CN111117555A - 一种环保水性胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保水性胶黏剂，其特征在于，包括如下重量份计的各原料：丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺30‑40份、(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'‑双(2‑羟乙基)‑N,N'‑双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香10‑15份、三乙氧硅基丙基马来酸3‑6份、聚乙二醇二丙烯酸酯5‑10份、凹凸棒土4‑8份、富勒烯基碳量子点1‑3份、乳化剂0.5‑1.5份、去离子水25‑35份、助溶剂3‑6份、光引发剂1‑3份、偶联剂0.5‑1份。本发明还公开了所述环保水性胶黏剂的制备方法。本发明公开的环保水性胶黏剂具有良好的耐水性和较高的剥离强度，初粘力足，耐水性能和耐候性优异，储存和运输稳定性好，使用过程更加安全、绿色环保，经济价值、社会价值和生态价值高。

Description

一种环保水性胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种环保水性胶黏剂及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展和社会的进步，人们的生活水平逐渐提高，对生活品质的要求越来越高。对于胶接用胶黏剂的性能提出了更高的要求，不仅要求其粘结强度高，还要求其耐水性、耐热性、耐候性佳，性能稳定性好，更重要的是，对胶黏剂制备和使用过程中的环保性要求越来越严格。
胶黏剂通过界面的黏附和内聚等作用，使两种或两种以上的制件或材料连接在一起的天然的或合成的、有机的或无机的一类物质。目前常见的胶黏剂依然是益脲醛树脂、酚醛树脂等石油基溶剂型胶黏剂为主，这些胶黏剂在使用过程中，溶剂中释放出的甲醛等气体严重危害人体健康。随着人们环保意识的普遍提高，采用更加环保的水性胶黏剂逐步取代现有的溶剂型胶黏剂是胶黏剂行业发展的必然趋势，是未来胶黏剂市场的明星产品，具有较大的发展潜能。
水性胶黏剂是以水为分散介质制备而成的胶黏剂，其不使用苯、甲醛等有害身体健康的物质，具有经济、安全(不燃不爆)、无毒、无污染、气味小和用后残留物易清理等优点，但现有技术中的水性胶黏剂乳液粘度大，不利于快速施工，粘结强度小，使用范围窄，常温易回粘的问题，不利于自动化生产，且需要贴覆离型膜，成本较高。除此之外，现有技术中的水性胶黏剂还存在初粘力不足、固化速度慢，耐水性能、耐候性有待进一步提高的缺陷。
申请号为201310497288.3的中国发明专利公开了一种耐水的水性胶黏剂及其制备方法，水性胶黏剂由以下成分按照重量比组成：2-甲基丙烯酸乙酯为13-17份、木糖醇为5-7份、三羟甲基乙烷为4-6份、丙二醇为5-7份、乙酸乙烯酯为15-18份、双酚F型环氧树脂为16-27份、水为13-16份。通过搅拌合高速剪切等方式制备得到水性胶黏剂。制备得到的水性胶黏剂具有良好的耐水性能和较高的剥离强度，可以广泛应用于粘结使用当中。但是这种水性胶黏剂在水中的分散稳定性差，储存和运输过程中易变质；得到的胶黏剂固化后综合性能有待进一步提高。
因此，开发一种粘结强度高、耐水性、耐候性、储存和运输稳定性好，固化速度适中的环保水性胶黏剂符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进水性胶黏剂行业的发展具有非常重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环保水性胶黏剂及其制备方法，该制备方法简单易行，施工方便，制备过程易控制，耗能少，适合连续规模化生产；制备得到的环保水性漆具有良好的耐水性和较高的剥离强度，初粘力足，耐水性能和耐候性优异，储存和运输稳定性好，使用过程更加安全、绿色环保，经济价值、社会价值和生态价值高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种环保水性胶黏剂，其特征在于，包括如下重量份计的各原料：丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺30-40份、(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香10-15份、三乙氧硅基丙基马来酸3-6份、聚乙二醇二丙烯酸酯5-10份、凹凸棒土4-8份、富勒烯基碳量子点1-3份、乳化剂0.5-1.5份、去离子水25-35份、助溶剂3-6份、光引发剂1-3份、偶联剂0.5-1份。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
优选地，所述光引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚、α,α-二乙氧基苯乙酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮中的至少一种。
优选地，所述助溶剂为乙醇、四氢呋喃、二氧六环、丙酮中的一种。
优选地，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
优选地，所述(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、催化剂、高沸点溶剂加入到高压反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，然后在温度210-220℃、绝压压力10KPa-50KPa的条件下进行酯化反应4-6小时，结束酯化，泄压到常压；接着在真空条件下，控制温度在250-270℃之间，搅拌反应15-20h，反应结束后冷却至室温，在丙酮中沉出，后旋蒸除去溶剂，得到缩聚物；
步骤S2、将经过步骤S1制成的缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯加入到N-甲基吡咯烷酮中，在50-70℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，并用乙醚洗涤产物3-5次，后旋蒸除去乙醚，得到(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香。
进一步地，步骤S1中所述双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、催化剂、高沸点溶剂的摩尔比为1:1:(0.4-0.7):(6-10)。
优选地，步骤S1中所述催化剂为钛酸四丁酯、甲基苯磺酸、氯化钛中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
进一步地，步骤S2中所述缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:2:(10-20)。
进一步地，所述丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺加入到四氢呋喃中，在40-50℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺。
优选地，所述丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺、四氢呋喃的摩尔比为3:1:(15-25)。
优选地，所述端氨基水溶性超支化聚酰胺为预先制备，制备方法参考中国发明专利CN02111578.8实施例1。所述富勒烯基碳量子点为预先制备，制备方法参考中国发明专利201811258054.2实施例1。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述环保水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按比例混合，加入到搅拌釜中，在搅拌转速为200-250r/min下搅拌20-30分钟，然后再将搅拌后浆料进行剪切处理，剪切转速为2800-3200r/min，时间8-12分种，最后将处理后的浆料装入密封罐中，得到环保水性胶黏剂。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明提供的一种环保水性胶黏剂的制备方法，该制备方法简单易行，施工方便，制备过程易控制，耗能少，适合连续规模化生产。
(2)本发明提供的一种环保水性胶黏剂，克服了传统水性胶黏剂乳液粘度大，不利于快速施工，粘结强度小，使用范围窄，常温易回粘，不利于自动化生产，成本较高，初粘力不足、固化速度慢，耐水性能、耐候性有待进一步提高的缺陷；制备得到的环保水性漆具有良好的耐水性和较高的剥离强度，初粘力足，耐水性能和耐候性优异，储存和运输稳定性好，使用过程更加安全、绿色环保，经济价值、社会价值和生态价值高。
(3)本发明提供的一种环保水性胶黏剂，以丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺、(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香、聚乙二醇二丙烯酸酯协同作为基材，水溶性好，得到的胶黏剂耐高温性能、耐候性优异，通过改性引入乙烯基结构，为后续胶黏剂在光引发剂的作用下交联固化提高反应位点，交联固化后超支化结构的聚酰胺形成三维网络结构，进一步改善综合性能；这些原料中均含有较多是活性羟基、氨基，增强了胶黏剂与基材的粘结强度，在(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香主链上引入松香基结构，有利于改善粘结性能，调节粘度；通过(氯甲基)硼酸频哪醇酯改性，形成含硼的离子结构，有效增强了阻燃性、耐候性和综合性能；阳离子结构的引入，与三乙氧硅基丙基马来酸上的羧基发生离子交换，而三乙氧硅基丙基马来酸上的乙烯基、丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯在固化时发生交联固化反应，使得各成分形成有机整体，有效改善了其耐水性和机械力学性能。
(4)本发明提供的一种环保水性胶黏剂，凹凸棒土的加入能增强粘结强度和固化后的机械强度；富勒烯基碳量子点的加入能能够显现出色谱范围更宽的炫彩颜色，从而有效缓解了人们的视觉审美疲劳，满足了人们对于涂料颜色多样化的需求的技术效果；还能改善其的电磁屏蔽性能、抗静电性能、抗氧化性能和导热性。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明实施例所述端氨基水溶性超支化聚酰胺为预先制备，制备方法参考中国发明专利CN02111578.8实施例1。所述富勒烯基碳量子点为预先制备，制备方法参考中国发明专利201811258054.2实施例1。聚乙二醇二丙烯酸酯，货号A59055-25ml，购于上海萌桠生物科技有限公司。
实施例1
一种环保水性胶黏剂，其特征在于，包括如下重量份计的各原料：丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺30份、(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香10份、三乙氧硅基丙基马来酸3份、聚乙二醇二丙烯酸酯5份、凹凸棒土4-8份、富勒烯基碳量子点1份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、去离子水25份、乙醇3份、安息香乙醚1份、硅烷偶联剂KH5500.5份。
所述(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、钛酸四丁酯、二甲亚砜加入到高压反应釜中，用氮气置换釜内空气，然后在温度210℃、绝压压力10KPa的条件下进行酯化反应4小时，结束酯化，泄压到常压；接着在真空条件下，控制温度在250℃之间，搅拌反应15h，反应结束后冷却至室温，在丙酮中沉出，后旋蒸除去溶剂，得到缩聚物；所述双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、钛酸四丁酯、二甲亚砜的摩尔比为1:1:0.4:6；
步骤S2、将经过步骤S1制成的缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯加入到N-甲基吡咯烷酮中，在50℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，并用乙醚洗涤产物3次，后旋蒸除去乙醚，得到(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香；所述缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:2:10。
所述丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺加入到四氢呋喃中，在40℃下搅拌反应35小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺；所述丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺、四氢呋喃的摩尔比为3:1:15。
一种所述环保水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按比例混合，加入到搅拌釜中，在搅拌转速为200r/min下搅拌20分钟，然后再将搅拌后浆料进行剪切处理，剪切转速为2800r/min，时间8分种，最后将处理后的浆料装入密封罐中，得到环保水性胶黏剂。
实施例2
一种环保水性胶黏剂，其特征在于，包括如下重量份计的各原料：丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺33份、(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香11份、三乙氧硅基丙基马来酸4份、聚乙二醇二丙烯酸酯6份、凹凸棒土5份、富勒烯基碳量子点1.5份、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚0.7份、去离子水27份、四氢呋喃4份、安息香异丙醚1.5份、硅烷偶联剂KH5600.6份。
所述(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、甲基苯磺酸、N,N-二甲基甲酰胺加入到高压反应釜中，用氦气置换釜内空气，然后在温度213℃、绝压压力20KPa的条件下进行酯化反应4.5小时，结束酯化，泄压到常压；接着在真空条件下，控制温度在255℃之间，搅拌反应16h，反应结束后冷却至室温，在丙酮中沉出，后旋蒸除去溶剂，得到缩聚物；所述双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、甲基苯磺酸、N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:1:0.5:7；
步骤S2、将经过步骤S1制成的缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯加入到N-甲基吡咯烷酮中，在55℃下搅拌反应6.5小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，并用乙醚洗涤产物4次，后旋蒸除去乙醚，得到(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香；步骤S2中所述缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:2:13。
所述丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺加入到四氢呋喃中，在43℃下搅拌反应3.5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺；所述丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺、四氢呋喃的摩尔比为3:1:17。
一种所述环保水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按比例混合，加入到搅拌釜中，在搅拌转速为220r/min下搅拌23分钟，然后再将搅拌后浆料进行剪切处理，剪切转速为2900r/min，时间9分种，最后将处理后的浆料装入密封罐中，得到环保水性胶黏剂。
实施例3
一种环保水性胶黏剂，其特征在于，包括如下重量份计的各原料：丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺35份、(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香13份、三乙氧硅基丙基马来酸4.5份、聚乙二醇二丙烯酸酯7份、凹凸棒土6份、富勒烯基碳量子点2份、壬基酚聚氧乙烯醚1份、去离子水30份、二氧六环4.5份、α,α-二乙氧基苯乙酮2份、硅烷偶联剂KH5700.8份。
所述(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、氯化钛、N-甲基吡咯烷酮加入到高压反应釜中，用氩气置换釜内空气，然后在温度215℃、绝压压力30KPa的条件下进行酯化反应5小时，结束酯化，泄压到常压；接着在真空条件下，控制温度在260℃之间，搅拌反应18h，反应结束后冷却至室温，在丙酮中沉出，后旋蒸除去溶剂，得到缩聚物；所述双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、氯化钛、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:1:0.55:8；
步骤S2、将经过步骤S1制成的缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯加入到N-甲基吡咯烷酮中，在60℃下搅拌反应7小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，并用乙醚洗涤产物4次，后旋蒸除去乙醚，得到(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香；所述缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:2:15。
所述丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺加入到四氢呋喃中，在45℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺；所述丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺、四氢呋喃的摩尔比为3:1:20。
一种所述环保水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按比例混合，加入到搅拌釜中，在搅拌转速为230r/min下搅拌25分钟，然后再将搅拌后浆料进行剪切处理，剪切转速为3000r/min，时间10分种，最后将处理后的浆料装入密封罐中，得到环保水性胶黏剂。
实施例4
一种环保水性胶黏剂，其特征在于，包括如下重量份计的各原料：丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺38份、(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香14份、三乙氧硅基丙基马来酸5份、聚乙二醇二丙烯酸酯9份、凹凸棒土7份、富勒烯基碳量子点2.7份、乳化剂1.4份、去离子水34份、丙酮5.5份、光引发剂2.5份、偶联剂0.9份。
所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570按质量比1:2:4混合而成；所述光引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚、α,α-二乙氧基苯乙酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮按质量比1:2:2:4混合而成；所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、壬基酚聚氧乙烯醚按质量比3:1:5混合而成。
所述(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、催化剂、高沸点溶剂加入到高压反应釜中，用氩气置换釜内空气，然后在温度218℃、绝压压力40KPa的条件下进行酯化反应5.8小时，结束酯化，泄压到常压；接着在真空条件下，控制温度在265℃之间，搅拌反应19h，反应结束后冷却至室温，在丙酮中沉出，后旋蒸除去溶剂，得到缩聚物；所述双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、催化剂、高沸点溶剂的摩尔比为1:1:0.6:9；所述催化剂为钛酸四丁酯、甲基苯磺酸、氯化钛按质量比2:4:5混合而成；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:1:3:5混合而成；
步骤S2、将经过步骤S1制成的缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯加入到N-甲基吡咯烷酮中，在68℃下搅拌反应7.8小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，并用乙醚洗涤产物5次，后旋蒸除去乙醚，得到(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香；所述缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:2:19。
所述丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺加入到四氢呋喃中，在49℃下搅拌反应4.8小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺；所述丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺、四氢呋喃的摩尔比为3:1:(15-25)。
一种所述环保水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按比例混合，加入到搅拌釜中，在搅拌转速为240r/min下搅拌28分钟，然后再将搅拌后浆料进行剪切处理，剪切转速为3100r/min，时间11分种，最后将处理后的浆料装入密封罐中，得到环保水性胶黏剂。
实施例5
一种环保水性胶黏剂，其特征在于，包括如下重量份计的各原料：丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺40份、(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香15份、三乙氧硅基丙基马来酸6份、聚乙二醇二丙烯酸酯10份、凹凸棒土8份、富勒烯基碳量子点3份、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚1.5份、去离子水35份、乙醇6份、硫代丙氧基硫杂蒽酮3份、硅烷偶联剂KH5601份。
所述(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、甲基苯磺酸、N-甲基吡咯烷酮加入到高压反应釜中，用氮气置换釜内空气，然后在温度220℃、绝压压力50KPa的条件下进行酯化反应6小时，结束酯化，泄压到常压；接着在真空条件下，控制温度在270℃之间，搅拌反应20h，反应结束后冷却至室温，在丙酮中沉出，后旋蒸除去溶剂，得到缩聚物；所述双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、甲基苯磺酸、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:1:0.7:10；
步骤S2、将经过步骤S1制成的缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯加入到N-甲基吡咯烷酮中，在70℃下搅拌反应8小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，并用乙醚洗涤产物5次，后旋蒸除去乙醚，得到(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香；所述缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:2:20。
所述丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺加入到四氢呋喃中，在50℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺；所述丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺、四氢呋喃的摩尔比为3:1:25。
一种所述环保水性胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按比例混合，加入到搅拌釜中，在搅拌转速为250r/min下搅拌30分钟，然后再将搅拌后浆料进行剪切处理，剪切转速为3200r/min，时间12分种，最后将处理后的浆料装入密封罐中，得到环保水性胶黏剂。
对比例1
本例提供一种环保水性胶黏剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的用没有添加丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺。
对比例2
本例提供一种环保水性胶黏剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的用没有添加(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香。
对比例3
本例提供一种环保水性胶黏剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的用没有添加三乙氧硅基丙基马来酸和聚乙二醇二丙烯酸酯。
对比例4
本例提供一种环保水性胶黏剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的用没有添加凹凸棒土和富勒烯基碳量子点。
为了进一步说明本发明实施例中所涉及的环保水性胶黏剂的有益技术效果，对实施例1-5及对比例1-4所述的环保水性胶黏剂进行性能测试，测试方法和测试结果见表。其中，耐水性测试是将试样在(20±2)℃，相对湿度(65±5)％条件下固化3d后放置恒重，浸置于60±3℃温水中，记录试件从开始浸入到开胶时间作为耐水时间。
从表1可以看出，本发明实施例公开的环保水性胶黏剂，剥离强度大，初粘力好，剪切强度高，耐水性和储存稳定性佳，这是丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺、(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香、三乙氧硅基丙基马来酸、聚乙二醇二丙烯酸酯、凹凸棒土和富勒烯基碳量子点协同作用的结果。
表1
Figure BDA0002346619160000111
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种环保水性胶黏剂，其特征在于，包括如下重量份计的各原料：丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺30-40份、(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香10-15份、三乙氧硅基丙基马来酸3-6份、聚乙二醇二丙烯酸酯5-10份、凹凸棒土4-8份、富勒烯基碳量子点1-3份、乳化剂0.5-1.5份、去离子水25-35份、助溶剂3-6份、光引发剂1-3份、偶联剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种环保水性胶黏剂，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述光引发剂为安息香乙醚、安息香异丙醚、α,α-二乙氧基苯乙酮、硫代丙氧基硫杂蒽酮中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种环保水性胶黏剂，其特征在于，所述助溶剂为乙醇、四氢呋喃、二氧六环、丙酮中的一种；所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种环保水性胶黏剂，其特征在于，所述(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、催化剂、高沸点溶剂加入到高压反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，然后在温度210-220℃、绝压压力10KPa-50KPa的条件下进行酯化反应4-6小时，结束酯化，泄压到常压；接着在真空条件下，控制温度在250-270℃之间，搅拌反应15-20h，反应结束后冷却至室温，在丙酮中沉出，后旋蒸除去溶剂，得到缩聚物；
步骤S2、将经过步骤S1制成的缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯加入到N-甲基吡咯烷酮中，在50-70℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，并用乙醚洗涤产物3-5次，后旋蒸除去乙醚，得到(氯甲基)硼酸频哪醇酯离子化改性N,N'-双(2-羟乙基)-N,N'-双(三甲氧基硅丙基)乙二胺/氢化丙烯酸松香。
5.根据权利要求4所述的一种环保水性胶黏剂，其特征在于，步骤S1中所述双(三甲氧基硅丙基)乙二胺、氢化丙烯酸松香、催化剂、高沸点溶剂的摩尔比为1:1:(0.4-0.7):(6-10)。
6.根据权利要求4所述的一种环保水性胶黏剂，其特征在于，步骤S1中所述催化剂为钛酸四丁酯、甲基苯磺酸、氯化钛中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
7.根据权利要求4所述的一种环保水性胶黏剂，其特征在于，步骤S2中所述缩聚物、(氯甲基)硼酸频哪醇酯、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比为1:2:(10-20)。
8.根据权利要求1所述的一种环保水性胶黏剂，其特征在于，所述丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺加入到四氢呋喃中，在40-50℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去四氢呋喃，得到丙烯酸改性端氨基水溶性超支化聚酰胺。
9.根据权利要求8所述的一种环保水性胶黏剂，其特征在于，所述丙烯酸、端氨基水溶性超支化聚酰胺、四氢呋喃的摩尔比为3:1:(15-25)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种环保水性胶黏剂，其特征在于，所述环保水性胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：将各原料按比例混合，加入到搅拌釜中，在搅拌转速为200-250r/min下搅拌20-30分钟，然后再将搅拌后浆料进行剪切处理，剪切转速为2800-3200r/min，时间8-12分种，最后将处理后的浆料装入密封罐中，得到环保水性胶黏剂。
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