CN113698902B - 一种快速固化粘合的双组分免钉胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种快速固化粘合的双组分免钉胶及其制备方法。该快速固化粘合的双组分免钉胶由体积比为1‑2:1‑2的A组份和B组份组成；A组份包含以下重量份的组分：增塑剂80份‑100份，补强填料150份‑250份，固化促进剂10份‑30份；B组份包含以下重量份的组分：端硅烷基聚醚50份‑100份，触变剂1份‑10份，补强填料40份‑100份，除水剂0.5份‑4份，增粘剂1份‑4份，催化剂0.2份‑1份。本发明还提供了上述免钉胶的制备方法。本发明的免钉胶施胶后可以快速固化和粘合，绿色环保，力学性能优越，耐候性佳，具有广阔的市场前景。

Description

一种快速固化粘合的双组分免钉胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种胶材料，尤其涉及一种可以快速固化粘合的免钉胶，属于胶粘剂技术领域。
背景技术
免钉胶是一种多功能的胶黏剂，主要应用在建筑装修行业，替代传统的钉子、螺栓或焊接，能够大幅降低噪音和粉尘污染，避免破坏墙体或结构材料，无需打孔，施工方便，在装修行业得到广泛的应用。
常见的免钉胶主要分为溶剂挥发型和湿气固化型，溶剂挥发型的免钉胶因为含有毒有害溶剂，对环境污染大，难以满足对绿色环保需求日益增长的消费者。湿气固化型主要有有机硅类和改性有机硅(即MS)类，有机硅类的产品因为其力学强度和粘接强度有所欠缺，应用相对比较少。而改性有机硅类产品，强度大，粘接强度高，耐候性良好，绿色环保，因此受到越来越多的消费者青睐。
中国发明专利CN104449523 B公开了一种环保型免钉胶及其制备方法，标态下24h的拉伸剪切强度达到1.6-1.9MPa，标态下7d的拉伸剪切强度达到2.5-3.3MPa。拉伸剪切强度不是太大，对于结构固定的位置不是很适合。
中国发明专利CN107974230 B公开了一种立粘型免钉胶，剪切强度24h标态2.0-2.5MPa，7d标态4.5-5.5MPa；拉伸强度24h标态2.2-2.8MPa、7d标态5.0-6.5MPa，该专利的强度较大，但标态24h仅达到7d剪切强度和拉伸强度的45％左右。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可以快速固化而且绿色环保，粘接强度高、耐候性好、综合性能优越的免钉胶。
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种快速固化粘合的双组分免钉胶，该快速固化粘合的双组分免钉胶由体积比为1-2:1-2的(优选体积比为1:1)A组份和B组份组成；其中，A组份包含以下重量份的组分：增塑剂80份-100份，补强填料150份-250份，固化促进剂10份-30份；B组份包含以下重量份的组分：端硅烷基聚醚50份-100份，触变剂1份-10份，补强填料40份-100份，除水剂0.5份-4份，增粘剂1份-4份，催化剂0.2份-1份。
本发明的快速固化粘合的双组分免钉胶，通过特定的原料组成，从固化路径上对免钉胶的固化进行加速和优化，使得免钉胶能在标态下1h能达到7d拉伸强度的40-50％以上，24h能达到7d拉伸强度的80-90％以上，真正意义上实现免钉胶的快速固化和粘合。不仅可以快速固化，而且绿色环保，粘接强度高，耐候性好，综合性能优越。
在本发明的一具体实施方式中，采用的增塑剂为苯二甲酸酯类增塑剂、多元醇酯类增塑剂、环氧类增塑剂、柠檬酸酯类增塑剂中的至少一种；其中，采用的苯二甲酸酯类增塑剂包括邻苯二甲酸酯类增塑剂、对苯二甲酸酯类增塑剂、间苯二甲酸酯类增塑剂种的一种或几种的组合。优选地，采用的增塑剂为聚醚多元醇；绿色环保，且与端硅烷基聚醚相容性好，增塑效果佳。
在本发明的一具体实施方式中，采用的补强填料为纳米碳酸钙、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅微粉、滑石粉、云母粉、高岭土中的一种或几种的组合。优选地，补强填料为纳米碳酸钙。其中，A组份和B组份采用的补强填料相同或不同。
在本发明的一具体实施方式中，采用的固化促进剂为氧化镁、硫酸镁、硫酸钙和氯化钙中的至少一种。优选地，固化促进剂为氧化镁。
在本发明的一具体实施方式中，采用的端硅烷基聚醚为三甲氧基硅烷封端聚醚，黏度为5000cP-50000cP。优选采用的端硅烷基聚醚选择黏度为10000-20000cP的三甲氧基硅烷封端聚醚，黏度太低则强度较小，黏度太高则挤出性差，难以施胶。
在本发明的一具体实施方式中，采用的触变剂为气相白炭黑、沉淀白炭黑、蒙脱土、膨润土、氢化蓖麻油和聚酰胺蜡中的至少一种；优选采用的变剂为气相白炭黑。添加量小、触变效率高，且对整体特性影响较小。
在本发明的一具体实施方式中，采用的除水剂为乙烯基类硅烷偶联剂。
在本发明的一具体实施方式中，采用的增粘剂为丙烯酰氧丙基烷氧基硅烷、氨烃基烷氧基硅烷、环氧烃基烷氧基硅烷、巯烃基烷氧基硅烷中的至少一种；优选地，增粘剂为氨基类硅烷偶联剂，其中，采用的增粘剂为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
在本发明的一具体实施方式中，采用的催化剂为有机锡催化剂(比如，二月桂酸二丁基锡或双乙酰丙酮基二丁基锡)；优选采用的催化剂为双乙酰丙酮基二丁基锡。
本发明还提供了上述快速固化粘合的双组分免钉胶的制备方法，包括分别制备A组份和B组份的步骤。其中，A组份和B组份制备完成后，装入双组份胶管内进行储存。使用时，配合打胶枪将A组份、B组份通过静态混合器进行施胶即可。
在本发明的一具体实施方式中，A组份的制备方法如下：
将增塑剂、补强填料和固化促进剂在常温常压下，搅拌速率为30-60转/分钟，搅拌60-120分钟至物料均匀，得到A组份。
在本发明的一具体实施方式中，B组份的制备方法如下：
将端硅烷基聚醚、触变剂和补强填料在30-60转/分钟的转速下，加热至110-120℃，将真空度提高到-0.09至0.095MPa，抽空时间为60-120分钟，冷却至20-50℃，填充干燥的空气或氮气，依次加入除水剂、增粘剂、催化剂，分别搅拌30min至物料均匀，得到B组份。
本发明的快速固化粘合的双组分免钉胶，施胶后能快速固化和粘合，绿色环保，力学性能优越，耐候性佳，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种快速固化粘合的双组分免钉胶，由体积比为1:1的A组份和B组份组成；A组份包含以下重量份的组分：增塑剂80份，补强填料160份，固化促进剂20份。B组份包含以下重量份的组分：端硅烷基聚醚100份，触变剂10份，补强填料100份，除水剂2份，增粘剂4份，催化剂1份。
本实施例中，增塑剂为聚醚多元醇PPG，分子量为3000。
本实施例中，补强填料为硅微粉，中位径为2.6μm。
本实施例中，固化促进剂为硫酸镁。
本实施例中，端硅烷基聚醚为三甲氧基硅烷封端聚醚，黏度为10000cPs。
本实施例中，触变剂为聚酰胺蜡。
本实施例中，除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本实施例中，增粘剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
本实施例中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
实施例2
本实施例提供了一种快速固化粘合的双组分免钉，由体积比为1:1的A组份和B组份组成；A组份包含以下重量份的组分：增塑剂80份，补强填料160份，固化促进剂20份。B组份包含以下重量份的组分：端硅烷基聚醚100份，触变剂10份，补强填料100份，除水剂2份，增粘剂4份，催化剂1份。
本实施例中，增塑剂为聚醚多元醇PPG，分子量为3000。
本实施例中，补强填料为纳米碳酸钙。
本实施例中，固化促进剂为硫酸镁。
本实施例中，端硅烷基聚醚为三甲氧基硅烷封端聚醚，黏度为10000cPs。
本实施例中，触变剂为聚酰胺蜡。
本实施例中，除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本实施例中，增粘剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
本实施例中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
实施例3
本实施例提供了一种快速固化粘合的双组分免钉胶，由体积比为1:1的A组份和B组份组成；A组份包含以下重量份的组分：增塑剂80份，补强填料160份，固化促进剂20份。B组份包含以下重量份的组分：端硅烷基聚醚100份，触变剂10份，补强填料100份，除水剂2份，增粘剂4份，催化剂1份。
本实施例中，增塑剂为聚醚多元醇PPG，分子量为3000。
本实施例中，补强填料为纳米碳酸钙。
本实施例中，固化促进剂为硫酸镁。
本实施例中，端硅烷基聚醚为三甲氧基硅烷封端聚醚，黏度为10000cPs。
本实施例中，触变剂为聚酰胺蜡。
本实施例中，除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本实施例中，增粘剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
本实施例中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
实施例4
本实施例提供了一种快速固化粘合的双组分免钉胶，由体积比为1:1的A组份和B组份组成；A组份包含以下重量份的组分：增塑剂100份，补强填料250份，固化促进剂20份。B组份包含以下重量份的组分：端硅烷基聚醚100份，触变剂3份，补强填料100份，除水剂1份，增粘剂4份，催化剂1份。
本实施例中，增塑剂为聚醚多元醇PPG，分子量为3000。
本实施例中，补强填料为纳米碳酸钙。
本实施例中，固化促进剂为氧化镁。
本实施例中，端硅烷基聚醚为三甲氧基硅烷封端聚醚，黏度为20000cPs。
本实施例中，触变剂为气相白炭黑。
本实施例中，除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本实施例中，增粘剂为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
本实施例中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
实施例5
本实施例提供了一种快速固化粘合的双组分免钉胶，由体积比为1:1的A组份和B组份组成；A组份包含以下重量份的组分：增塑剂100份，补强填料250份，固化促进剂20份。B组份包含以下重量份的组分：端硅烷基聚醚100份，触变剂3份，补强填料100份，除水剂1份，增粘剂4份，催化剂0.4份。
本实施例中，增塑剂为聚醚多元醇PPG，分子量为3000。
本实施例中，补强填料为纳米碳酸钙。
本实施例中，固化促进剂为氧化镁。
本实施例中，端硅烷基聚醚为三甲氧基硅烷封端聚醚，黏度为20000cPs。
本实施例中，触变剂为气相白炭黑。
本实施例中，除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本实施例中，增粘剂为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
本实施例中，催化剂为双乙酰丙酮基二丁基锡。
实施例6
本实施例提供了一种快速固化粘合的双组分免钉胶，由体积比为1:1的A组份和B组份组成；A组份包含以下重量份的组分：增塑剂100份，补强填料250份，固化促进剂20份。B组份包含以下重量份的组分：端硅烷基聚醚100份，触变剂3份，补强填料100份，除水剂1份，增粘剂4份，催化剂1份。
本实施例中，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
本实施例中，补强填料为纳米碳酸钙。
本实施例中，固化促进剂为氧化镁。
本实施例中，端硅烷基聚醚为三甲氧基硅烷封端聚醚，黏度为20000cPs。
本实施例中，触变剂为气相白炭黑。
本实施例中，除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本实施例中，增粘剂为N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
本实施例中，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
对比例1
本对比例基本与实施例5相同，区别在于：A组份包含以下重量份的组分：增塑剂100份，补强填料50份，固化促进剂5份。B组份包含以下重量份的组分：端硅烷基聚醚25份，触变剂10份，补强填料140份，除水剂0.4份，增粘剂0.4份，催化剂2份。
对比例2
本对比例基本与实施例5相同，区别在于：A、B组分通过静态混合器按照体积比10:1进行混合。
对比例3
本对比例基本与实施例5相同，区别在于：端硅烷基聚醚为甲基二甲氧基硅烷封端聚醚。
对比例4
本对比例基本与实施例5相同，区别在于：增塑剂为二甲基硅油，黏度为100cPs。
实施例1-实施例6、对比例1-对比例4的胶体，A、B组分通过静态混合器按照体积比1:1进行混合后，按照ASTM D2377测试表干时间，按照GB/T 531-1999测试硬度，按照GB/T528测试拉伸强度，按照GB/T7124-08测试剪切强度。各项性能指标如表1所示。
表1
Figure BDA0003220180820000061
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种快速固化粘合的双组分免钉胶，该快速固化粘合的双组分免钉胶由体积比为1:1的A组份和B组份组成；
其中，所述A组份包含以下重量份的组分：增塑剂80份-100份，补强填料150份-250份，固化促进剂10份-30份；
其中，所述B组份包含以下重量份的组分：端硅烷基聚醚50份-100份，触变剂1份-10份，补强填料40份-100份，除水剂0.5份-4份，增粘剂1份-4份，催化剂0.2份-1份；
所述增塑剂为聚醚多元醇PPG或邻苯二甲酸二辛酯，
所述补强填料为硅微粉或纳米碳酸钙，
所述固化促进剂为氧化镁或硫酸镁，
所述端硅烷基聚醚为三甲氧基硅烷封端聚醚，黏度为10000cP-20000cP；
所述触变剂为聚酰胺蜡或气相白炭黑；
所述除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷；
所述增粘剂为选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种组成的混合物；
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
2.权利要求1所述的快速固化粘合的双组分免钉胶的制备方法，包括分别制备A组份和B组份的步骤。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述A组份的制备方法如下：
将增塑剂、补强填料和固化促进剂在常温常压下，搅拌速率为30-60转/分钟，搅拌60-120分钟至物料均匀，得到所述A组份。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述B组份的制备方法如下：
将端硅烷基聚醚、触变剂和补强填料在30-60转/分钟的转速下，加热至110-120℃，将真空度提高到-0.09至0.095MPa，抽空时间为60-120分钟，冷却至20-50℃，填充干燥的空气或氮气，依次加入除水剂、增粘剂、催化剂，分别搅拌30min至物料均匀，得到所述B组份。
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