CN115895559A - 一种环保型冲浪板用胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于胶黏剂生产制备技术领域，具体涉及一种环保型冲浪板用胶黏剂及其制备方法。本发明提供的环保型冲浪板用胶黏剂以热塑性聚氨酯弹性体为基础，同时加入磷酸和萜烯酚醛树脂用于提高胶黏剂的防水盐碱性能，加入表面活性剂、混合溶剂，可以促进纤维与EVA、橡胶材料交联，提高初粘性和剥离强度。本发明制得的胶黏剂对碳纤维与玻璃纤维材料、纤维与EVA、橡胶材料等制备的冲浪板具有显著的粘接力，同时还可以提高纤维、橡胶、EVA在海水的盐碱湿热环境的耐受力，而且使用时不拉丝、流动性好，粘性时间长，无需加热固化，是一种较为理想的冲浪板用胶黏剂。

Description

一种环保型冲浪板用胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明属于胶黏剂生产制备技术领域，具体涉及一种环保型冲浪板用胶黏剂及其制备方法。

背景技术

冲浪板是一种在水面上进行滑行的水上运动器械，其需要在海浪高度为1米左右的动力下进行运动，当合适的海浪逐渐靠近的时候，冲浪者调整板头方向，俯卧在冲浪板上顺着海浪的方向划水，给冲浪板足够的速度使冲浪板保持在海浪的前面，当海浪推动冲浪板滑动时，冲浪者利用身体重心、肩膀和后腿控制冲浪板的走向。冲浪运动是以浪为动力，是一种既刺激又能健身的运动项目，广泛受到年轻人的青睐和喜爱。

目前，市面上各式各样的冲浪板产品应运而生。专利文献CN106671516A公开了一种冲浪板制作工艺及使用该工艺所生产的冲浪板，该新型冲浪板制作工艺主要包括定制吸塑外壳和聚苯乙烯泡沫内芯；在吸塑外壳上刷满聚氨酯胶；将浸透的玻纤布覆盖至聚苯乙烯泡沫内芯上；在聚苯乙烯泡沫内芯上分别套上刷满聚氨酯胶后的上吸塑外壳和下吸塑外壳；在上吸塑外壳与下吸塑外壳接口处，使用聚氨酯胶填补。该冲浪板相比传统工艺所生产的冲浪板，质量具有显著提升，而且生产周期短，可以量产，环保，无喷漆工序，外观亮丽，强度超强。

专利文献CN108466472A公开了一种发泡冲浪板的积层工艺，包括原料、剪布、打胶、做布、干胶处理、打磨步骤。该发泡冲浪板的积层工艺采用环氧树胶粘黏玻纤布，环保，无污染，不会对人体造成伤害，同时采用玻纤布和纤维布对发泡型冲浪板进行包覆式的积层处理，可以使冲浪板的具有更高的韧性，生产出来的冲浪板不易损坏，防水效果好。

专利文献CN 111114701A公开了一种高使用寿命耐牢固冲浪板制备技术，包括板身塑形、修边以及刨平、覆盖玻璃布、双组分树脂调配、涂抹树脂、抛光步骤，制得的冲浪板能够延缓冲浪板表面被海水腐蚀的速度，同时加入的紫外线吸收剂能够有效的吸收紫外线，使得该冲浪板能够承受太阳光的长期照射并且不会发生表面变性，极大的提升了冲浪板的使用寿命，对比现有的冲浪板具有使用寿命长，抗紫外线照射，结构强度高，使用牢靠的优点。

由于冲浪板是在海水的高盐碱性和海浪的巨大的冲击力的特殊运动场所中使用，冲浪板的板体结构强度及密封性要求对于冲浪板的性能和运动人的人身安全而言十分重要。目前，现有技术对于冲浪板的性能要求和安全性要求主要集中于冲浪板结构的改进和制造工艺的改进，对于冲浪板的胶黏剂研究较少，而胶黏剂对于冲浪板的密封性和安全性起着十分重要的作用。

发明内容

本发明提供了一种环保型冲浪板用胶黏剂及其制备方法，该环保型冲浪板用胶黏剂以热塑性聚氨酯弹性体(简称TPU)为基础，TPU聚氨酯胶粘剂是能粘接多种材料，粘接后在低温或超低温时仍能保持材料理化性质的胶粘剂，具有良好的耐化学性、抗紫外线性、及对各种材料适应性好；同时加入磷酸和萜烯酚醛树脂用于提高胶黏剂的防水盐碱性能，加入表面活性剂、混合溶剂，可以促进纤维和EVA、橡胶材料交联，提高初粘性和剥离强度。本发明制得的胶黏剂对碳纤维与玻璃纤维材料、纤维与EVA、橡胶材料等制备的冲浪板具有显著的粘接力，同时还可以提高纤维、橡胶、EVA在海水的盐碱湿热环境的耐受力，而且使用时不拉丝、流动性好，粘性时间长，无需加热固化，直接刷涂即可。

本发明提供了一种环保型冲浪板用胶黏剂，包括以下成分及其重量份数：

聚氨酯弹性体18～22份、萜烯酚醛树脂2～3份、磷酸0.05～0.1份、表面活性剂0.05～0.1份、丁酮15～20份、乙酸乙酯18～22份、丙酮30～35份和防老剂BHT 0.15～0.3份。

进一步地，所述环保型冲浪板用胶黏剂中萜烯酚醛树脂与磷酸的重量比为3:0.05。

进一步地，所述环保型冲浪板用胶黏剂中表面活性剂的重量份数为0.07份。

进一步地，所述环保型冲浪板用胶黏剂由以下成分及其重量份数组成：

聚氨酯弹性体20份、萜烯酚醛树脂3份、磷酸0.05份、表面活性剂0.07份、丁酮18份、乙酸乙酯20份、丙酮32份和防老剂BHT 0.2份。

进一步地，所述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III按重量比(1～2):(1～2):(1～2)混合组成。

进一步地，所述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III按重量比1:1:2混合组成。

进一步地，所述萜烯酚醛树脂的软化点为100～110℃，酸值为20～25mgKOH/g。

进一步地，所述表面活性剂为硅氧烷。所述硅氧烷是市售产品，购于东之风进出口(深圳)有限公司，型号为Dynol 604，该硅氧烷是发明人经过大量的表面活性剂摸索试验而得出的在本发明的胶黏剂体系中效果最佳的非离子表面活性剂，而其他的表面活性剂加入本发明的胶黏剂体系反而会影响胶黏剂的性能，尤其是硅氧烷的添加量对本发明的胶黏剂的性能具有较大的影响。

另外，本发明还提供了所述的环保型冲浪板用胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1.将丁酮、乙酸乙酯、丙酮投入反应釜中，以280～320rpm/min转速，在50℃的条件下搅15～25min后，再加入聚氨酯弹性体，溶解3～3.5h，得混合溶液；

步骤S2.待步骤S1制得的混合溶液温度降至40～45℃时，接着加入萜烯酚醛树脂、磷酸、表面活性剂和防老剂BHT，以80～120rpm/min转速无需加热搅拌50～60min，即得。

进一步地，所述步骤S1中的转速为300rpm/min，所述步骤S2中的转速为100rpm/min。

虽然热塑性聚氨酯弹性体具有强度高，力学性能优异，使用范围宽的优点，但是熔体流动性对聚酯型聚氨酯弹性体的加工性能起着十分重要的作用，只有兼顾优良的力学性能和熔体流动性才能使热塑性聚氨酯弹性体应用更广泛。然而，在热塑性聚氨酯中，熔体流动性与力学强度是相互矛盾的，目前一般是采用热塑性聚氨酯弹性体改性的方法进行解决，但这在热塑性聚氨酯弹性体合成过程中难以控制，且控制效果不佳。

为了解决上述问题，发明人首次提出将不同型号的热塑性聚氨酯弹性体按特定的比例混合使用，意外地发现，混合后的热塑性聚氨酯弹性体不仅可以维持其本身的力学性能不变，还可以提高混合后热塑性聚氨酯弹性体的熔体流动性，有效的解决了聚氨酯类粘合剂存在初粘性较差、胶膜柔韧性不够和剥离强度低的缺陷，使制得的冲浪板胶黏剂具有初粘性高，胶体弹性好，剥离强度高的优点。同时，提高了胶黏剂的熔体流动性还可以提高胶黏剂对孔洞、接头、接缝等细小空隙的填充效果，提高冲浪板的密封性，从而可以有效地提高冲浪板在使用过程中的安全性。

进一步地，发明人在热塑性聚氨酯弹性体的基础上，加入磷酸和萜烯酚醛树脂，可以显著地提高胶黏剂的防水盐碱性能，使胶黏剂在使用过程中可以有效地防止海水对冲浪板的腐蚀作用，减少冲浪板的损伤，延长使用寿命。发明人加入磷酸的初衷是为了可以使胶黏剂的体系呈强酸性，使处理的材料表面实现极性化，从而提高聚氨酯结晶的稳定性。但是，发明人在试验过程中意外发现，磷酸在本发明的胶黏剂体系中还可以降低萜烯酚醛树脂的软点，影响萜烯酚醛树脂的性能，将磷酸与萜烯酚醛树脂按特定比例混合使用可以有效提高胶黏剂的防水盐碱性能。

总之，与现有技术相比，本发明提供的环保型冲浪板用胶黏剂具有初粘性好，剥离强度和剪切强度高，耐水解、耐盐碱性好，是一种较为理想的冲浪板用胶黏剂。

具体实施方式：

以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。本发明的成分均为市售产品，例如：聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III均为市售产品，其中聚氨酯弹性体I购于上海运河材料科技有限公司，型号为A85C4957，聚氨酯弹性体II购于东莞市企信塑胶有限公司，型号为S95A，聚氨酯弹性体III购于东莞市坤和塑胶化工有限公司，型号为340-2。

实施例1、一种环保型冲浪板用胶黏剂

所述环保型冲浪板用胶黏剂由以下成分及其重量份数组成：

聚氨酯弹性体18份、萜烯酚醛树脂3份、磷酸0.1份、表面活性剂0.05份、丁酮15份、乙酸乙酯18份、丙酮35份和防老剂BHT 0.3份；所述所述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III按重量比2:1:2混合组成；所述萜烯酚醛树脂的软化点为100～110℃，酸值为20～25mgKOH/g；所述表面活性剂为硅氧烷。

制备方法：

步骤S1.将丁酮、乙酸乙酯、丙酮投入反应釜中，以300rpm/min转速，在50℃的条件下搅20min后，再加入聚氨酯弹性体，溶解3h，得混合溶液；

步骤S2.待步骤S1制得的混合溶液温度降至40℃时，接着加入萜烯酚醛树脂、磷酸、表面活性剂和防老剂BHT，以100rpm/min转速无需加热搅拌60min，即得。

实施例2、一种环保型冲浪板用胶黏剂

所述环保型冲浪板用胶黏剂由以下成分及其重量份数组成：

聚氨酯弹性体20份、萜烯酚醛树脂3份、磷酸0.05份、表面活性剂0.07份、丁酮18份、乙酸乙酯20份、丙酮32份和防老剂BHT 0.2份；所述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III按重量比1:1:2混合组成；所述萜烯酚醛树脂的软化点为100～110℃，酸值为20～25mgKOH/g；所述表面活性剂为硅氧烷。

制备方法：

步骤S1.将丁酮、乙酸乙酯、丙酮投入反应釜中，以300rpm/min转速，在50℃的条件下搅20min后，再加入聚氨酯弹性体，溶解3h，得混合溶液；

步骤S2.待步骤S1制得的混合溶液温度降至40℃时，接着加入萜烯酚醛树脂、磷酸、表面活性剂和防老剂BHT，以100rpm/min转速无需加热搅拌60min，即得。

实施例3、一种环保型冲浪板用胶黏剂

所述环保型冲浪板用胶黏剂由以下成分及其重量份数组成：

聚氨酯弹性体22份、萜烯酚醛树脂2份、磷酸0.05份、表面活性剂0.1份、丁酮20份、乙酸乙酯22份、丙酮30份和防老剂BHT 0.3份；所述所述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III按重量比1:2:1混合组成；所述萜烯酚醛树脂的软化点为100～110℃，酸值为20～25mgKOH/g；所述表面活性剂为硅氧烷。

制备方法：

步骤S1.将丁酮、乙酸乙酯、丙酮投入反应釜中，以300rpm/min转速，在50℃的条件下搅20min后，再加入聚氨酯弹性体，溶解3.5h，得混合溶液；

步骤S2.待步骤S1制得的混合溶液温度降至40℃时，接着加入萜烯酚醛树脂、磷酸、表面活性剂和防老剂BHT，以100rpm/min转速无需加热搅拌60min，即得。

对比例1、一种环保型冲浪板用胶黏剂

与实施例2的区别在于：所述聚氨酯弹性体为聚氨酯弹性体III，其余成分如实施例2类似。

制备方法如实施例2类似。

对比例2、一种环保型冲浪板用胶黏剂

与实施例2的区别在于：所述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体I和聚氨酯弹性体II按重量比1:1混合组成，其余成分如实施例2类似。

制备方法如实施例2类似。

对比例3、一种环保型冲浪板用胶黏剂

与实施例2的区别在于：所述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III按重量比1:1:3混合组成，其余成分如实施例2类似。

制备方法如实施例2类似。

对比例4、一种环保型冲浪板用胶黏剂

与实施例2的区别在于：缺少磷酸，其余成分如实施例2类似。

制备方法如实施例2类似。

对比例5、一种环保型冲浪板用胶黏剂

与实施例2的区别在于：磷酸:萜烯酚醛树脂的重量比为0.05:4，即磷酸0.05份，萜烯酚醛树脂4份，其余成分如实施例2类似。

制备方法如实施例2类似。

对比例6、一种环保型冲浪板用胶黏剂

与实施例2的区别在于：将磷萜烯酚醛树脂替换为环氧树脂，其余成分如实施例2类似。

制备方法如实施例2类似。

对比例7、一种环保型冲浪板用胶黏剂

与实施例2的区别在于：将磷酸替换为苯甲酸，其余成分如实施例2类似。

制备方法如实施例2类似。

对比例8、一种环保型冲浪板用胶黏剂

与实施例2的区别在于：所述硅氧烷表面活性剂的含量为0.2份，其余成分如实施例2类似。

制备方法如实施例2类似。

试验例一、环保型冲浪板用胶黏剂的性能测定试验

1、试验材料：

实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例8制备得到的环保型冲浪板用胶黏剂。

2、试验方法：

测定实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例8制备得到的环保型冲浪板用胶黏剂初粘性、剥离强度和剪切强度的影响，其中：初粘性参考GB-19340-2014的测定方法进行测定，剥离强度的测定GB-19340-2014的测定方法进行测定，剪切强度参考GB-19340-2014的测定方法进行测定，并以同行市售冲浪板胶水为对照组。

3、试验结果：

试验结果如表1所示。

表1环保型冲浪板用胶黏剂的性能测定结果

由表1可知，本发明提供的不同型号的聚氨酯弹性体的比例和含量对胶黏剂的初粘性、剥离强度和剪切强度具有较大的影响。

试验例二、环保型冲浪板用胶黏剂的熔体流动性测定试验

1、试验材料：

实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2和对比例3制备得到的环保型冲浪板用胶黏剂。

2、试验方法：

参考GB/T 3682.1-2018的测定方法测定实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2和对比例3制备得到的环保型冲浪板用胶黏剂的熔融指数，并以同行市售冲浪板胶水为对照组。

3、试验结果：

试验结果如表2所示。

表2环保型冲浪板用胶黏剂的熔体流动性测定结果

	熔融指数(g/min)
		对照组	3.5
实施例1	4.5
		实施例2	4.9
实施例3	4.3
		对比例1	3.5
对比例2	3.2
		对比例3	3.8

由袅袅2可知，本发明提供的由聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III按重量比(1～2):(1～2):(1～2)混合组成聚氨酯弹性体的熔融指数大于4.3g/min，当聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III按重量比1:1:2混合组成时，其熔融指数高达4.9g/min，具有较好的熔体流动性。

试验例三、环保型冲浪板用胶黏剂的耐水解老化性和耐盐碱性测定试验

1、试验材料：

实施例1、实施例2、实施例3、对比例4、对比例5、对比例6和对比例7制备得到的环保型冲浪板用胶黏剂。

2、试验方法：

测定实施例1、实施例2、实施例3、对比例4、对比例5、对比例6和对比例7制备得到的环保型冲浪板用胶黏剂的耐水解老化性和耐盐碱性，并以同行市售冲浪板胶水为对照组。

其中：

1.1、耐水解老化性的测定：参考GB-19340-2014的测定方法进行测定，按GB-19340-2014所制标准试片置于水解测试机中，测试条件是去离子水×70℃×95％湿度×7d观察试

片剥离程度；

1.2、耐盐性的测定：参考GB-19340-2014所制标准试片置于水解测试机中，测试条件是盐水(模拟海水盐度，添加氯化钠使盐度达到35‰)×70℃×95％湿度×7d观察试片剥离程度；

1.3、耐碱性的测定：参考GB-19340-2014所制标准试片置于水解测试机中，测试条件是碱性溶液(添加氢氧化钠调节pH为8.5的碱性溶液)×70℃×95％湿度×7d观察试片剥离程度。

3、试验结果：

试验结果如表3、表4和表5所示。

表3环保型冲浪板用胶黏剂的耐水解老化性

表4环保型冲浪板用胶黏剂的耐盐水性

表5环保型冲浪板用胶黏剂的耐碱水性

由表3、表4和表5可知，本发明提供的冲浪板胶黏剂具有较好的耐水解、耐盐碱性，可以有效的提高冲浪板的安全性，延长使用时间。

Claims (10)

1.一种环保型冲浪板用胶黏剂，其特征在于，包括以下成分及其重量份数：

聚氨酯弹性体18～22份、萜烯酚醛树脂2～3份、磷酸0.05～0.1份、表面活性剂0.05～0.1份、丁酮15～20份、乙酸乙酯18～22份、丙酮30～35份和防老剂BHT 0.15～0.3份。

2.如权利要求1所述的环保型冲浪板用胶黏剂，其特征在于，所述环保型冲浪板用胶黏剂中萜烯酚醛树脂与磷酸的重量比为3:0.05。

3.如权利要求2所述的环保型冲浪板用胶黏剂，其特征在于，所述环保型冲浪板用胶黏剂中表面活性剂的重量份数为0.07份。

4.如权利要求3所述的环保型冲浪板用胶黏剂，其特征在于，由以下成分及其重量份数组成：

聚氨酯弹性体20份、萜烯酚醛树脂3份、磷酸0.05份、表面活性剂0.07份、丁酮18份、乙酸乙酯20份、丙酮32份和防老剂BHT 0.2份。

5.如权利要求1～4任一所述的环保型冲浪板用胶黏剂，其特征在于，所述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III按重量比(1～2):(1～2):(1～2)混合组成。

6.如权利要求5所述的环保型冲浪板用胶黏剂，其特征在于，所述聚氨酯弹性体由聚氨酯弹性体I、聚氨酯弹性体II和聚氨酯弹性体III按重量比1:1:2混合组成。

7.如权利要求1～4任一所述的环保型冲浪板用胶黏剂，其特征在于，所述萜烯酚醛树脂的软化点为100～110℃，酸值为20～25mgKOH/g。

8.如权利要求1～4任一所述的环保型冲浪板用胶黏剂，其特征在于，所述表面活性剂为硅氧烷。

9.如权利要求1～8任一所述的环保型冲浪板用胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1.将丁酮、乙酸乙酯、丙酮投入反应釜中，以280～320rpm/min转速，在50℃的条件下搅15～25min后，再加入聚氨酯弹性体，溶解3～3.5h，得混合溶液；

步骤S2.待步骤S1制得的混合溶液温度降至40～45℃时，接着加入萜烯酚醛树脂、磷酸、表面活性剂和防老剂BHT，以80～120rpm/min转速无需加热搅拌50～60min，即得。

10.如权利要求9所述的环保型冲浪板用胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的转速为300rpm/min，所述步骤S2中的转速为100rpm/min。