CN1253536A

CN1253536A - 粘合剂组合物

Info

Publication number: CN1253536A
Application number: CN98804597A
Authority: CN
Inventors: T·J·奥辛加; H·H·J·布罗伦斯; I·M·霍瓦斯
Original assignee: Joseph Crosfield and Sons Ltd
Current assignee: Ineos Silicas Ltd
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2000-05-17
Also published as: KR20010020385A; JP2001527592A; DE69801995T2; WO1998049117A1; AU7219998A; TW438872B; AU7219798A; ID23929A; ZA983696B; BR9809383A; AR012644A1; EP0991607A1; KR20010020389A; ZA983695B; GB9708831D0; DE69801995D1; EP1025060A1; HUP0001904A3; PL336584A1; ZA992113B

Abstract

本发明涉及含硅酸盐水溶液和细碎无机填料的悬浮体的粘合剂组合物,其中,所述硅酸盐溶液的硅酸盐含量至少为17%(重量),并含平均粒度至少为0.4μm的沸石填料。

Description

粘合剂组合物

本发明涉及粘合剂组合物，其包含含硅酸盐水溶液和细碎无机填料的悬浮体。

自GB-A-2058818已知这样的粘合剂组合物。其公开了一种喷涂粘合剂组合物，其包含(i)碱金属硅酸盐的溶液，(ii)1～10％(重量)细碎无机物粉末，其含有15％以上的矿物质高岭土和(iii)细碎二氧化硅。优选，二氧化硅以有机硅酸的形式包含在其中。在该专利申请中，高岭粘土用作填料/稳定剂。粉状填料材料的总量限制在最多为10％(重量)。

虽然能够合理地使用这类已知粘合剂组合物，但是粘合性能仍需改进。

本发明现提供一种粘合剂组合物，其包含含硅酸盐水溶液和细碎无机填料的悬浮体；所述粘合剂组合物的特征在于，所述硅酸盐溶液含硅酸盐含量至少为17％(重量)，和含有作为填料的沸石，其平均粒度至少为0.4μm。

令人惊异发现，当在硅酸盐水溶液中使用沸石作填料材料时，能够得到具有很高初始粘着性和牢固终结粘合性的粘合剂组合物，该粘合剂含水量低，能够快速干燥。在干燥之后，粘合剂中的硅酸盐仍然是可溶性，只要粘合剂没有硬化，所粘合的诸如纸类的材料就可以有优良的重复使用性。另外，与本领域已知的所有硅酸盐粘合剂比较，本粘合剂更柔性，并且在初始粘着性和干燥性能方面均优异。

众所周知，沸石是比较惰性的并对环境无害的材料。可得的或能够制成细粒形式的沸石的例子有沸石4A、沸石P、沸石X和沸石Y。

优选沸石P，因为其为层状结构，其本上不磨损且较软，也意味着机器设备磨蚀较少。

能够生产含有合成方法生产的沸石P的本发明的悬浮体，其另外的优点是不含有如施加无机矿物填料的情况那样的致癌结晶二氧化硅(石英，方英石)。因为已断定这些结晶二氧化硅是致癌的，预期，必定会限制其应用，或者甚至在世界上受到法律的禁止。

按照本发明，优选沸石的平均粒度为0.4～15μm，更优选为0.4～5μm，最优选为0.8～2μm。在很具体的实施方案中，平均粒度为0.8～1.5μm。

沸石的含量最好为2～50％(重量)，更优选为10～40％(重量)，最优选为10～30％(重量)。

硅酸盐溶液的硅酸盐含量至少为20％(重量)是有利的。

在按照本发明的粘合剂组合物中，对硅酸盐水溶液没有具体限制，能够按照具体应用要求选自已知的硅酸盐溶液。尤其是，硅酸盐溶液是碱金属硅酸盐溶液，即：Na^-、K^-或Li^-的硅酸盐溶液或硅酸铵溶液，或者其混合物。

在本说明书中，将使用硅酸盐中SiO₂/M₂O摩尔比作为确定具体硅酸盐溶液的度量，其中M表示具体的碱金属或铵(Na、K、Li、NH₄)。

这些可溶性硅酸盐的SiO₂/M₂O摩尔比能够为1.0～约4.0，对于硅酸锂甚至更高达4.5。所有硅酸盐溶液都是碱性，但是碱度随着摩尔比增加而减小。因此，摩尔比较高的硅酸盐溶液在处理时是较安全的，这可以由市场上提供的标准硅酸盐溶液的安全级别来证明。SiO₂/M₂O摩尔比市售溶液欧洲安全等级1.0 硅酸盐腐蚀2.0 “碱性”硅酸盐高刺激性

(或“碱性水玻璃”)3.3 “中性”硅酸盐未分类为不安全

(或“中性水玻璃”)

对于需要硬化的那些应用来说，也优选使SiO₂含量最大因此SiO₂/M₂O达到最大，以减少所需要的硬化剂量。有利的是，硅酸盐水溶液的SiO₂/M₂O的摩尔比为1～4.5，优选为2～4.2，更优选为2.8～4.2，和最优选为3.3～4.2。

有利的是，在按照本发明的粘合剂组合物中的硅酸盐溶液的硅酸盐包括硅酸钾或硅酸钠或其混合物。

本发明的粘合剂组合物能够用于各种粘合用途，例如，纸、木材、混凝土、砖、地砖、橡胶、皮革(如：鞋)，玻璃、金属(例如铝箔)、胶合板、灰泥板和木屑制品等。使用本发明的粘合剂能够将特别是表面不规则的、通常难以粘合的、诸如滤纸、木材或混凝土等材料彼此粘合，或者粘合到其他表面上。该粘合剂特别适于粘合珠光岩、蛭石、玻璃纤维、矿物纤维、石棉、例如以毡、面板、护板、模制塑胶、插入物和喷雾涂层等形式绝热或隔音。本发明的悬浮体初始粘合非常迅速，并且干燥得较快，赋于柔性粘合，又能大大减少粉尘。

本发明的粘合组合物的优点是：不使用有机化合物(包括挥发性溶剂)；在使用硅酸盐悬浮体作为粘合剂之前，不必清洁或干燥表面；该(无机)粘合剂使所用材料可燃性下降；等等。

因为不存在有机化合物，采用本发明的粘合剂粘结的、本身就是安全的材料(如：纸、硬纸板、木材、砂、土等)可以通过诸如掩埋之类的方法安全地进行处置。

本发明的包含有作为填料的诸如Zeocros CG180等的P-型纯沸石的粘合剂组合物，在应用于纸和硬纸板时，还有其他好处，可满足纸和纸板循环使用的日益增长的需求，因为这些粘合剂仅含有硅酸盐和沸石，两者与有机化合物相比对循环工艺是有利的，在许多其他粘合剂中使用的诸如PVA、PVOH和糊精等有机化合物在循环工艺中是较有害的。

本发明的粘合剂的硅酸盐水溶液的SiO₂/M₂O摩尔比最好为2.8～4.2，其中M是碱金属或铵。通常，摩尔比较高使产物粘稠。然而，这种粘稠的产物仍然可用作粘合剂；如果需要，可以稀释，以便使粘度下降。平均粒度最好为3μm以下。

适用于本发明的粘合剂组合物的悬浮体的优选实例是：10％～30％(重量)(按悬浮体计)的Crosfield(荷兰，Eijsden)的沸石ZeocrosCG180的中性硅酸盐的悬浮体，在中性硅酸盐中含有约35％(重量)摩尔比为约3.3的硅酸盐，Zeocros CG180的平均粒度为约1μm。如果将少量这种悬浮体涂在纸片的部分表面上，然后覆盖另一张纸片，我们发现，得到了牢固的直接粘合，在正常条件下，在约20℃下几分钟内干燥。对于滤纸和标准纸来说，在纸的结合部分之间实现了牢固粘合，该部分纸不撕裂就不能分开。借助于应用本发明的粘合剂，纸的结合部分的可燃性下降，没有使用有机化合物，并且得到了较好的粘合。

采用按照本发明的粘合剂，能够制造层压纸、螺旋缠绕层压纸管、硬纸板、波面硬纸板、壁纸、层压板、胶合板、诸如鞋底等皮革制品和建筑材料。已经发现，对于粘合砖和鞋底来说，使用沸石含量较高(例如27％)的沸石Zeocros CG180的悬浮体则赋于较牢固的粘合，所以优选使用。也能使用该粘合剂粘结粉末或其它颗粒或纤维材料，形成较大的块状制品，例如生产建筑构件，如砖、地砖等。也能将其用于制备用来制造纸制品的纸壳。

也能使用本发明的粘合剂粘合石头、砖或混凝土等建筑材料，用于建造墙壁、房屋，还用于通过粘合皮革件修理鞋和鞋底。

已经发现，对于作为粘合剂的这些用途，不必加入表面活性剂或硬化剂，只要在粘合在一起的材料中有足够的孔隙，使粘合剂能够渗透并使悬浮体能够干燥。然而在悬浮体中所存在的水蒸发太慢的情况下，或者，如果需要具有较好的抗水性，那末能加入硬化剂和/或表面活性剂。作为表面活性剂，可以优选诸如十六烷基四铵氯化物等阳离子表面活性剂。

本发明还涉及使用粘合剂组合物制造含有纤维素的材料，例如纸制品，如纸壳，层压纸，如硬纸板、螺旋或回旋(平行)缠绕层压纸管和柱状物等。例如，在包含两层或多层硬纸板和/或纸的管的制造过程中能够使用本粘合剂，其中将至少一种粘合剂涂敷到所述层的至少一个表面上，各层彼此螺旋或回旋缠绕，其中本发明的粘合剂涂敷到所述表面上。在所述管和柱状物制造过程中，借助于使用本粘合剂，与实际使用的有机粘合剂(例如，糊精或聚醋酸乙烯(PVA))比较，在最终纸管和柱形物中能得到改进的硬度、较好的抗压碎强度和较低的湿含量。令人惊异的是，与现有技术中使用的粘合度比较，能够增加生产速度。另外，可使用同样的粘合剂将通常是薄纸层的管的外层粘合到通常是用硬纸板新制造的另一些层上。在现有技术中，把所述薄纸层粘合到硬纸板外层上，和把硬纸板层彼此粘合，必须使用不同的粘合剂。

涂有本发明的粘合剂的纸材料具有阻燃性。这是一种显著的而重要的特征，因为采用本发明粘合剂制造的纸/硬纸板制品能够用于高温，并且在使用和贮存期间均安全。在层压纸制品中，本发明的粘合剂可在纸层之间形成层，这样，制品中每层纸都有所述阻燃性。

有利的是，还可将本发明的粘合剂悬浮体用作诸如上述的各类材料上的防火涂层。

特别是，能将本发明的粘合剂组合物用作玻璃纤维棉的粘合剂。

很明显，上列应用并不意味着是所有的列举，许多其它应用均是可行的。

有利的是，可采用硬化剂体系将本发明的悬浮体硬化。优选的所述硬化剂包括无定形二氧化硅，或者另一种是无定形金属硅酸盐，例如硅酸铝、硅酸镁或硅酸钙。本领域已知的其它硬化剂体系也可以使用。基于无定形二氧化硅和/或无定形金属硅酸盐的硬化剂体系，叙述在共同未决PCT申请98/XXXXXX中，其提交日期与本申请书相同。

使用硬化剂显著改善了粘合剂的抗水性。这意味着，能将这种粘合剂用于需要防风雨的应用中。

通过加入硬化剂体系，在干燥的悬浮体中所包含的硅酸盐的溶解性显著降低。这种粘合剂能可用于室外用途，粘合外墙砖的建筑结构，粘合外用的皮革如鞋底等，或者粘合室外用途的木材。

在优选的应用中，将包含硬化剂体系的本发明的粘合剂用于涂敷金属或其它易腐蚀设备，以便提供防腐性。

下文中提供了若干实例用来说明本发明；并不是要用这些实例来限制附件权利要求所界定的本发明。所有百分数均为重量百分数，除非另有规定。

实例

所使用的材料：A. 商品名： Crystal 0070(荷兰，Crosfield Eijsden公司)

产品名：中性硅酸钠溶液

干燥固体含量： 35.06％

SiO₂含量： 26.81％

Na₂O含量： 8.25％

密度(20℃)： 1355g/l

粘度 51 cPC.干燥粉末状P型沸石

商品名： Zeocros CG180(Crosfield Eijsten公司)

干燥固体含量^*： 90％

粒度^**： 0.7～3微米

平均粒度^**： 0.92微米

D50： 1.22微米

有效密度^***： 2480g/l

注：^*通过在800℃下加热30分钟进行测定

^**通过沉降法测定，使用5100型Sedigraph，由Micromeritics

出售

^***通过浸没在水中测定。

实例1和2

制备18％和27％的平均粒度为0.92微米的P型沸石在中性硅酸盐溶液中的悬浮体

将400g(实例1)和350g(实例2)中性硅酸盐溶液(A)加到600ml玻璃烧杯中。

在剧烈搅拌下，在约5分钟内加入100g(实例1)或150g(实例2)P型沸石粉末。继续搅拌直至沸石粉末完全被悬浮(约5分钟)。所制得的悬浮体具有如下特性：

实例1 实例2沸石含量(完全干燥的沸石) (％) 18.0 27.0SiO₂含量(在水相中) (％) 21.45 18.77Na₂O含量(在水相中) (％) 6.6 5.77硅酸盐含量(完全干燥) (％) 28.05 24.54干燥固体总含量 (％) 46.05 51.54总含水量 (％) 53.95 48.46密度(20℃) (g/l) 1470 1550粘度：cP在D s^-1

17.7 3470

27.2 2480

41.7 1790

64 366 1331

99 297 973

150 254 730

232 217 594

358 186

悬浮体稳定性

象在实例1中那样，在250ml相同形状和尺寸的玻璃筒内评定悬浮体的稳定性。结果如下：

实例2 实例3贮存时间(天) 顶层相分离柱底沉降物顶层相分离柱底沉降物1 0 0 0 02 0 0 0 05 0 极微量极微量 020 0 极微量极微量 0

这些悬浮体也均有优异稳定性。从该结果得出结论，对于评定悬浮体稳定性来说，贮存5天就足够了。

实例3

关于粘合滤纸的试验

所使用的材料：

-2块实验室滤纸

-实例1的材料(在中性硅酸盐溶液中的18％的P型沸石)

将几滴悬浮体涂敷到一块滤纸的一个表面上。将另一块滤纸放到第一块上，用手将滤纸压在一起，借此悬浮体分散在约2cm²表面面积上。

能够观察到完全的直接粘合，在5分钟内悬浮体被充分干燥，而且不把纸撕裂就不能将其分开。

实例4

用书写纸进行的粘合试验

采用自书写便笺的市售标准纸页进行与实例3相同的试验。

可得到相同的观察结果：在5分钟内粘合(粘性)良好且粘结牢固，此后，不撕裂它们也不能分开纸页。得到了优异快速的粘合。

实例5

多层硬纸板管的制造

采用螺旋缠绕机，其包括切纸和单侧级联粘合剂涂敷系统，送纸速度可变，为17～60m/min，生产三种类型的纸管。

类型1：外径79mm，内径70mm(壁厚4.5mm，8层标准Schrenz(德国)硬纸板，COBB值大于200gsm，0.5～0.6mm，采用白色薄纸外层)。截断长度为1.7m，切割时间10～15s。

类型2：外径75mm，内径70mm(壁厚2.4mm，4层标准Schrenz硬纸板，COBB值大于200gsm，0.5～0.6mm，采用褐色薄纸外层)。截断长度为2m。

类型3：外径76mm，内径70mm(5层标准高质量芯纸板，COBB值约30gsm，没有外缠绕层)。

粘合剂配方：1000kg纯硅酸钠(MR 2.95，39.05 Be(20℃))。用A24沸石将粘度调节至1′20″(DIN杯B，漏斗4mm)，在这种情况下，A24为300kg(23.02％重量)。混合物的终密度为1520kg/m³。在100 l转鼓内混合该物料，直至沸石完全分散(由眼检查)。在试验前5天生产。制得的悬浮体在环境条件下(17℃)贮存4天，在试验前的这天混合。涂敷温度：21℃。

试验结果

所有类型的管均能无问题地制造。没有发生用现有技术的粘合剂生产类型3型胶合管所遇到的困难。能够提高进纸速度直至最大速度也没有发生滑纸。粘合剂涂敷量(相对于纸重量计)在不发生滑动的条件下，为8～20％。管在105℃下进行干燥。

使用20％粘合剂(相对纸的重量计)，在刚生产之后的31cm管的重量为297.48g。在环境温度下干燥4天之后，重量减少至241.83g(重量减轻6.07％)。在相似的实验中，使用8％粘合剂(以纸重为基础计)重量减轻3.50％。

与用现有技术的粘合剂(Scholten Lijmen公司的PVA)生产的管相比较，管的硬度和由此最大的抗压碎强度改善10％以上。另外，该强度在较小管形变时升高，而在较大形变时(外径100mm，测定形变高达9mm)该强度保持恒定。用PVA或糊精作粘合剂生产的硬纸板管，易被中等火焰煤气灯点燃。火焰持续，硬纸板完全烧毁。然而，同样的硬纸板管，即使用最高温度的煤气灯也不能点燃。当将灯撤走时，没有持续的火焰/火苗。

实例6

用两块木头进行的粘合试验

所用材料

-实例1的悬浮体

-两块尺寸相同的具有粗糙表面的木头(18mm×10mm×

64mm)

将正好足以覆盖一块木头表面(18mm×64mm)的很薄的悬浮体层涂敷到一块木头上。然后立即用手将木块按在一起，搁置约1分钟。

此后，已经能发现显著的粘合。在约10分钟以后，已经极难将木块分开。虽然还没有完全干燥，但是分开它们也需要很大的力。在没有重新浸渍的条件下木块能再固定在一起。再过10分钟之后，要分离木块则更为困难。从仅一角处分开也需要强力。

采用相同的木块(用另一侧)和相同的步骤重复本试验。在24小时之后，评定粘合强度。那时，即使大力士也不能用手分开木块。

此后，将粘合的木块放在0.6l装满水的玻璃杯中，以便评定润湿是否对粘合强度有微小影响。

在水中放置1小时之后，仍然不能分离木块。5小时后，能把木块再分开。这说明，对于正常使用来说，在大气条件下不使用硬化剂进行干燥，赋于了足够稳定的粘合。然而，当用这样的悬浮体粘合在一起的颗粒与水接触时，优选，在中和硅酸盐的情况下使用粘合剂，这样使粘合剂变成不溶性的。所优选的粘合剂是无定形二氧化硅。

所以本发明的粘合剂提供了极好的对木头的粘合体系。

优点是：

^*不需对木材表面进行预清洁处理

^*不需把木材表面弄平

^*木材表面可以是潮湿/润湿的，不需干燥

^*不需有机物质和溶剂。

实例7和8

用具有很粗糙表面的砖进行粘合试验

所使用的材料

四块具有很粗糙表面的砖，其常常用在房屋内墙、在双层外墙的情况下或对工业建筑。砖的表面有颗粒凸出，其最高约2mm。

砖的尺寸：9.8cm×21cm×5cm。

-对于实例7、用实例1的悬浮体。

-对于实例8，用实例2的悬浮体。

将一层约2mm的悬浮体涂敷于一块砖的表面(21cm×9.8cm)上，立即将第二块砖以相同表面置于涂敷悬浮体的表面上面。

在5分钟之后，实例8的在上面砖(顶砖)已经能够提起，同时下面的砖仍固定在其上。对于实例7中用实例1的悬浮体粘合的砖，则情况尚不是这样，在该实例中下面的砖堕落。因为悬浮体还没有干，所以砖还能够再粘合在一起。在约30分钟之后，实例7中的砖也充分地粘合了，下面的砖再也不堕落。在几小时之后，已经获得了牢固的粘合，在实例8中用手施加极大的力时，也不能将它们分开。

在实例7中，使用实例1的悬浮体，其含有18％沸石P，发现，在砖之间的悬浮体有明显收缩，而在实例8中，使用较浓的、沸石P含量为27％的实例2的悬浮体，这种情况极微。

这些试验证明，按照本发明的在硅酸盐溶液中的沸石悬浮体是粘合砖的优异粘合剂，沸石含量增加，结果更好。

实例9

应用硅酸盐悬浮体粘合来维修皮鞋底

所使用的材料：

自实例2的悬浮体，即：

含有27％(重量)P型沸石Zeocros CG 180的中性硅酸盐悬浮体。

使用实例2的悬浮体维修因长期穿着使鞋底脱开的鞋。

穿着期间脱开的未经清洁的旧鞋面和旧鞋底，具有明显肮脏的表面(有土)，按下述维修：

用刮刀将一层极薄的实例2的悬浮体涂敷到皮鞋底上。用手把底压在鞋面上。过量悬浮体从鞋面和鞋底之间的空间压出，并用布除去。将鞋底压在鞋面上10分钟，鞋底就已经完全粘在鞋面上。

在24小时之后，鞋底完全固定到鞋面上，穿3周以上，没有出现粘合强度损失的任何迹象。

在以下实例中，改变各种参数，以便评定其对本发明粘合剂粘合性能的影响。

实例1O

粘合力随沸石含量增加而变化

所使用的基材：照相纸

粘合剂原料：

^*沸石P：Crosfield Zeocros CG 180

^*硅酸钠溶液Crosfield Crystal 0096

摩尔比SiO₂/Na₂O：2.95

硅酸盐浓度 35.1％(重量)

评定粘合力所使用的试验设备

以下设备应用于评定两块纸或硬纸板之间的粘合强度随时间的变化。设备带有具有两个独立的可移动夹子的装置，夹子用来固定两块试验材料。此外，还有一个盘，当粘合剂涂敷在两块材料之间时，该盘以预定压力、经预定时间将两块材料压在一起。能够记录两块材料在粘合和受压之后将其分开所必须的力。装置带有可对压力/持续时间等进行程序控制的中央处理装置(CPU)。

在使用时，将两块待粘合在一起的基材(150×45毫米和210×45mm)固定在设备的夹子上。将一滴预定重量和/或体积的粘合剂涂敷在较小的待粘合基材的上面(例如纸或硬纸板)。在本试验中使用一滴约为0.025ml。

然后，将第二块基材(未必是相同材料)立即放在涂布粘合剂的那块的顶部，用盘(直径：120mm)将基材块压在一起，在顶块的顶部液压预定时间。

将盘提起之后，采用逐渐增加力由侧面将基材块撕开，采用与施加的该最大力直接相关的数字，自动记录撕开基材块所需要的力。

所使用的纸和硬纸板的品质

测定所使用的纸和各种硬纸板的质量，即：

纸的品质：

^*照相纸：80gsm(每平方米克)

COBB值：18～22gsm。

硬纸板品质

^*实验衬料：160gsm

：COBB值：35/60gsm(该纸板两侧数值不同)

所使用的粘合剂

制备下述悬浮体，在制备中，增加悬浮在上述硅酸钠溶液中的沸石P(Crosfield ZEOCROS CG180)的量。

1. 0％(重量)沸石P

2. 5％(重量)沸石P

3. 10％(重量)沸石P

4. 15％(重量)沸石P

5. 20％(重量)沸石P

试验结果：

用所述设备评定这些悬浮体的粘合效果(初始粘合强度，也称为湿态粘性)，采用照相纸片，在将基材块压在一起5，10，15和20秒之后，测定能够由侧面施加的最大力。

得到如下结果：所试验的粘合强度悬浮体 5秒后 10秒后 15秒后 20秒后1 0.25 0.3 0.6 0.952 0.25 0.3 0.75 1.63 0.3 0.6 1.4 2.24 0.3 0.75 2.2 2.55 0.3 1.5 2.5 2.7

这些实验清楚表明：随着沸石P含量的增加，初始粘合发展得更快，说明粘合性能优良。

这些结果也清楚证明，性能比纯硅酸盐溶液优越得多。

实例11～15

改变几个参数和基材

进行多系列试验，其中，改变以下参数：

^*基材；

“COBB”值不同的纸和一系列硬纸板的品质，对于硬纸板是标

准规格(每平方米60秒吸水克数)。

^*硅酸钠的摩尔比SiO₂/Na₂O

^*使用硅酸钾

^*使用硅酸钠和硅酸钾的混合物

^*改变硅酸盐溶液中的硅酸盐浓度

鉴于这些试验有大量数值，仅仅列出结果提要，即：

实例11

待粘合基材对粘合结果有相当大的影响，其结果是，对于不同基材，可改变最佳粘合悬浮组合物。似乎COBB值是表征参数。

对于COBB值高的(＞50)的基材来说，通常看到，可通过增加摩尔比和/或通过增加沸石含量，和/或在较小程度上也通过增加硅酸盐含量来得到较好的粘合。对于COBB值低的基材来说，已经发现，增加摩尔比能改进粘合性(初始粘合强度)，然而还发现，对于这些硬纸板来说，依硅酸盐的摩尔比和含量，沸石P含量有最佳值。依硅酸盐的含量和摩尔比，沸石P含量的最佳值为约10～25％(重量)不等。

另外，对于所有这些参数均有最大值，这些数值是通过与最大粘度有关的实践确定的。

对于较疏水的基材来说，发现加入少量(＜1％(重量))表面活性剂具有正面影响。

实例12

摩尔比SiO₂/Na₂O的影响

在保持所有其它参数恒定的条件下，摩尔比变化范围为2.6～3.9，由此发现，摩尔比增加通常改进粘性。

实例13

在硅酸盐溶液中的硅酸盐含量

一般说，已经发现，在保持其他参数恒定的条件下，增加硅酸盐含量使初始粘合强度增加。然而，它有一个由粘度给定的极限。当粘度太高时，所测定的粘合强度开始变差。

实例14

粘度

正如前述，现已发现，粘度不应太高，否则，保持不了良好的粘合性，所以粘度应不超过某一数值，这主要取决于基材、温度和设备。所以，最佳粘度值必须由本领域技术人员决定，但是其一般范围为100～400cps(在65秒^-1下测定)。

实例15

下列物料的使用

^*硅酸钾和

^*硅酸钠和硅酸钾的混合物

已发现，当制备ZEOCROS CG180悬浮体时，其中，用具有相同摩尔比和相同硅酸盐含量的硅酸钾代替硅酸钠，从而获得较高初始粘性，正如以下试验所证明的。

所用基材：试验衬料

试验悬浮体：

1. 10％(重量)P型沸石ZEOCROS CG180悬浮在硅酸钠溶液中(Crosfield Crystal 0096)，硅酸钠溶液含有36.3％(重量)硅酸钠，摩尔比SiO₂/Na₂O为3.4。

2. 10％(重量)P型沸石ZEOCROS CG180悬浮在硅酸钾溶液中，硅酸钾溶液含有38％(重量)硅酸钾，摩尔比SiO₂/K₂O为3.2。

3. 75％(重量)悬浮体1(Na)和25％(重量)悬浮体2(K)的混合物。

4. 50％(重量)悬浮体1(Na)和50％(重量)悬浮体2(K)的混合物。

5. 25％(重量)悬浮体1(Na)和75％(重量)悬浮体2(K)的混合物。

用上述设备，采用两块硬纸板，试验这些悬浮体粘性，结果如下：

悬浮体 10秒钟后粘合强度

1 4.2

2 5.9

3 4.4

4 5.5

5 5.5

该结果清楚证明，对于所选择的悬浮体组合物和所选择的基材来说，硅酸钾赋于优良的初始粘合强度。还表明，在硅酸钠和硅酸钾混合物中的钾含量增加，初始粘合强度也增加。

钾的这种正面影响，取决于基材和所选择的条件。此外，硅酸钾是较昂贵的。

实际上，就钠和钾含量而论，由于技术经济的原因，取决于具体应用，本领域技术人员能够再对产品组合物进行优化。

实例16

比较沸石P硅酸盐悬浮体和基于PVA的粘合剂

基于PVA(聚醋酸乙烯)的粘合剂一般作为粘合诸如纸和硬纸板等基于纤维素的基材的粘合剂。

将市售的这种粘合剂样品与沸石ZEOCROS CG180的硅酸钠溶液(摩尔比SiO₂/Na₂O：3.4，在硅酸盐溶液中的硅酸钠含量：36.3％(重量))的悬浮体进行比较。

所使用的基材：试验衬料

所使用的悬浮体：

将沸石P(ZEOCROS CG180)以10％(重量)含量悬浮在上述硅酸钠溶液中。

试验：

对沸P的硅酸钠溶液的悬浮体，在上述设备上进行试验，并与PVA粘合剂进行比较。

结果如下：所试验的粘合剂粘合强度

10秒后 20秒后沸石P悬浮体 3.1 5.5PVA粘合剂 2.2 5.5

该结果再次证明，以P型沸石为基础的在硅酸盐溶液中的悬浮体具有较快速的粘合性。

实例17

填充材料粒度的影响

所试验的填充材料：

1.沸石P：平均粒度0.65微米

2.沸石P：平均粒度1.08微米

3.沸石P：平均粒度2.27微米

4.沸石4A：平均粒度3.0微米

5.沸石4A：平均粒度1.36微米

制备悬浮体所使用的硅酸盐溶液：

摩尔比为SiO₂/Na₂O为3.4、硅酸盐浓度为36.3％(重量)的硅酸钠溶液。

悬浮体：

将上述填料，以10％(重量)悬浮在硅酸盐溶液中。

结果：

^*发现用沸石P制备的悬浮体的初始粘合强度比用沸石4A制的悬浮体好得多。

^*用平均粒度0.65微米和1.08微米的沸石P，所得的粘合强度在测定精确度内是相同的。而用平均粒度为2.27微米的沸石P所得粘合强度较低。

^*用平均粒度分别为3微米和1.3b微米的沸石4A为基础的悬浮体所得的粘合强度，在测定精确度范围内是相同的。

Claims

1.一种粘合剂组合物，其包含含硅酸盐水溶液和细碎无机填料的悬浮体，其特征在于，所述硅酸盐溶液的硅酸盐含量至少为17％(重量)，并且包含平均粒度为至少为0.4μm的沸石作为填料。

2.按照权利要求1的粘合剂，其特征在于沸石是P型沸石。

3.按照权利要求1或2的粘合剂，其特征在于沸石的平均粒度为0.4～15μm，优选为0.4～5μm，更优选为0.8～2μm。

4.按照权利要求1～3中一项或多项的粘合剂，其特征在于，硅酸盐溶液中的硅酸盐含量至少为20％(重量)。

5.按照前述权利要求中一项或多项的粘合剂，其特征在于，硅酸盐水溶液中的摩尔比SiO₂∶M₂O为1～4.5，其中M是碱金属或铵，摩尔比优选为2～4.2，最优选为2.8～4.2。

6.按照前述权利要求中一项的粘合剂，其特征在于，硅酸盐溶液中的硅酸盐包括硅酸钾、硅酸钠或其混合物。

7.权利要求6的粘合剂，其特征在于，硅酸盐溶液中的硅酸盐包括硅酸钾。

8.按照前述权利要求中一项的粘合剂组合物在制造含纤维素材料中的应用。

9.按照权利要求1～7中一项的粘合剂组合物在制造层压纸管中的应用。

10.按照权利要求1～7中任何一项的粘合剂组合物用作石棉或玻璃纤维的结合剂的应用。