的转速搅拌，加热升温至75℃后，用恒压滴液漏斗以4mL/min的滴加速率，向三口烧瓶中加入85份甲苯二异氰酸酯，并保温反应2.5h，出料冷却至室温，得到聚氨酯预聚物；
预分散混合物的制备：
按重量份数计，将75份预混乳化液、25份蓖麻油、32.5份甲基硅橡胶、6份环氧促进剂DMP-30置于搅拌机中，以325r/min的转速分散2.5h，得到预分散混合物，所述的预混乳化液由纤维素醚和聚氨酯预聚物按质量比为1︰10混合分散得到；
高粘结力防潮玻璃胶的制备：
按重量份数计，向110份预分散混合物中加入12.5份电气石粉、22.5份羧基丁苯胶乳、12.5份质量分数为35%的甲醛水溶液、12.5份质量分数为20%的柠檬酸溶液、22.5份酸热处理蛋白粉，搅拌分散随后真空脱泡42.5min，得到高粘结力防潮玻璃胶。
实施例3
酸化悬浮液的制备：
取250g大豆置于磨豆机中磨碎，过滤得到豆粕，将蒸馏水与豆粕按质量比为7︰2混合，得到豆粕悬浮液，用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节豆粕悬浮液的pH为9.0，室温下搅拌2.0h，置于离心机中，以3500r/min转速离心分离15min，分离得到上层清液，用质量分数为2%的盐酸调节上层清液pH为5.0，得到酸化悬浮液，将酸化悬浮液置于离心机中，以5000r/min转速离心分离18min，分离收集蛋白沉淀；
酸热处理蛋白粉的制备：
将上述蛋白沉淀与质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰3混合，得到酸化蛋白液，将酸化蛋白液置于高速分散机中，以4000r/min的转速，分散15min，将分散后的酸化蛋白液置于烘箱中，加热升温至125℃，烘干固化，研磨过200目筛，得到酸热处理蛋白粉；
聚氨酯预聚物的制备：
按重量份数计，向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入230份蓖麻油多元醇，真空加热至120℃，脱水35min，冷却至室温，启动搅拌器，以250r/min的转速搅拌，加热升温至80℃后，用恒压滴液漏斗以5mL/min的滴加速率，向三口烧瓶中加入90份甲苯二异氰酸酯，并保温反应3h，出料冷却至室温，得到聚氨酯预聚物；
预分散混合物的制备：
按重量份数计，将80份预混乳化液、30份蓖麻油、35份甲基硅橡胶、7份环氧促进剂DMP-30置于搅拌机中，以350r/min的转速分散3h，得到预分散混合物，所述的预混乳化液由纤维素醚和聚氨酯预聚物按质量比为1︰10混合分散得到；
高粘结力防潮玻璃胶的制备：
按重量份数计，向120份预分散混合物中加入15份电气石粉、25份羧基丁苯胶乳、15份质量分数为35%的甲醛水溶液、15份质量分数为20%的柠檬酸溶液、25份酸热处理蛋白粉，搅拌分散随后真空脱泡45min，得到高粘结力防潮玻璃胶。
对比例1与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少酸热处理蛋白粉。
对比例2与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少电气石粉。
对比例3东莞某公司生产的玻璃胶。
分别对本发明和对比例中的玻璃胶进行性能检测，检测结果如表1所示：
粘度参照GB/T2794的标准进行检测。
发黑、防霉性能检测：取等量实施例和对比例中的玻璃胶，均匀的涂抹于玻璃上，待24h后观察表面的发霉和发黑情况。
脱落现象检测：取等量实施例和对比例中的玻璃胶，均匀的涂抹于表面基材不干净的玻璃上，待24h后观察玻璃胶是否有脱落现象。
大肠杆菌抑菌率的测试按GB/T20944.2-2007纺织品抗菌性能的评价规定进行性能检测。
金黄色葡萄球菌的测试按GB/T20944.2-2007纺织品抗菌性能的评价规定进行性能检测。
表1玻璃胶性能测定结果
通过表1能够看出，本发明制备的高粘结力防潮玻璃胶，在潮湿环境下不容易吸潮，不容易发霉变黑，而且抑菌效果比较好，玻璃胶固化后，粘结比较牢固有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将预混乳化液、蓖麻油、甲基硅橡胶、环氧促进剂DMP-30置于搅拌机中，以300～350r/min的转速分散2～3h，得到预分散混合物；
（2）向预分散混合物中加入电气石粉、羧基丁苯胶乳、质量分数为35%的甲醛水溶液、质量分数为20%的柠檬酸溶液、酸热处理蛋白粉，搅拌分散随后真空脱泡40～45min，得到高粘结力防潮玻璃胶；
所述的酸热处理蛋白粉具体制备步骤为：
（1）取200～250g大豆置于磨豆机中磨碎，过滤得到豆粕，将蒸馏水与豆粕按质量比为7︰2混合，得到豆粕悬浮液，用质量分数为10%的氢氧化钠溶液调节豆粕悬浮液的pH，室温下搅拌1.5～2.0h，置于离心机中，以3000～35000r/min转速离心分离13～15min，分离得到上层清液，用质量分数为2%的盐酸调节上层清液pH，得到酸化悬浮液，将酸化悬浮液置于离心机中，以4000～5000r/min转速离心分离15～18min，分离收集蛋白沉淀；
（2）将上述蛋白沉淀与质量分数为10%的盐酸混合，得到酸化蛋白液，将酸化蛋白液置于高速分散机中，以3000～4000r/min的转速，分散10～15min，将分散后的酸化蛋白液置于烘箱中，加热升温至120～125℃，烘干固化，研磨过200目筛，得到酸热处理蛋白粉；
所述的聚氨酯预聚物具体制备步骤为：
按重量份数计，向带有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入200～230份蓖麻油多元醇，真空加热，脱水30～35min，冷却至室温，启动搅拌器，以200～250r/min的转速搅拌，加热升温至70～80℃后，用恒压滴液漏斗以3～5mL/min的滴加速率，向三口烧瓶中加入80～90份甲苯二异氰酸酯，并保温反应2～3h，出料冷却至室温，得到聚氨酯预聚物。
2.根据权利要求1所述的一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法，其特征在于：所述的高粘结力防潮玻璃胶具体制备步骤（1）中制备预分散混合物的各原料，按重量份数计，包括70～80份预混乳化液、20～30份蓖麻油、30～35份甲基硅橡胶、5～7 份环氧促进剂DMP-30 。
3.根据权利要求1所述的一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法，其特征在于： 所述的高粘结力防潮玻璃胶具体制备步骤（1）中所述的预混乳化液由纤维素醚和
聚氨酯预聚物按质量比为1︰10混合分散得到。
4.根据权利要求1所述的一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法，其特征在于：所述的高粘结力防潮玻璃胶具体制备步骤（2）中，各组分原料按重量份数计，包括100～120份预分散混合物中加入10～15份电气石粉、20～25份羧基丁苯胶乳、10～15份质量分数为35%的甲醛水溶液、10～15份质量分数为20%的柠檬酸溶液、20～25份酸热处理蛋白粉。
5.根据权利要求1所述的一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法，其特征在于：所述的酸热处理蛋白粉具体制备步骤（1）中碱化后pH控制为8.0～9.0，酸化pH控制为4.5～5.0。
6.根据权利要求1所述的一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法，其特征在于：所述的酸热处理蛋白粉具体制备步骤（1）中制备豆粕悬浮液时蒸馏水与豆粕混合质量比为7︰2。
7.根据权利要求1所述的一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法，其特征在于：所述的酸热处理蛋白粉具体制备步骤（2）中蛋白沉淀与质量分数为10%的盐酸混合质量比为1︰3混合。
8.根据权利要求1所述的一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法，其特征在于：所述的聚氨酯预聚物具体制备步骤中进一步限定蓖麻油多元醇与甲苯二异氰酸酯 质量比为1.8～2.2。
9.根据权利要求1所述的一种高粘结力防潮玻璃胶的制备方法，其特征在于：所述的聚氨酯预聚物具体制备步骤中真空加热脱水时优选温度为110～120℃。
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