CN115521751A - 一种耐海水的环保型皮划艇用胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐海水的环保型皮划艇用胶及其制备方法，属于皮划艇用胶制备技术领域，所述皮划艇用胶包括甲混料和乙混料；其中，甲混料包括：双酚A型环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯、碳酸二甲酯、三羟甲基丙烷、十六烷基三甲氧基硅烷、新癸酸铋和无水乙醇；乙混料包括：甲苯二异氰酸酯、新癸酸铋、3，4‑二羟基苯甲酸乙酯、聚氧化丙烯二元醇、丙酮溶液和乙二胺。按质量比将甲、乙混料混合，得皮划艇用胶。本发明加入十六烷基三甲氧基硅烷与体系中大分子形成三维网状结构，提高了皮划艇用胶的粘度和增加了粘合的长效性；加入聚氧化丙烯二元醇，增加了剥离强度；加入3，4‑二羟基苯甲酸乙酯和乙二胺发生了交联，增加了抗海水压力的性能。

Description

一种耐海水的环保型皮划艇用胶及其制备方法
技术领域
本发明属于皮划艇用胶制备技术领域，具体地，涉及一种耐海水的环保型皮划艇用胶及其制备方法。
背景技术
皮划艇是一项集速度与激情、力量与耐力、平衡与水感、体能主导的运动项目，此外，皮划艇不仅是一项体育运动，更是适合普通人参与的悠闲户外项目，它常被作为团建活动和沙滩游玩项目被大家认识。随着国内外对皮划艇需求的日益扩大，特别是休闲娱乐和大众健身型的皮划艇项目的快速发展，人们对购买皮划艇及皮划艇用具的要求上也逐渐提升。
因此，很多商家在售卖皮划艇时，会配套有皮划艇用胶，以避免顾客购买的皮划艇划破，但买不到合适皮划艇用胶的情况发生。由于皮划艇其使用环境常常是在沿海的环境下，这就要求它们所用的修补胶具有更好的粘接强度、更长效的粘合性和耐海水性能，因此，目前亟需一款具有粘度高、长效粘合性和耐海水性能强的皮划艇用胶以满足人们需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐海水的环保型皮划艇用胶及其制备方法，本发明加入十六烷基三甲氧基硅烷与双酚A型环氧树脂和异佛尔酮二异氰酸酯中的大分子一起形成了三维网状结构，且硅氧烷交联结构之间存在着氢键的相互作用，使得大分子间发生团聚，增加了分子链的缠绕，提高了皮划艇用胶的粘度和增加了粘合的长效性；加入聚氧化丙烯二元醇，增加了羟基含量，羟基与体系中的异氰酸酯基充分反应，增加了剥离强度；加入3，4-二羟基苯甲酸乙酯和乙二胺发生了交联，再与异氰酸酯基形成氢键和化学键，分子间的非极性增加，水分子不易渗入材料内部，增加了抗海水压力的性能。
本发明要解决的技术问题：提供一款具有长效粘合性和耐海水性能强的皮划艇用胶。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐海水的环保型皮划艇用胶，所述皮划艇用胶包括如下原料：甲混料和乙混料；
所述甲混料包括如下重量份原料：
Figure BDA0003927358550000021
所述乙混料包括如下重量份原料：
Figure BDA0003927358550000022
进一步地，所述甲混料的制备方法如下：
分别称取双酚A型环氧树脂和异佛尔酮二异氰酸酯，控温、真空脱水，降温，将降温后的双酚A型环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯和碳酸二甲酯混合，边控速搅拌边升温，搅拌完成后依次加入配方量三羟甲基丙烷、十六烷基三甲氧基硅烷、新癸酸铋和无水乙醇，控温、机械搅拌均匀，得到甲混料；
十六烷基三甲氧基硅烷、双酚A型环氧树脂和异佛尔酮二异氰酸酯形成了三维网状结构，且反应体系中存在着氢键的相互作用，增加了分子链的缠绕，整体上提高了皮划艇用胶的粘度和增加了粘合的长效性。
进一步地，所述控温、真空脱水的温度为105-115℃、脱水时间为30-40min。
进一步地，所述降温的温度为60-65℃，所述边控速搅拌边升温的搅拌速度为350-420rmp、升温温度为70-75℃。
进一步地，所述控温、机械搅拌均匀中控制的温度为70-75℃、机械搅拌转速为330-400rmp。
进一步地，所述乙混料的制备方法如下：
称取配方量丙酮溶液，加入甲苯二异氰酸酯，控温搅拌，搅拌完成后依次加入聚氧化丙烯二元醇、新癸酸铋、3，4-二羟基苯甲酸乙酯和乙二胺，边通氮气边搅拌，得到乙混料。
聚氧化丙烯二元醇增加了体系中的羟基含量，羟基与体系中的异氰酸酯基充分反应，增加了结构稳定性，同时进一步增加了剥离强度；而3，4-二羟基苯甲酸乙酯和乙二胺之间发生了交联反应，再与异氰酸酯基形成氢键和化学键，分子间的非极性增加，稳定了反应体系中的网状结构，增加了皮划艇用胶在海水环境下抗海水压力的性能。
进一步地，所述控温搅拌的温度为21-25℃、搅拌时间为30-50min。
进一步地，所述边通氮气边搅拌中，搅拌时间为2-4h。
进一步地，一种所述耐海水的环保型皮划艇用胶的制备方法为：使用时，按质量比将甲混料和乙混料混合并搅拌均匀，得到皮划艇用胶。
进一步地，所述质量比为甲混料：乙混料＝15-18：1；该质量配比下，有效避免了反应体系中分子之间距离过大导致氢键作用被削弱，进一步影响皮划艇用胶剥离强度、抗海水压力性能下降的情况。
本发明的有益效果：
(1)本发明在制备甲混料时加入了十六烷基三甲氧基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷极易水解缩合形成具有低极性的硅氧烷交联结构，再与双酚A型环氧树脂和异佛尔酮二异氰酸酯中的大分子一起形成了三维网状结构，且硅氧烷交联结构之间存在着氢键的相互作用，使得大分子间发生团聚，增加了分子链的缠绕，整体上提高了皮划艇用胶的粘度和增加了粘合的长效性。
(2)本发明加入了聚氧化丙烯二元醇，增加了羟基含量，羟基与体系中的异氰酸酯基充分反应，反应体系内部逐渐形成三维网状结构，增加了结构稳定性，同时进一步增加了剥离强度。
(3)本发明加入的3，4-二羟基苯甲酸乙酯和乙二胺之间发生了交联反应，再与异氰酸酯基形成氢键和化学键，分子间的非极性增加，水分子不易渗入材料内部，进一步稳定了反应体系中的三维网状结构，同时增加了皮划艇用胶在海水环境下抗海水压力的性能。
(4)本发明选择的甲混料和乙混料质量配比合适，在剥离强度测试和抗海水压力测试中，实施例7-9制备的皮划艇用胶剥离强度均比对比例17-20制备的皮划艇用胶的剥离强度高。说明该质量配比下，避免了反应体系中分子之间距离过大导致氢键作用被削弱，进一步影响皮划艇用胶剥离强度、抗海水压力性能下降的情况。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
甲混料包括如下重量份原料：
Figure BDA0003927358550000051
甲混料的制备方法，包括如下步骤：
按照配方量分别称取双酚A型环氧树脂和异佛尔酮二异氰酸酯，控温105℃、真空脱水35min，脱水完成后降温至60℃，将降温后的双酚A型环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯和配方量碳酸二甲酯混合，控制搅拌速度为350rmp，边搅拌边升温至70℃，搅拌完成后依次加入配方量三羟甲基丙烷、十六烷基三甲氧基硅烷、新癸酸铋和无水乙醇，控温73℃、转速330rmp，机械搅拌均匀，得到甲混料。
实施例2
甲混料包括如下重量份原料：
Figure BDA0003927358550000052
Figure BDA0003927358550000061
甲混料的制备方法，包括如下步骤：
按照配方量分别称取双酚A型环氧树脂和异佛尔酮二异氰酸酯，控温110℃、真空脱水35min，脱水完成后降温至62℃，将降温后的双酚A型环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯和配方量碳酸二甲酯混合，控制搅拌速度为385rmp，边搅拌边升温至73℃，搅拌完成后依次加入配方量三羟甲基丙烷、十六烷基三甲氧基硅烷、新癸酸铋和无水乙醇，控温73℃、转速365rmp，机械搅拌均匀，得到甲混料。
实施例3
甲混料包括如下重量份原料：
Figure BDA0003927358550000062
甲混料的制备方法，包括如下步骤：
按照配方量分别称取双酚A型环氧树脂和异佛尔酮二异氰酸酯，控温115℃、真空脱水35min，脱水完成后降温至65℃，将降温后的双酚A型环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯和配方量碳酸二甲酯混合，控制搅拌速度为420rmp，边搅拌边升温至75℃，搅拌完成后依次加入配方量三羟甲基丙烷、十六烷基三甲氧基硅烷、新癸酸铋和无水乙醇，控温73℃、转速400rmp，机械搅拌均匀，得到甲混料。
对比例1
与实施例3相比，十六烷基三甲氧基硅烷的添加量为3重量份，其余步骤和参数均相同。
对比例2
与实施例3相比，十六烷基三甲氧基硅烷的添加量为12重量份，其余步骤和参数均相同。
实施例4
乙混料包括如下重量份原料：
Figure BDA0003927358550000071
乙混料的制备方法，包括如下步骤：
称取配方量丙酮溶液，加入配方量甲苯二异氰酸酯，控温21℃搅拌30min，搅拌完成后依次加入配方量聚氧化丙烯二元醇、新癸酸铋、3，4-二羟基苯甲酸乙酯和乙二胺，边通氮气边搅拌3h，得到乙混料。
实施例5
乙混料包括如下重量份原料：
Figure BDA0003927358550000072
Figure BDA0003927358550000081
乙混料的制备方法，包括如下步骤：
称取配方量丙酮溶液，加入配方量甲苯二异氰酸酯，控温23℃搅拌40min，搅拌完成后依次加入配方量聚氧化丙烯二元醇、新癸酸铋、3，4-二羟基苯甲酸乙酯和乙二胺，边通氮气边搅拌3h，得到乙混料。
实施例6
乙混料包括如下重量份原料：
Figure BDA0003927358550000082
乙混料的制备方法，包括如下步骤：
称取配方量丙酮溶液，加入配方量甲苯二异氰酸酯，控温25℃搅拌50min，搅拌完成后依次加入配方量聚氧化丙烯二元醇、新癸酸铋、3，4-二羟基苯甲酸乙酯和乙二胺，边通氮气边搅拌3h，得到乙混料。
对比例3
与实施例6相比，聚氧化丙烯二元醇的添加量为4重量份，其余步骤和参数均相同。
对比例4
与实施例6相比，聚氧化丙烯二元醇的添加量为10重量份，其余步骤和参数均相同。
对比例5
与实施例6相比，3，4-二羟基苯甲酸乙酯的添加量为3重量份，其余步骤和参数均相同。
对比例6
与实施例6相比，3，4-二羟基苯甲酸乙酯的添加量为10重量份，其余步骤和参数均相同。
对比例7
与实施例6相比，乙二胺的添加量为6重量份，其余步骤和参数均相同。
对比例8
与实施例6相比，乙二胺的添加量为14重量份，其余步骤和参数均相同。
实施例7
皮划艇用胶的制备方法，包括如下步骤：
使用时，按质量比为甲混料：乙混料＝15：1将实施例3制得的甲混料和实施例6制得的乙混料混合并搅拌均匀，得到皮划艇用胶。
实施例8
皮划艇用胶的制备方法，包括如下步骤：
使用时，按质量比为甲混料：乙混料＝17：1将实施例3制得的甲混料和实施例6制得的乙混料混合并搅拌均匀，得到皮划艇用胶。
实施例9
皮划艇用胶的制备方法，包括如下步骤：
使用时，按质量比为甲混料：乙混料＝18：1将实施例3制得的甲混料和实施例6制得的乙混料混合并搅拌均匀，得到皮划艇用胶。
对比例9
与实施例8相比，采用对比例1制得的甲混料，其余步骤和参数均相同。
对比例10
与实施例8相比，采用对比例2制得的甲混料，其余步骤和参数均相同。
对比例11
与实施例8相比，采用对比例3制得的乙混料，其余步骤和参数均相同。
对比例12
与实施例8相比，采用对比例4制得的乙混料，其余步骤和参数均相同。
对比例13
与实施例8相比，采用对比例5制得的乙混料，其余步骤和参数均相同。
对比例14
与实施例8相比，采用对比例6制得的乙混料，其余步骤和参数均相同。
对比例15
与实施例8相比，采用对比例7制得的乙混料，其余步骤和参数均相同。
对比例16
与实施例8相比，采用对比例8制得的乙混料，其余步骤和参数均相同。
对比例17
与实施例8相比，使用时，按质量比为甲混料：乙混料＝14.5：1将实施例3制得的甲混料和实施例6制得的乙混料混合并搅拌均匀，得到皮划艇用胶。
对比例18
与实施例8相比，使用时，按质量比为甲混料：乙混料＝15：0.5将实施例3制得的甲混料和实施例6制得的乙混料混合并搅拌均匀，得到皮划艇用胶。
对比例19
与实施例8相比，使用时，按质量比为甲混料：乙混料＝19：1将实施例3制得的甲混料和实施例6制得的乙混料混合并搅拌均匀，得到皮划艇用胶。
对比例20
与实施例8相比，使用时，按质量比为甲混料：乙混料＝15：2将实施例3制得的甲混料和实施例6制得的乙混料混合并搅拌均匀，得到皮划艇用胶。
性能检测
(1)粘度测试：采用型号为NDJ-1C的布氏旋转粘度计，保持同一转速，在45℃恒温条件下对实施例7-9、对比例9-10制得的皮划艇用胶和市售皮划艇用胶1-3进行粘度测量，其结果如表1所示。
(2)抗海水粘合长效性测试：将皮划艇用皮料剪裁成5cm×5cm大小，把实施例7-9、对比例9-10制得的皮划艇用胶和市售皮划艇用胶1-3分别平铺于剪裁后的皮料上，将平铺了皮划艇用胶的皮料上再覆叠一张皮料，待其干燥凝固后，浸泡于2％的海盐水中，观察浸泡1、5、10、20、40天后皮料的脱落情况，其结果如表1所示。
(3)剥离强度测试：将皮划艇用皮料剪裁成5cm×5cm大小，把实施例7-9、对比例11-12和对比例17-20制得的皮划艇用胶分别平铺于剪裁后的皮料上，将平铺了皮划艇用胶的皮料上再覆叠一张皮料，待其干燥凝固后，按照标准GB/T532-2008，对实施例7-9、对比例11-12和对比例17-20制得的皮划艇用胶进行剥离强度测试，其结果如表2所示。
(4)抗海水压力测试：将皮划艇用皮料剪裁成5cm×5cm大小，把实施例7-9和对比例13-20制得的皮划艇用胶分别平铺于剪裁后的皮料上，将平铺了皮划艇用胶的皮料上再覆叠一张皮料，待其干燥凝固，将干燥凝固好的皮料置于沈阳紫微恒检测设备有限公司的海水压力模拟试验机中，调节仪器内部压力为30MPa，3h后释放压力，再将装置内部压力升至30MPa，重复三次，将试样取出按照标准GB/T532-2008进行剥离强度测试，其结果如表2所示。
表1
Figure BDA0003927358550000121
表2
Figure BDA0003927358550000122
Figure BDA0003927358550000131
由表1所示，本发明制备的皮划艇用胶具有优异的粘度和持久的粘合长效性。详细地，实施例7-9制得的皮划艇用胶粘度均比对比例9-10和市售皮划艇用胶1-3粘度更大，且实施例7-9制得的皮划艇用胶使用2个月仍未出现皮料脱落的情况，而其他皮划艇用胶在使用10天时，已陆续出现皮料脱落的状况。这是说明本发明加入的十六烷基三甲氧基硅烷、双酚A型环氧树脂和异佛尔酮二异氰酸酯形成了三维网状结构，且反应体系中存在着氢键的相互作用，增加了分子链的缠绕，整体上提高了皮划艇用胶的粘度和增加了粘合的长效性。
由表2所示，本发明制备的皮划艇用胶剥离强度高。本发明加入了聚氧化丙烯二元醇，增加了羟基含量，羟基与体系中的异氰酸酯基充分反应，增加了结构稳定性，同时进一步增加了剥离强度；
本发明制备的皮划艇用胶有极好的抗海水压力性能。本发明加入的3，4-二羟基苯甲酸乙酯和乙二胺之间发生了交联反应，再与异氰酸酯基形成氢键和化学键，分子间的非极性增加，稳定了反应体系中的网状结构，增加了皮划艇用胶在海水环境下抗海水压力的性能；
由表2可知，本发明选择的甲混料和乙混料质量配比合适，在剥离强度测试和抗海水压力测试中，实施例7-9制备的皮划艇用胶剥离强度均比对比例17-20制备的皮划艇用胶的剥离强度高。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐海水的环保型皮划艇用胶，其特征在于，所述皮划艇用胶包括如下原料：甲混料和乙混料；
所述甲混料包括如下重量份原料：
Figure FDA0003927358540000011
所述乙混料包括如下重量份原料：
Figure FDA0003927358540000012
2.根据权利要求1所述的一种耐海水的环保型皮划艇用胶，其特征在于，所述甲混料的制备方法如下：
分别称取双酚A型环氧树脂和异佛尔酮二异氰酸酯，控温、真空脱水，降温，将降温后的双酚A型环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯和碳酸二甲酯混合，边控速搅拌边升温，搅拌完成后依次加入配方量三羟甲基丙烷、十六烷基三甲氧基硅烷、新癸酸铋和无水乙醇，控温、机械搅拌均匀，得到甲混料。
3.根据权利要求2所述的一种耐海水的环保型皮划艇用胶，其特征在于，所述控温、真空脱水的温度为105-115℃、脱水时间为30-40min。
4.根据权利要求2所述的一种耐海水的环保型皮划艇用胶，其特征在于，所述降温的温度为60-65℃，所述边控速搅拌边升温的搅拌速度为350-420rmp、升温温度为70-75℃。
5.根据权利要求2所述的一种耐海水的环保型皮划艇用胶，其特征在于，所述控温、机械搅拌均匀中控制的温度为70-75℃、机械搅拌转速为330-400rmp。
6.根据权利要求1所述的一种耐海水的环保型皮划艇用胶，其特征在于，所述乙混料的制备方法如下：
称取配方量丙酮溶液，加入甲苯二异氰酸酯，控温搅拌，搅拌完成后依次加入聚氧化丙烯二元醇、新癸酸铋、3，4-二羟基苯甲酸乙酯和乙二胺，边通氮气边搅拌，得到乙混料。
7.根据权利要求6所述的一种耐海水的环保型皮划艇用胶，其特征在于，所述控温搅拌的温度为21-25℃、搅拌时间为30-50min。
8.根据权利要求6所述的一种耐海水的环保型皮划艇用胶，其特征在于，所述边通氮气边搅拌中，搅拌时间为2-4h。
9.一种权利要求1-8任一项所述的耐海水的环保型皮划艇用胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：使用时，按质量比将甲混料和乙混料混合并搅拌均匀，得到皮划艇用胶。
10.根据权利要求9所述的一种耐海水的环保型皮划艇用胶的制备方法，其特征在于，所述质量比为甲混料：乙混料＝15-18：1。
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