CN114933842A - 一种耐高低温真空吸塑胶及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高低温真空吸塑胶及其制备方法与应用，包括以下原料：水性聚氨酯、VAE乳液、功能助剂、潜伏固化剂。本发明采用特定的成分配比，使所制备的真空吸塑胶无毒、安全、无异味、无刺激性、无甲醛等有害气体释放、易清洁的特点；且具有低粘度值、良好的喷雾及优异的粘接性能，软硬度可调，以及耐高低温、弹性好等优点；本发明通过加入特定的乳液和助剂，使得与水性聚氨酯复配后兼容性好，不会有颗粒产生，同时加入一定的潜伏固化剂，在温度到一定时被激活，能够与体系中的水性聚氨酯和VAE乳液产生交联，形成更加稳定的三维网络结构，进一步提高了耐高低温性能。

Description

一种耐高低温真空吸塑胶及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于吸塑胶技术领域，具体涉及一种耐高低温真空吸塑胶及其制备方法与应用。
背景技术
真空吸塑胶属于水性胶粘剂聚氨酯胶的一种。水性聚氨酯胶因其具有水性、无毒、便捷使用等特点被市场广泛使用。目前市面上的真空吸塑胶大致分为：PVC 真空吸塑胶、PET真空吸塑胶、汽车内饰用真空吸塑胶等，它广泛应用于有形部位的真空吸塑热复合，如聚氯乙烯(PVC)等软体材料和密度板、刨花板、木材等的真空吸塑成型，主要用于木门、橱柜、音箱板、电脑桌、汽车控制台等的真空吸塑成型。但是目前市场上的真空吸塑胶存在一定的缺陷，比如喷涂后有颗粒出现，耐热性、耐低温性能差等。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明一方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶，包括以下原料：水性聚氨酯、VAE乳液、功能助剂、潜伏固化剂。
作为一种优选的技术方案，按照重量份计，所述耐高低温真空吸塑胶包括以下原料：水性聚氨酯50-80份、VAE乳液20-60份、功能助剂0.01-0.5份、潜伏固化剂2-10份。
作为一种优选的技术方案，所述水性聚氨酯的密度为0.95-1.2g/cm3，在25℃的粘度为50-1800mPa.s。
作为一种优选的技术方案，所述VAE乳液的固含量大于50wt％。
作为一种优选的技术方案，所述VAE乳液的在25℃的粘度为1200-3000 mPa.s。
作为一种优选的技术方案，所述功能助剂包括消泡剂、杀菌剂、表面活性剂、增稠剂。
作为一种优选的技术方案，所述消泡剂、杀菌剂、表面活性剂、增稠剂的重量比为1：(0.5-0.8)：(0.4-1)：(0.1-0.5)。
作为一种优选的技术方案，所述杀菌剂的闪点大于150℃。
本发明的第二方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶的制备方法，包括以下步骤：在容器中将水性聚氨酯、VAE乳液、潜伏固化剂在20-35℃下搅拌1-3h，然后加入功能助剂，混合均匀后即得。
本发明的第三方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶在有形部位的真空吸塑热复合中的应用。
有益效果：
本发明采用特定的成分配比，使所制备的真空吸塑胶无毒、安全、无异味、无刺激性、无甲醛等有害气体释放、易清洁的特点；且具有低粘度值、良好的喷雾及优异的粘接性能，软硬度可调，以及耐高低温、弹性好等优点；本发明通过加入特定的乳液和助剂，使得与水性聚氨酯复配后兼容性好，不会有颗粒产生，同时加入一定比例的潜伏固化剂，在温度到一定时潜伏固化剂被激活，能够与体系中的水性聚氨酯和VAE乳液产生交联，形成更加稳定的三维网络结构，进一步提高了耐高低温性能。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本发明所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本发明中提供的任何定义不一致，则以本发明中提供的术语定义为准。
在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本发明的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶，包括以下原料：水性聚氨酯、VAE乳液、功能助剂、潜伏固化剂。
在一些优选的实施方式中，按照重量份计，所述耐高低温真空吸塑胶包括以下原料：水性聚氨酯50-80份、VAE乳液20-60份、功能助剂0.01-0.5份、潜伏固化剂2-10份。
优选的，按照重量份计，所述耐高低温真空吸塑胶包括以下原料：水性聚氨酯60-70份、VAE乳液30-50份、功能助剂0.2-0.4份、潜伏固化剂4-8份。
在一些优选的实施方式中，所述水性聚氨酯与VAE乳液的重量比为1： (0.35-0.75)。
优选的，所述水性聚氨酯与VAE乳液的重量比为1：0.58。
在一些优选的实施方式中，所述水性聚氨酯的密度为0.95-1.2g/cm3，在25℃的粘度为50-1800mPa.s。
优选的，所述水性聚氨酯的密度为1.04-1.09g/cm3，在25℃的粘度为 50-1500mPa.s。
更加优选的，所述水性聚氨酯选自德国拜耳的U54、U53、U56、U58中的至少一种。
进一步优选的，所述水性聚氨酯包括德国拜耳的U54和U56，二者的重量比为1：(0.8-1.2)，优选为1：1。
在一些优选的实施方式中，所述VAE乳液的固含量大于50wt％。
优选的，所述VAE乳液的固含量大于55wt％。
其中固含量指的是乳液或涂料在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数。
在一些优选的实施方式中，所述VAE乳液的在25℃的粘度为1200-3000 mPa.s。
优选的，所述VAE乳液的在25℃的粘度为1500-2500mPa.s。
更加优选的，所述VAE乳液选自中国台湾大连化工，美国塞拉尼斯，德国瓦克，重庆川维，北京有机化工厂中的一种或多种。
在一些优选的实施方式中，所述功能助剂包括消泡剂、杀菌剂、表面活性剂、增稠剂。
在一些优选的实施方式中，所述消泡剂、杀菌剂、表面活性剂、增稠剂的重量比为1：(0.5-0.8)：(0.4-1)：(0.1-0.5)。
优选的，所述消泡剂、杀菌剂、表面活性剂、增稠剂的重量比为1：0.6：0.7： 0.3。
在一些优选的实施方式中，所述杀菌剂的闪点大于150℃。
优选的，所述杀菌剂选自罗门哈斯，型号为342。
在一些优选的实施方式中，所述表面活性剂包括三乙胺。
本发明对消泡剂、增稠剂的种类不做特别限制，为本领域人员所熟知的种类，包括但不限于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂，可选自毕克化学的BYK-022，所述增稠剂选自万华化学的Vesmody U604。
在一些优选的实施方式中，所述潜伏固化剂为异氰酸酯类潜伏固化剂。
优选的，所述异氰酸酯类潜伏固化剂的NCO含量为6-12wt％。
更加优选的，所述异氰酸酯类潜伏固化剂的NCO含量为8wt％。
目前市场上的一些真空吸塑胶在喷涂后容易出现颗粒，且耐热性较差，主要的原因是成分间的相容性较差，而导致体系中的原料无法很好的融合，从而会产生颗粒，进一步影响了耐热性能，申请人经过大量的研究后发现，当在本体系中加入重量比为1：(0.35-0.75)的水性聚氨酯和VAE乳液，再结合特定的潜伏固化剂使用，尤其是水性聚氨酯的密度为0.95-1.2g/cm3，在25℃的粘度为 50-1800mPa.s，且选择的VAE乳液为阴离子型，同时需要固含量大于50wt％，在25℃的粘度为1500-2500mPa.s时所制备的真空吸塑胶不会产生颗粒，同时还具有优异的耐高低温和耐水性能，申请人认为可能的原因是水性聚氨酯和VAE乳液共混时，水性聚氨酯分子表面存在羧基并在体系中易发生电离而使得自身带负电荷，阴离子型VAE乳液的加入，会形成双电层，与水性聚氨酯分子存在相同的负电荷，由于静电之间的相互排斥使得体系较为稳定，而避免了颗粒的产生。此外由于水性聚氨酯分子中存在较多的醚、氨基甲酸酯、脲等多种基团，在后期成膜的过程中会和VAE乳液分子链产生氢键，从而形成物理交联作用，使得体系比较稳定，进一步提升了耐热性，同时还减少了水分子渗入胶膜的机会，从而提高了其耐水性。同时本申请采用特定的水性聚氨酯具有较低的活化温度和低的Tg温度，赋予真空吸塑胶更好的耐低温性能，此外加入NCO含量为8wt％的异氰酸酯潜伏固化剂，当在一定温度下被激活后，能够与体系中的水性聚氨酯和 VAE乳液产生交联，形成更加稳定的三维网络结构，进一步提高了耐高温性能。
本发明的第二方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶的制备方法，包括以下步骤：在容器中将水性聚氨酯、VAE乳液、潜伏固化剂在20-35℃下搅拌1-3h，然后加入功能助剂，混合均匀后即得。
本发明的第三方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶在有形部位的真空吸塑热复合中的应用。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例1
本实施例一方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶，按照重量份计，所述耐高低温真空吸塑胶的原料为：水性聚氨酯65份、VAE乳液35份、功能助剂0.3份、潜伏固化剂5.7份。
所述水性聚氨酯选自德国拜耳的U54和U56，重量比为1：1；U54的密度为1.04-1.09g/cm3，在25℃的粘度为50-1500mPa.s，U56的密度为1.07g/cm3，在 25℃的粘度为50-900mPa.s。
所述VAE乳液选自中国台湾大连化工，型号为DA-102，固含量大于55.5wt％，在25℃的粘度为1500-2500mPa.s。
所述功能助剂为消泡剂、杀菌剂、表面活性剂、增稠剂，重量比为1：0.6： 0.7：0.3。
所述杀菌剂选自罗门哈斯，型号为342，所述消泡剂为毕克化学的BYK-022，所述增稠剂选自万华化学的Vesmody U604，所述表面活性剂包括三乙胺。
所述潜伏固化剂为拜耳科思创水性固化剂BL XP 2514，其NCO含量为8wt％。
本实施例的第二方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶的制备方法，包括以下步骤：在容器中将水性聚氨酯、VAE乳液、潜伏固化剂在30℃下搅拌2.5h，然后加入功能助剂，混合均匀后即得。
实施例2
本实施例一方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶，按照重量份计，所述耐高低温真空吸塑胶的原料为：水性聚氨酯50份、VAE乳液20份、功能助剂0.1份、潜伏固化剂2份。
所述水性聚氨酯选自德国拜耳的U54和U56，重量比为1：1；U54的密度为1.04-1.09g/cm3，在25℃的粘度为50-1500mPa.s，U56的密度为1.07g/cm3，在 25℃的粘度为50-900mPa.s。
所述VAE乳液选自中国台湾大连化工，型号为DA-102，固含量大于55.5wt％，在25℃的粘度为1500-2500mPa.s。
所述功能助剂为消泡剂、杀菌剂、表面活性剂、增稠剂，重量比为1：0.5： 0.4：0.1。
所述杀菌剂选自罗门哈斯，型号为342，所述消泡剂为毕克化学的BYK-022，所述增稠剂选自万华化学的Vesmody U604，所述表面活性剂包括三乙胺。
所述潜伏固化剂为拜耳科思创水性固化剂BL XP 2514，其NCO含量为8wt％。
本实施例的第二方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶的制备方法，包括以下步骤：在容器中将水性聚氨酯、VAE乳液、潜伏固化剂在25℃下搅拌3h，然后加入功能助剂，混合均匀后即得。
实施例3
本实施例一方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶，按照重量份计，所述耐高低温真空吸塑胶的原料为：水性聚氨酯80份、VAE乳液60份、功能助剂0.5份、潜伏固化剂10份。
所述水性聚氨酯选自德国拜耳的U54和U56，重量比为1：1；U54的密度为1.04-1.09g/cm3，在25℃的粘度为50-1500mPa.s，U56的密度为1.07g/cm3，在 25℃的粘度为50-900mPa.s。
所述VAE乳液选自中国台湾大连化工，型号为DA-102，固含量大于55.5wt％，在25℃的粘度为1500-2500mPa.s。
所述功能助剂为消泡剂、杀菌剂、表面活性剂、增稠剂，重量比为1：0.8：1：0.5。
所述杀菌剂选自罗门哈斯，型号为342，所述消泡剂为毕克化学的BYK-022，所述增稠剂选自万华化学的Vesmody U604，所述表面活性剂包括三乙胺。
所述潜伏固化剂为拜耳科思创水性固化剂BL XP 2514，其NCO含量为8wt％。
本实施例的第二方面提供了一种耐高低温真空吸塑胶的制备方法，包括以下步骤：在容器中将水性聚氨酯、VAE乳液、潜伏固化剂在35℃下搅拌1h，然后加入功能助剂，混合均匀后即得。
实施例4
本实施例提供了一种耐高低温真空吸塑胶及其制备方法，具体实施方式同实施例1，其区别在于，所述水性聚氨酯和VAE乳液的重量比为1：0.8。
实施例5
本实施例提供了一种耐高低温真空吸塑胶及其制备方法，具体实施方式同实施例1，其区别在于，所述VAE乳液替换为丙烯酸乳。
所述丙烯酸乳液购自济南祥丰伟业化工有限公司。
性能测试
1.稳定性
将实施例1-5所制备的真空吸塑胶分别在木板表面进行喷涂后，观察所形成的胶膜是否有颗粒产生，将结果记录在表1。
2.耐高温性
将实施例1-5所制备的真空吸塑胶喷涂在木板上，喷胶量为30-50g/m2，置于80℃下进行烘烤15小时，烘烤结束后观察是否脱边，将结果记录在表1。
3.耐低温性
将实施例1-5所制备的真空吸塑胶喷涂在木板上，喷胶量为30-50g/m2，置于-15℃下进行冷冻15小时，烘烤结束后观察是否脱边，将结果记录在表1。
表1
Figure BDA0003134199550000071
Figure BDA0003134199550000081
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对本领域的技术人员来说，可根据上述说明加以改进和变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐高低温真空吸塑胶，其特征在于，包括以下原料：水性聚氨酯、VAE乳液、功能助剂、潜伏固化剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐高低温真空吸塑胶，其特征在于，按照重量份计，包括以下原料：水性聚氨酯50-80份、VAE乳液20-60份、功能助剂0.01-0.5份、潜伏固化剂2-10份。
3.根据权利要求2所述的一种耐高低温真空吸塑胶，其特征在于，所述水性聚氨酯的密度为0.95-1.2g/cm3，在25℃的粘度为50-1800mPa.s。
4.根据权利要求2所述的一种耐高低温真空吸塑胶，其特征在于，所述VAE乳液的固含量大于50wt％。
5.根据权利要求3所述的一种耐高低温真空吸塑胶，其特征在于，所述VAE乳液的在25℃的粘度为1200-3000mPa.s。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种耐高低温真空吸塑胶，其特征在于，所述功能助剂包括消泡剂、杀菌剂、表面活性剂、增稠剂。
7.根据权利要求6所述的一种耐高低温真空吸塑胶，其特征在于，所述消泡剂、杀菌剂、表面活性剂、增稠剂的重量比为1：(0.5-0.8)：(0.4-1)：(0.1-0.5)。
8.根据权利要求7所述的一种耐高低温真空吸塑胶，其特征在于，所述杀菌剂的闪点大于150℃。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的耐高低温真空吸塑胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在容器中将水性聚氨酯、VAE乳液、潜伏固化剂在20-35℃下搅拌1-3h，然后加入功能助剂，混合均匀后即得。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述的耐高低温真空吸塑胶在有形部位的真空吸塑热复合中的应用。
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