潛伏性微膠囊固化劑的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種潛伏性微膠囊固化劑的制備方法，其特征在于，它先制備三聚氰胺甲醛預聚物，然后加入在水中分散的非水溶性異氰酸酯固化劑通過界面聚合制備微膠囊，得到潛伏性微膠囊固化劑。本發明與現有的水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、水性醋酸乙烯-乙烯共聚乳液等水性高分子乳液混合組成的單組分膠粘劑，使用方便、操作簡單、儲存時間長，具有優異的固化性能、潛伏性能。
【專利說明】潛伏性微膠囊固化劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及膠粘劑【技術領域】，更具體的是涉及使用的水性高分子乳液熱固化的潛 伏性微膠囊固化劑。
【背景技術】
[0002] 目前廣泛使用的水性高分子乳液膠粘劑為雙組分體系，其由水性高分子乳液及固 化劑等組成，兩者是分開儲存。因此，雙組分膠粘劑不僅需要分裝儲運，帶來不少運作及環 保問題，且混合配制時計量誤差及混合不均勻，易造成產物粘接強度等重要性能的波動。膠 液配制后隨化學反應的進行體系黏度不斷增大，其適用期有限，不適合于自動粘接新工藝， 可能造成報廢。因此，工藝簡化、易于實施、環境污染小、有利于產品綜合質量提高、適用于 新工藝的單組分水性高分子乳液膠粘劑的研發一直是人們所期待和關注的。
[0003] 近年研發的重點在于固化劑分子的選擇與設計，相應工藝條件的確立及對綜合性 能的改善，其中潛伏性固化劑的研發最為活躍和重要。這類固化劑主要是通過暫時封閉或 者鈍化一些反應活性高且儲存穩定性差的固化劑的活性基團和結構來實施的。由于固化劑 直接與基體樹脂接觸，該類潛伏性固化劑制備的雙組分水性高分子乳液膠粘劑在儲存過程 中會發生物理化學反應，導致該雙組分水性乳液膠粘劑儲存期下降，從而影響膠粘劑效果 的發揮。另外，在膠粘劑指標中，固化溫度與膠粘劑的儲存期通常是一對矛盾：選用低固化 溫度的固化劑，由其制備的膠粘劑的儲存期相對較長；選用高固化溫度的固化劑，由其制備 的膠粘劑的儲存期相對較短。為解決上述的問題，我們制備了一種新型潛伏性固化劑一 微膠囊固化劑。
[0004] 微膠囊固化劑是指將固化劑用微膠囊技術包覆起來并能阻止其與基體樹脂在室 溫下反應，提高樹脂及其預浸料的室溫儲存期，然后在一定條件（溫度或壓力等）下，微膠 囊破裂，釋放出固化劑完成固化反應的一種新型固化劑。與一般固化劑相比，微膠囊固化劑 儲存期更長，它可以阻斷固化劑與基體樹脂的相互作用，從而達到控制固化的目的。由微膠 囊固化劑制備而成的單組分膠粘劑及預浸料等，避免了使用時稱量和混合等繁瑣工序，可 隨用隨取，快捷方便，從而大大提高了生產效率。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的就是為了解決現有技術之不足而提供的一種儲存時間長、使用方 便、工藝簡單的潛伏性微膠囊固化劑的制備方法。
[0006] 本發明是采用如下技術解決方案來實現上述目的：一種潛伏性微膠囊固化劑的制 備方法，其特征在于，它先制備三聚氰胺甲醛預聚物，然后加入在水中分散的非水溶性異氰 酸酯固化劑通過界面聚合制備微膠囊，得到潛伏性微膠囊固化劑。
[0007] 作為上述方案的進一步說明，所述的三聚氰胺甲醛預聚物，是將30. 0g三聚氰胺 與50. 0g濃度為35-40%的甲醛溶液混合，攪拌條件下加熱到55-65°C，完全溶解后，用濃度 為18-25%碳酸鈉溶液調整PH值8. 0-9. 0,升溫至75-85°C后，反應半小時，加入10_20g的 去離子水，冷卻至室溫。
[0008] 所述的潛伏性微膠囊固化劑，是室溫下50g水中加入陰離子和非離子表面活性劑 及分散劑共2-3g，加入45-55g異氰酸酯固化劑，加入完后調整攪拌速度至800-1200rpm，分 散25-35分鐘，制得異氰酸酯固化劑乳液；然后加入三聚氰胺甲醛樹脂預聚物85-95g，繼續 分散10-15分鐘，用10%稀鹽酸調整PH值3. 0-4. 0,水浴溫度45-55°C，反應2?3小時，冷 卻至室溫并用NaOH溶液調整PH值至中性。
[0009] 所述的非水溶性異氰酸酯固化劑，包括異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI)、六亞甲基二 異氰酸酯（HDI)、HDI二聚體和三聚體、IH)I的二聚體和三聚體、4, 4'-二環己基甲烷二異 氰酸酯（HMDI)中的一種或幾種。
[0010] 所述的表面活性劑，包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、司班、吐溫、0P-10、 NP-10中的一種或多種。
[0011] 所述的分散劑，包括聚丙烯酸鈉、聚乙烯醇、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、明膠中的 一種或多種。
[0012] 本發明采用上述技術解決方案所能達到的有益效果是：
[0013] 1、本發明提出一種單組分水性高分子乳液的潛伏性微膠囊固化劑的制備方法，制 備工藝簡單、產品質量穩定、儲運方便。
[0014] 2、本發明所制備的潛伏性微膠囊固化劑表面光滑，粒徑分布較窄，與水性高分子 乳液混合組成的單組分膠粘劑使用方便、操作簡單、儲存時間長，具有優異的固化性能、潛 伏性能。
【具體實施方式】
[0015] 本發明是一種潛伏性微膠囊固化劑的制備方法，它是在裝有攪拌器、回流冷凝管 和溫度計的三口燒瓶中，加入35-40%甲醛溶液與三聚氰胺樹脂，攪拌條件下水浴加熱到 55-65°C，完全溶解后，用碳酸鈉溶液將PH值調整到8. 0-9. 0,升溫至75-85°C，反應0. 4-0. 8 小時后，用水稀釋冷卻至室溫，制備得到三聚氰胺甲醛樹脂預聚物；
[0016] 在一定量水中加入計量的非離子和陰離子表面活性劑及分散劑，攪拌的條件下加 入脂肪族異氰酸酯固化劑，在800-1200rpm速度下分散25-35分鐘，制得固化劑乳液；然后 將三聚氰胺甲醛樹脂預聚物加入到固化劑乳液中再次攪拌分散均勻后，用稀鹽酸調整PH 值到3. 0-4. 0,水浴溫度升至55-65°C，反應2?3小時，用去離子水稀釋冷卻到相應固含量 并用NaOH溶液調整PH值至中性。
[0017] 實施例1
[0018] 單組分水性聚氨酯乳液膠粘劑：
[0019] 水性潛伏性微膠囊固化劑與一般的水性高分子乳液固化劑相比，潛伏性微膠囊固 化劑儲存期更長，它可以阻斷固化劑與基體樹脂的相互作用，從而達到控制固化的目的。由 微膠囊固化劑制備而成的單組分膠粘劑，避免了使用時稱量和混合等繁瑣工序，可隨用隨 取，快捷方便，從而大大提高了生產效率。
[0020] 配方：
[0021] 以下為重量份來計算。
[0022] 三聚氰胺甲醛預聚物
[0023] 三聚氰胺： 30份、 甲醛溶液（37%): 50份、 碳酸鈉溶液（20%): 3-5份、 去離子水: 10-15份;
[0024] 潛伏性微膠囊固化劑
[0025] 異氰酸酯固化劑： 50份、 十二烷基硫酸鈉： 1份、
[0026] NP-10： 0.5 份、 苯乙烯馬來酸酐共聚物： 1份、 三聚氰胺甲醛預聚物： 90份、 去離子水： 50份、 稀鹽酸溶液（10%): 0.5-2份； 水性聚氨酯乳液 100份、 消泡劑 0.05-0.10份、 流變劑 0.08-2.00份、 潛伏性微膠囊固化劑 10-15份。
[0027] 具體制備方法如下：
[0028] 將30. 0g三聚氰胺與50. 0g甲醛溶液（37% )混合，攪拌條件下加熱到60°C，完全 溶解后，用20%碳酸鈉溶液調整PH值8. 0-9. 0,升溫至80°C后，反應半小時，加入15g的去 離子水，冷卻至室溫，制備得到三聚氰胺甲醛樹脂預聚物；
[0029] 室溫下50g水中加入陰離子和非離子表面活性劑及分散劑共2. 5g，較低速的條件 下加入50g異氰酸酯固化劑，加入完后調整攪拌速度至lOOOrpm，分散30分鐘，制得異氰酸 酯固化劑乳液；然后加入三聚氰胺甲醛樹脂預聚物90g，繼續分散15分鐘，用10 %稀鹽酸調 整PH值3. 0-4. 0,水浴溫度50°C，反應2-3小時，用去離子水稀釋至相應固含量并用NaOH 溶液調整PH值至中性。
[0030] 以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明 的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種潛伏性微膠囊固化劑的制備方法，其特征在于，它先制備三聚氰胺甲醛預聚物， 然后加入在水中分散的非水溶性異氰酸酯固化劑通過界面聚合制備微膠囊，得到潛伏性微 膠囊固化劑。
2. 根據權利要求1所述的一種潛伏性微膠囊固化劑的制備方法，其特征在于，所述的 三聚氰胺甲醛預聚物，是將30. Og三聚氰胺與50. Og濃度為35-40%的甲醛溶液混合，攪拌 條件下加熱到55-65°C，完全溶解后，用濃度為18-25%碳酸鈉溶液調整PH值8. 0-9. 0,升溫 至75-85°C后，反應半小時，加入10_20g的去離子水，冷卻至室溫。
3. 根據權利要求2所述的一種潛伏性微膠囊固化劑的制備方法，其特征在于，所述 的潛伏性微膠囊固化劑，是室溫下50g水中加入陰離子和非離子表面活性劑及分散劑共 2-3g，加入45-55g異氰酸酯固化劑，加入完后調整攪拌速度至800-1200rpm，分散25-35分 鐘，制得異氰酸酯固化劑乳液；然后加入三聚氰胺甲醛樹脂預聚物85-95g，繼續分散10-15 分鐘，用10%稀鹽酸調整PH值3. 0-4. 0,水浴溫度45-55°C，反應2?3小時，冷卻至室溫并 用NaOH溶液調整PH值至中性。
4. 根據權利要求1所述的一種潛伏性微膠囊固化劑的制備方法，其特征在于，所述的 非水溶性異氰酸酯固化劑，包括異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI)、六亞甲基二異氰酸酯（HDI)、 HDI二聚體和三聚體、IPDI的二聚體和三聚體、4, 4'-二環己基甲烷二異氰酸酯（HMDI)中 的一種或幾種。
5. 根據權利要求3所述的一種潛伏性微膠囊固化劑的制備方法，其特征在于，所述的 表面活性劑，包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、司班、吐溫、0P-10、NP-10中的一種 或多種。
6. 根據權利要求3所述的一種潛伏性微膠囊固化劑的制備方法，其特征在于，所述的 分散劑，包括聚丙烯酸鈉、聚乙烯醇、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、明膠中的一種或多種。
【文檔編號】C09J11/06GK104449456SQ201410705398
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】鄭李華, 曾廣福, 李樹泉, 程承敏 申請人:廣東多正化工科技有限公司