專利名稱：玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑的制備方法
技術領域：
玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑的制備方法，涉及粉末粘結劑制備領域，尤其涉及玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑制備領域。
背景技術：
玻璃纖維短切氈或連續氈是在一定溫度下，通過玻璃纖維粘結劑，將分散的玻璃纖維短切原絲、連續玻璃纖維原絲束等無紡玻璃纖維材料粘結成型。玻璃纖維原絲氈用粘結劑按其形態可分為兩大類；粉末型和乳液型。粉末型粘結劑的特點是，氈片樹脂浸透速度快，但氈體機械拉力強度小，而且其生產工藝復雜，在其生產過程中，熔融聚合物需經過冷卻、粉碎、研磨、過篩等步驟。整個工藝過程能耗大，粉塵污染嚴重。而乳液型粘結劑雖無粉塵污染之虞，但其樹脂浸透速度慢，且乳液氈在其生產過程中，聚合物乳液易在氈機網帶上“結皮”，清洗工作量大，給連續生產造成很大不便。為消除粉塵污染，通過噴霧干燥法不失為制得粉末型粘結劑的好辦法，但將乳液型粘結劑制成粉末型有一定的技術難度。主要是離心噴霧干燥機對乳液粘結劑原料要求較高，它既要求乳液粘結劑固含量高、含水量少，還要求乳液粘結劑在高溫下粉末得率高。這對于現在通常用的“聚合物乳液”而言是做不到的。因為，高固含量聚合物乳液會引起離心頭的堵塞，噴霧干燥機內100℃以上的高溫熱風使“聚合物乳液”成型特別困難。因為固含量高的乳液微粒在高溫下極易粘在離心機的筒壁上，輕者使得粉率很低，重者就形成粘結劑厚層，根本無法得到固態粉末。
發明內容
本發明的目的在于針對上述存在的問題，提出一種玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑的制備方法，通過核殼聚合的方式，最后制得“核殼聚合物乳液”，然后再采用“噴霧干燥工藝”生成粉末型粘結劑。
本發明的技術解決方案是它包括核層聚合物乳液的合成，其特征在于，它還包括殼層聚合物乳液的合成和核殼聚合反應，并采用噴霧干燥工藝成型，其工藝流程和反應條件如下1)乳化劑的復配選用陰離子型聚合型(反應型)乳化劑與一種HLB值在6-20的非離子型乳化劑進行復配，復配比例按重量百分比計算為0.5-3％的乳化劑水溶液。
2)配制熱分解引發劑選用熱分解引發劑，配制引發劑水溶液，控制引發劑總加入量占總單體含量的0.3％-1％。
3)合成核層聚合物乳液a)將上述復配好的聚合型乳化劑水溶液與核層反應單體預乳化，其中總乳化劑水溶液占總單體重量百分比為0.8-6％；總單體中，軟、硬單體重量比為1∶1-2；總反應單體與水的重量百分比為1∶0.5-2.5。
b)將經a)步驟預乳化好的核層反應單體和經2)步驟制得的熱分解引發劑溶液逐滴滴加、攪拌，反應溫度控制在75-85℃，時間為1-2小時，制得核層聚合物乳液。
4)合成殼層聚合物乳液a)將按步驟1)復配好的聚合型乳化劑水溶液與殼層反應單體預乳化，其中總乳化劑占總單體重量百分比為0.8-6％；殼層反應單體中軟、硬單體重量百分分比為1∶1.5-2.5，總反應單體與水的比例為1∶0.5-2.5。
b)將經a)步驟預乳化好的殼層反應單體和熱分解引發劑溶液逐滴滴加、攪拌，反應溫度控制在75-85℃，時間為1-2小時，制得殼層聚合物乳液。
5)保溫反應殼體聚合物乳液的合成是在核體聚合物乳液中進行的，當核殼體聚合物反應完成后，在80-90℃下再保溫1-2小時，制成核殼聚合物乳液。
6)將核殼聚合物乳液通過離心噴霧干燥機干燥，制得粉末粘結劑成品。
陰離子型聚合型(反應型)乳化劑為以下物質之一1)乙烯基鈉鹽；2)乙烯基磺酸鈉鹽。HLB值在6-20的非離子型乳化劑為烷基酚環氧乙烷縮合物。合成核層聚合物和殼層聚合物反應中的軟單體為以下物質之一1)丙烯酸丁酯；2)丙烯酸異丁酯；硬單體為以下物質之一，1)苯乙烯；2)甲基丙烯酸甲酯；3)醋酸乙烯。熱分解引發劑為以下物質之一1)過硫酸鉀；2)過硫酸銨。
由于本發明在聚合物乳液合成過程中引入了聚合型(反應型)乳化劑，在核層聚合物乳液的基礎上加入了殼層反應單體反應，制成了高穩定性、高固含量、低粘度的核殼聚合物乳液。它具有“內軟外硬”的核殼結構，這樣就使得它可以用“噴霧干燥工藝”制成粉末粘結劑。該粉末粘結劑不僅擁有良好的粘結性和內聚力，有效的提高了玻璃纖維原絲氈的機械拉力強度，而且由于采用了先進的“噴霧干燥工藝”，有效地克服了傳統制粉工藝中的能耗高、粉塵污染嚴重等缺陷。其制粉得率高，粉末含水率小于2％，完全符合玻璃纖維原絲氈連續生產的需要。
具體實施例方式
實施例11)乳化劑的復配本實施例采用聚合型(反應型)乳化劑為甲基丙烯磺酸鈉，和非離子乳化劑為HLB值為8的OP-8，復配的方式制得乳化劑溶液。如表1所示表1
2)配置熱分解引發劑本實施例采用的引發劑是過硫酸鉀水溶液，控制總加入量占總單體含量的0.5％。
3)合成核層聚合物乳液對反應單體，如表2所示，進行預乳化。其中苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯為硬單體，丙烯酸異辛酯為軟單體。軟硬單體重量比為1∶1.5，將預乳化單體和引發劑溶液分別逐步滴加至四口燒瓶中反應，保持反應溫度在80℃，2小時。制得“核-殼”結構中的“核”乳液。
表2
4)合成殼層聚合物乳液繼續將反應單體，如表3所示，進行預乳化。其中苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯為硬單體，丙烯酸異辛酯為軟單體。軟硬單體重量比為1∶1.9。將預乳化單體和引發劑溶液分別逐步滴加至四口燒瓶中反應，仍舊維持反應溫度80℃，1.5小時。
表3
5)保溫反應1小時，降溫出料。制得高穩定性、高固含量、低粘度的聚合物乳液。
6)對聚合物乳液采用如表4所示工藝，進行噴霧干燥。
表4
制得性能指標如表5所示的粉末粘結劑。
表5
實施例21)乳化劑的復配本實施例采用將聚合型(反應型)乳化劑為甲基丙烯磺酸鈉和非離子乳化劑為HLB值為18.5的OP-50，復配的方式制得乳化劑溶液。如表6所示表6
2)配置熱分解引發劑本實施例采用引發劑是過硫酸銨水溶液，控制總加入量占總單體含量的0.8％。
3)合成核層聚合物乳液對反應單體，如表7所示，進行預乳化。其中醋酸乙烯為硬單體，丙烯酸丁酯為軟單體。軟硬單體重量比為1∶1。將預乳化單體和引發劑溶液分別逐步滴加至四口燒瓶中反應，保持反應溫度在75℃，2小時。制得“核-殼”結構中的“核”乳液。
表7
4)合成殼層聚合物乳液繼續將反應單體，如表8所示，進行預乳化。其中醋酸乙烯為硬單體，丙烯酸丁酯為軟單體。軟硬單體重量比為1∶1.5。將預乳化單體和引發劑溶液分別逐步滴加至四口燒瓶中反應，仍舊維持反應溫度75℃，1.5小時。
表8
5)保溫反應1小時，降溫出料。制得高穩定性、高固含量、低粘度的聚合物乳液。
6)對聚合物乳液采用如表9所示工藝，進行噴霧干燥。
表9
制得性能指標如表10所示的粉末粘結劑。
表10
權利要求
1.玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑的制備方法，包括核殼型聚合物乳液的合成，其特征在于，它包括殼層聚合物乳液的合成和核殼聚合反應，并采用噴霧干燥工藝成型，其工藝流程和反應條件如下1)聚合型乳化劑的復配選用陰離子型聚合型乳化劑與一種HLB值在6-20的非離子型乳化劑進行復配，復配比例按單體重量百分比計算為0.5-3％的乳化劑水溶液。2)配制熱分解引發劑選用熱分解引發劑，配置引發劑水溶液，控制引發劑總加入量占總單體含量的0.3％-1％。3)合成核層聚合物乳液a)將上述復配好的聚合型乳化劑水溶液與核層反應單體預乳化，其中總乳化劑水溶液占總單體重量百分比為0.8-6％；總單體中，軟、硬單體重量百分比為1∶1-2；總反應單體與水的重量百分比為1∶0.5-2.5。b)將經a)步驟預乳化好的核層反應單體和經2)步驟制得的熱分解引發劑溶液逐滴滴加、攪拌，反應溫度控制在75-85℃，時間為1-2小時，制得核層聚合物乳液。4)合成殼層聚合物乳液a)將按步驟1)復配好的聚合型乳化劑水溶液與殼層反應單體預乳化，其中總乳化劑占總單體重量百分比為0.8-6％；殼層反應單體中軟、硬單體重量百分比為1∶1.5-2.5，總反應單體與水的比例為1∶0.5-2.5。b)將經a)步驟預乳化好的殼層反應單體和熱分解引發劑溶液逐滴滴加、攪拌，反應溫度控制在75-85℃，時間為1-2小時，制得殼層聚合物乳液。5)保溫反應殼體聚合物乳液的合成是在核體聚合物乳液中進行的，當核殼體聚合物反應完成后，在80-90℃下再保溫1-2小時，制成核殼聚合物乳液。6)將核殼聚合物乳液通過離心噴霧干燥機干燥，制得粉末粘結劑成品。
2.根據權利要求1所述的玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑的制備方法，其特征在于陰離子型聚合乳化劑為以下物質之一1)乙烯基鈉鹽；2)乙烯基磺酸鈉鹽。
3.根據權利要求1所述的玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑的制備方法，其特征在于HLB值在6-20的非離子型乳化劑為烷基酚環氧乙烷縮合物。
4.根據權利要求1所述的玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑的制備方法，其特征在于反應中的軟單體為以下物質之一1)丙烯酸丁酯；2)丙烯酸異丁酯；硬單體為以下物質之一，1)苯乙烯；2)甲基丙烯酸甲酯；3)醋酸乙烯。
5.根據權利要求1所述的玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑的制備方法，其特征在于熱分解引發劑為以下物質之一1)過硫酸鉀；2)過硫酸銨。
全文摘要
玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑的制備方法，涉及粉末粘結劑制備領域，尤其涉及玻璃纖維原絲氈用粉末粘結劑制備領域。它包括引入陰離子型聚合型乳化劑，采用核殼聚合方式制成適合噴霧干燥工藝成型的高固含量、低粘度、高穩定性的聚合物乳液該粉末粘結劑。它不僅擁有良好的粘結性和內聚力，有效的提高了玻璃纖維原絲氈的機械拉力強度，而且由于采用了先進的“噴霧干燥工藝”，有效地克服了傳統制粉工藝中的能耗高、粉塵污染嚴重等缺陷。其制粉得率高，粉末含水率小于2％，完全符合玻璃纖維原絲氈連續生產的需要。
文檔編號C09J133/08GK1485389SQ0313179
公開日2004年3月31日 申請日期2003年7月30日 優先權日2003年7月30日
發明者程軍, 黃欣, 程 軍 申請人:南京彤天科技實業有限責任公司