CN111040708B - 一种胶水及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种胶水及其制备工艺，按重量份包括以下组分：聚氨酯预聚体乳液75‑95份、大豆蛋白纤维改性乳液10‑20份、粉煤灰4‑8份、木质素磺酸钠3‑6份、黄精粉2‑5份、阻燃剂1.5‑3.5份以及抗氧化剂0.5‑2份；所述大豆蛋白纤维改性乳液为大豆蛋白纤维‑纳米二氧化钛‑有机硅乳液；制备工艺，具体包括以下步骤：S1.主料混合：先向聚氨酯预聚体乳液中添加大豆蛋白纤维改性乳液搅拌均匀，搅拌温度为25‑35℃，搅拌时间为2‑4min；S2.辅料添加：向S1制备的乳液中添加木质素磺酸钠、黄精粉以及粉煤灰搅拌均匀，搅拌温度为25‑35℃，搅拌时间为1‑3min；S3.成品制备：向S2制备的乳液中加入阻燃剂以及抗氧化剂搅拌均匀，搅拌温度为30‑40℃，搅拌时间为1‑2min，制成胶水成品。本发明提高胶水耐热性的效果。

Description

一种胶水及其制备工艺
技术领域
本发明涉及胶黏剂的技术领域，尤其是涉及一种胶水及其制备工艺。
背景技术
胶水是连接两种材料的中间体，多以水剂出现，属于精细化工类。胶水的种类繁多，主要以粘料、物理形态、硬化方法和被粘物材质等来进行分类。常见的胶水有瞬间胶、环氧树脂粘结胶、厌氧胶水、UV胶水、热熔胶、压敏胶、乳胶等。
由于市面上的多种胶水均存在耐热性差的缺陷，因此，如何提高胶水的耐热性，使其具有更广泛的应用前景是目前胶水生产亟需解决的问题。
目前，公告号为CN102002330B的中国发明专利公开了一种胶水，所述的胶水由以下重量份数的原料组成：氯丁橡胶3000～6000份、氧化镁100～200份、锌氧粉200～400份、抗老剂100～200份、软化油80～120份、黑色胶200～400份、橡胶溶剂4000～6000份、二甲苯4000～6000份、弹力胶15000～20000份。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述方案仅通过添加弹力胶以增强胶水的耐热性，然而弹力胶本身是一种胶制剂，其耐热性受到限制，因此，弹力胶对于胶水耐热性的提升不足。
发明内容
本发明的目的一是提供一种胶水，其具有提高胶水耐热性的效果。
本发明的目的二是提供一种基于目的一的胶水的制备工艺。
本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种胶水，按重量份包括以下组分：聚氨酯预聚体乳液75-95份、大豆蛋白纤维改性乳液10-20份、木质素磺酸钠3-6份、阻燃剂1.5-3.5份以及抗氧化剂0.5-2份；所述大豆蛋白纤维改性乳液为大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛-有机硅乳液。
通过采用上述技术方案，大豆蛋白纤维拉伸强度高，且耐酸耐碱性强，其粘连性能优越；
纳米二氧化钛具有很高的化学稳定性以及热稳定性，且其屏蔽紫外线作用强，用以弥补大豆蛋白纤维耐热性不足的缺陷；
有机硅具有耐高低温、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味等优异特性，将其与大豆蛋白纤维以及纳米二氧化钛复配，有利于提高大豆蛋白纤维改性乳液的各项理化性能，从而提高胶水的耐热性等理化性能；
将三者进行复配，并添加至组分中制备亚克力板，三者协同配合，用以弥补聚氨酯预聚体乳液耐热性不足以及耐水性差的缺陷，从而提高胶水的耐热性，同时确保胶水的环保性能；
木质素磺酸钠一方面用于提高各组分的分散性，从而提高组分之间共混的稳定性；另一方面，由于木质素磺酸钠具有良好的粘度，从而提高胶水的粘稠度。
本发明进一步设置为：所述大豆蛋白纤维改性乳液的制备方法为：
A1.大豆蛋白纤维溶解：将20g无水氯化锌和68g无水甲酸加水配制100g甲酸-氯化锌溶液，将大豆蛋白纤维加入其中，搅拌均匀，使其溶解；
A2.纳米二氧化钛添加：向大豆蛋白纤维溶液中加入纳米二氧化钛，水浴加热搅拌均匀，水浴温度为60-70℃，制成大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛乳液；
A3.有机硅添加：向大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛乳液中添加有机硅乳液改性，水浴加热搅拌均匀，水浴温度为55-65℃，制成大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛-有机硅乳液。
通过采用上述技术方案，由于有机硅乳液为共聚物，先将大豆蛋白纤维与纳米二氧化钛进行复配，两者的复配物再与有机硅乳液进行共混改性，从而制得大豆蛋白纤维改性乳液。
本发明进一步设置为：所述大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：(1.3-2.7)：(0.6-1.4)。
通过采用上述技术方案，将大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的添加量控制在合适的范围内，从而确保三者的复配效果，以此确保大豆蛋白纤维改性乳液的理化性能。
本发明进一步设置为：所述组分中还包括黄精粉4-8份。
通过采用上述技术方案，黄精粉具有优越的黏附性能，添加至组分中有利于提高胶水的粘稠度与粘连性，从而提高胶水的品质。
本发明进一步设置为：所述组分中还包括粉煤灰2-5份。
通过采用上述技术方案，粉煤灰表面粗糙，内部呈蜂窝状孔隙结构，与其他组分共混时，组分容易进入粉煤灰的内部孔隙中将其填满，从而提高各组分之间的共混效果；粉煤灰还具有提高胶水流动度的作用。
本发明进一步设置为：所述阻燃剂为氢氧化镁或氢氧化铝中的一种。
通过采用上述技术方案，由于大豆蛋白改性乳液中的纳米二氧化钛以及有机硅均具有良好的阻燃效果，选用性质较温和的氢氧化镁或氢氧化铝作为阻燃剂使用，主要是由于氢氧化镁与氢氧化铝均具有环保无毒、价廉易得的特性，从而确保胶水的环保性能。
本发明进一步设置为：所述抗氧化剂为甲基硅酮。
通过采用上述技术方案，甲基硅酮的添加在胶水的表面形成物理屏障，从而避免氧气进入胶水内部，以此避免胶水中的基团发生氧化反应，降低了胶水在长期使用的过程中产生表面裂纹的可能性，从而提高了胶水的使用寿命。
本发明的上述技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种胶水的制备工艺，具体包括以下步骤：
S1.主料混合：先向聚氨酯预聚体乳液中添加大豆蛋白纤维改性乳液搅拌均匀，搅拌温度为25-35℃，搅拌时间为2-4min；
S2.辅料添加：向S1制备的乳液中添加木质素磺酸钠、黄精粉以及粉煤灰搅拌均匀，搅拌温度为25-35℃，搅拌时间为1-3min；
S3.成品制备：向S2制备的乳液中加入阻燃剂以及抗氧化剂搅拌均匀，搅拌温度为30-40℃，搅拌时间为1-2min，制成胶水成品。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.大豆蛋白纤维改性乳液的添加弥补了聚氨酯预聚体乳液耐热性不足以及耐水性差的缺陷，从而提高了胶水的耐热性；
2.将大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的添加量控制在合适的范围内，从而确保三者的复配效果，以此确保大豆蛋白纤维改性乳液的理化性能；
3.黄精粉添加至组分中有利于提高胶水的粘稠度与粘连性，从而提高胶水的品质；
4.粉煤灰用于提高各组分之间的共混效果，还具有提高胶水流动度的作用。
附图说明
图1是本实施例的生产工艺流程图；
图2是本实施例中大豆蛋白纤维改性乳液的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1，为本发明公开的一种胶水及其制备工艺，胶水按重量份包括以下组分：
组分 重量份 组分 重量份
聚氨酯预聚体乳液 85 木质素磺酸钠 4.5
大豆蛋白纤维改性乳液 15 氢氧化铝 2.5
黄精粉 6 甲基硅酮 1.3
粉煤灰 3.5
其中，大豆蛋白纤维改性乳液的制备方法为：
A1.大豆蛋白纤维溶解：将20g无水氯化锌和68g无水甲酸加水配制100g甲酸-氯化锌溶液，将大豆蛋白纤维加入其中，搅拌均匀，使其溶解；
A2.纳米二氧化钛添加：向大豆蛋白纤维溶液中加入纳米二氧化钛，水浴加热搅拌均匀，水浴温度为65℃，制成大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛乳液；
A3.有机硅添加：向大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛乳液中添加有机硅乳液改性，水浴加热搅拌均匀，水浴温度为55℃，制成大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛-有机硅乳液；
大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2：1；
胶水的制备工艺具体包括以下步骤：
S1.主料混合：先向聚氨酯预聚体乳液中添加大豆蛋白纤维改性乳液搅拌均匀，搅拌温度为30℃，搅拌时间为3min；
S2.辅料添加：向S1制备的乳液中添加木质素磺酸钠、黄精粉以及粉煤灰搅拌均匀，搅拌温度为35℃，搅拌时间为2min；
S3.成品制备：向S2制备的乳液中加入阻燃剂以及抗氧化剂搅拌均匀，搅拌温度为30℃，搅拌时间为2min，制成胶水成品。
实施例2，为本发明公开的一种胶水及其制备工艺，胶水按重量份包括以下组分：
组分 重量份 组分 重量份
聚氨酯预聚体乳液 75 木质素磺酸钠 3
大豆蛋白纤维改性乳液 15 氢氧化铝 1.5
黄精粉 4 甲基硅酮 0.5
粉煤灰 2
其中，大豆蛋白纤维改性乳液的制备方法同实施例1；
大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2：1；
胶水的制备工艺同实施例1。
实施例3，为本发明公开的一种胶水及其制备工艺，胶水按重量份包括以下组分：
组分 重量份 组分 重量份
聚氨酯预聚体乳液 95 木质素磺酸钠 6
大豆蛋白纤维改性乳液 15 氢氧化铝 3.5
黄精粉 8 甲基硅酮 2
粉煤灰 5
其中，大豆蛋白纤维改性乳液的制备方法同实施例1；
大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2：1；
胶水的制备工艺同实施例1。
实施例4，为本发明公开的一种胶水及其制备工艺，胶水按重量份包括以下组分：
组分 重量份 组分 重量份
聚氨酯预聚体乳液 85 木质素磺酸钠 4.5
大豆蛋白纤维改性乳液 10 氢氧化铝 2.5
黄精粉 6 甲基硅酮 1.3
粉煤灰 3.5
其中，大豆蛋白纤维改性乳液的制备方法同实施例1；
大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2：1；
胶水的制备工艺同实施例1。
实施例5，为本发明公开的一种胶水及其制备工艺，胶水按重量份包括以下组分：
组分 重量份 组分 重量份
聚氨酯预聚体乳液 85 木质素磺酸钠 4.5
大豆蛋白纤维改性乳液 20 氢氧化铝 2.5
黄精粉 6 甲基硅酮 1.3
粉煤灰 3.5
其中，大豆蛋白纤维改性乳液的制备方法同实施例1；
大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2：1；
胶水的制备工艺同实施例1。
实施例6，与实施例1的不同之处在于大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：1.3：0.6。
实施例7，与实施例1的不同之处在于大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2.7：1.4。
实施例8，与实施例1的不同之处在于大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：1.3：1.4。
实施例9，与实施例1的不同之处在于大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2.7：0.6。
对比例1，为本发明公开的一种胶水及其制备工艺，胶水按重量份包括以下组分：
组分 重量份 组分 重量份
聚氨酯预聚体乳液 85 木质素磺酸钠 4.5
大豆蛋白纤维改性乳液 0 氢氧化铝 2.5
黄精粉 6 甲基硅酮 1.3
粉煤灰 3.5
胶水的制备工艺同实施例1。
对比例2，为本发明公开的一种胶水及其制备工艺，胶水按重量份包括以下组分：
组分 重量份 组分 重量份
聚氨酯预聚体乳液 85 木质素磺酸钠 4.5
大豆蛋白纤维改性乳液 15 氢氧化铝 2.5
黄精粉 6 甲基硅酮 1.3
粉煤灰 3.5
其中，大豆蛋白纤维改性乳液的制备方法为：
A1.大豆蛋白纤维溶解：将20g无水氯化锌和68g无水甲酸加水配制100g甲酸-氯化锌溶液，将大豆蛋白纤维加入其中，搅拌均匀，使其溶解；
A2.纳米二氧化钛添加：向大豆蛋白纤维溶液中加入纳米二氧化钛，水浴加热搅拌均匀，水浴温度为65℃，制成大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛乳液；
大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维与纳米二氧化钛的质量分数比为1：2；
胶水的制备工艺同实施例1。
对比例3，为本发明公开的一种胶水及其制备工艺，胶水按重量份包括以下组分：
组分 重量份 组分 重量份
聚氨酯预聚体乳液 85 木质素磺酸钠 4.5
有机硅乳液 15 氢氧化铝 2.5
黄精粉 6 甲基硅酮 1.3
粉煤灰 3.5
胶水的制备工艺同实施例1。
对比例4，与实施例1的不同之处在于大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：1.2：0.5。
对比例5，与实施例1的不同之处在于大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2.8：1.5。
对比例6，与实施例1的不同之处在于大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2.8：0.5。
对比例7，与实施例1的不同之处在于大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：1.2：1.5。
对比例8，为本发明公开的一种胶水及其制备工艺，胶水按重量份包括以下组分：
组分 重量份 组分 重量份
聚氨酯预聚体乳液 85 木质素磺酸钠 4.5
大豆蛋白纤维改性乳液 15 氢氧化铝 2.5
黄精粉 0 甲基硅酮 1.3
粉煤灰 3.5
其中，大豆蛋白纤维改性乳液的制备方法同实施例1；
大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2：1；
胶水的制备工艺同实施例1。
对比例9，为本发明公开的一种胶水及其制备工艺，胶水按重量份包括以下组分：
组分 重量份 组分 重量份
聚氨酯预聚体乳液 85 木质素磺酸钠 4.5
大豆蛋白纤维改性乳液 15 氢氧化铝 2.5
黄精粉 6 甲基硅酮 1.3
粉煤灰 0
其中，大豆蛋白纤维改性乳液的制备方法同实施例1；
大豆蛋白纤维改性乳液中大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：2：1；
胶水的制备工艺同实施例1。
性能检测试验
对由实施例1-9以及对比例1-9中的配方以及工艺制备出的胶水进行取样，并对样品进行以下性能测试。
维卡软化点：根据ASTM1525对样品进行检测，并将检测结果记录在表1中。
剥离强度：根据GB/T2790-1995进行测试，测试结果记录在表2中。
表1-样品的维卡软化点
样品 维卡软化点/℃
实施例1 179.7
实施例2 173.8
实施例3 175.9
实施例4 170.4
实施例5 177.6
实施例6 165.5
实施例7 174.9
实施例8 176.1
实施例9 172.8
对比例1 146.3
对比例2 166.5
对比例3 167.2
对比例4 153.3
对比例5 171.2
对比例6 169.8
对比例7 168.1
对比例8 177.6
对比例9 178.2
根据表1中实施例1-3的样品测试数据可知：在合适的范围内改变组分的添加量，对组分的耐热性能影响不大，但上述三个实施例中，实施例1为组分的最佳配比实施例。
根据表1中实施例1以及实施例4-5的样品测试数据可知：当大豆蛋白改性乳液的添加量较少时，胶水的耐热性有所下降；当大豆蛋白改性乳液的添加量较多时，胶水的耐热性也有所下降，这可能是大豆蛋白改性乳液占整个组分的配比较多，影响到其他组分的作用。
根据表1中实施例1以及实施例6-9的样品测试数据可知:当有机硅与纳米二氧化钛的添加量较少时，胶水的耐热性明显下降，说明两者对于提高胶水的耐热性具有促进作用；
将大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛以及有机硅的配比控制在合适的范围内时，胶水均具有良好的耐热性。
根据表1中实施例1以及对比例1-3的样品测试数据可知：大豆蛋白纤维改性乳液的添加对于提高胶水的耐热性能具有明显有益的效果；
添加大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛乳液对于提高胶水的耐热性同样具有明显的有益效果，但是其效果不如大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛-有机硅乳液显著；
单独添加有机硅乳液对于提高胶水的耐热性同样具有明显的有益效果，但是其效果不如大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛-有机硅乳液显著。
根据表1中实施例1以及对比例4-7的样品测试数据可知：大豆蛋白纤维改性乳液中有机硅与纳米二氧化钛的添加量过少，胶水的耐热性明显降低；两者的添加量过多，也会导致胶水的耐热性降低，这可能是因为三者复配比例不当，影响了三者的复配效果。
根据表1中实施例1以及对比例8-9的样品测试数据可知：黄精粉与粉煤灰对于提高胶水的耐热性能没有明显的促进作用。
表2-样品的剥离强度测试数据
样品 剥离强度kN/m
实施例1 165.5
对比例8 153.4
对比例9 156.1
根据表2中实施例1以及对比例8-9的样品测试数据可知：黄精粉与粉煤灰均具有提高胶水粘度的作用。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种胶水，按重量份包括以下组分：聚氨酯预聚体乳液75-95份、大豆蛋白纤维改性乳液10-20份、木质素磺酸钠3-6份、阻燃剂1.5-3.5份以及抗氧化剂0.5-2份；所述大豆蛋白纤维改性乳液为大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛-有机硅乳液；
所述大豆蛋白纤维改性乳液的制备方法为：
A1.大豆蛋白纤维溶解：将20g无水氯化锌和68g无水甲酸加水配制100g甲酸-氯化锌溶液，将大豆蛋白纤维加入其中，搅拌均匀，使其溶解；
A2.纳米二氧化钛添加：向大豆蛋白纤维溶液中加入纳米二氧化钛，水浴加热搅拌均匀，水浴温度为60-70℃，制成大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛乳液；
A3.有机硅添加：向大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛乳液中添加有机硅乳液改性，水浴加热搅拌均匀，水浴温度为55-65℃，制成大豆蛋白纤维-纳米二氧化钛-有机硅乳液 ；
所述大豆蛋白纤维、纳米二氧化钛与有机硅的质量分数比为1：（1.3-2.7）：（0.6-1.4）；
所述组分中还包括黄精粉2-5份；
所述组分中还包括粉煤灰4-8份；
所述阻燃剂为氢氧化镁或氢氧化铝中的一种；
所述抗氧化剂为甲基硅酮。
2.根据权利要求1所述的一种胶水的制备工艺，具体包括以下步骤：
S1.主料混合：先向聚氨酯预聚体乳液中添加大豆蛋白纤维改性乳液搅拌均匀，搅拌温度为25-35℃，搅拌时间为2-4min；
S2.辅料添加：向S1制备的乳液中添加木质素磺酸钠、黄精粉以及粉煤灰搅拌均匀，搅拌温度为25-35℃，搅拌时间为1-3min；
S3.成品制备：向S2制备的乳液中加入阻燃剂以及抗氧化剂搅拌均匀，搅拌温度为30-40℃，搅拌时间为1-2min，制成胶水成品。
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