一種水性丙烯酸結構膠粘劑的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種化學膠粘劑，具體的說是一種水性丙烯酸結構膠粘劑；由預處理液和種子液混合構成，所述預處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯單體再次乳化得到；種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到；所述改性單體為線型有機聚硅氧烷，該有機聚硅氧烷含有質量百分比不低于0.5％的鏈烯基，交聯單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構成，表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基?2?磺基琥珀酸鈉構成；采用本發明技術方案的水性丙烯酸結構膠粘劑，固化時間短、膠結強度高且環保無污染。
【專利說明】
一種水性丙烯酸結構膠粘劑
技術領域
[0001]本發明涉及一種化學膠粘劑，具體的說是一種水性丙烯酸結構膠粘劑。
【背景技術】
[0002]中國合成膠粘劑生產廠家數多達I，200多家，產品品種超過3,000種，產能達300萬噸/年，但具規模的廠家不超過百家，多數企業(尤其是作坊式小企業)均可生產溶劑型膠粘劑。中國生產的氯丁膠粘劑、SBS膠粘劑基本上為三苯或含鹵代烴溶劑型，含有大量有害的有機物質，這些物質散發到空氣中使得長期接觸的人員出現頭痛，眼、鼻和咽喉痛，咳嗽，癢，頭昏眼花，疲勞，注意力下降等的癥狀，非常不環保，可見環保型膠粘劑將會成為合成膠粘劑的主流。
[0003]目前美國及歐洲等先進國家的建材已超過90%達到“綠色”標準，部分歐洲國家規范室內有毒氣體含量不應超過0.15mg/m3。部分國內膠水廠家由于無法通過相關美國和歐洲綠色標志檢測，導致一些國內大量應用廠家轉而選用國外產品。同時由于汽車業、醫療及航天航空業對膠粘劑質量要求嚴格，使用條件苛刻，導致部分行業不得不依賴進口高檔膠來控制品質及環保問題。普通的水性環保粘接劑在歐美發達國家已十分普遍，美國于1945年就開始了聚醋酸乙烯酯水性膠粘劑工業化生產，之后又發展了其他種類的水性丙烯酸膠粘劑。美國與德國現階段主要是發展丙烯酸自交聯型水性膠粘劑，提高產品的粘接強度與耐熱、耐候性能。雖然近年來膠粘劑行業對丙烯酸酯乳液進行改性及制備功能性丙烯酸酯乳液受到了關注，但現有的水性膠粘劑多存在固化時間長、膠結強度弱等諸多問題，特別是在對膠接強度要求極高的結構膠粘劑領域，目前在全球范圍內尚屬空白。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種固化時間短、膠結強度高且環保無污染的水性丙烯酸結構膠粘劑。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供一種水性丙烯酸結構膠粘劑，由預處理液和種子液混合構成，所述預處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯單體再次乳化得到;所述種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到；其中，所述丙烯酸甲酯為烷基碳數為3，所述改性單體為線型有機聚硅氧烷，該有機聚硅氧烷含有與硅鍵結合的鏈烯基，鏈烯基的質量百分比不低于0.5%;所述甲基丙烯酸甲酯的烷基碳數為3?4的甲基丙烯酸烷基酯中的一種或幾種;所述交聯單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構成，其中己二酸二酰肼在交聯單體中的質量比不超過30%;所述表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基-2-磺基琥珀酸鈉構成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉在表面活性單體中的質量百分比不低于40%;所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機聚娃氧燒的質量比為1:3?5:6:1。
[0006]優選的，所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機聚硅氧烷的質量比為1:4:6:10
[0007]優選的，所述醋酸乙烯酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和偏氯乙烯的重量比為11:4:6:1。
[0008]優選的，所述有機聚硅氧烷中含有的鏈烯基占其質量百分比為0.6%，預處理液中有機聚硅氧烷與丙烯酸甲酯單體的質量比為:1:0.7。
[0009]經過大量實踐，優選的，所述交聯單體中甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的質量比為2:7:1，所述交聯單體與甲基丙烯酸甲酯的質量比為0.3:4。
[0010]優選的，所述表面活性單體中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉的質量百分比含量為54%，表面活性單體與丙烯酸甲酯的質量比為0.13:0.3。
[0011]優選的，所述種子液制作時，應控制反應溫度在60?65°C，保證反應時間至少為25min0
[0012]采用本發明技術方案的水性丙烯酸結構膠粘劑具有如下特點:原材料來源廣泛，制備工藝簡單，由于采用了水性膠粘劑的形式，相比于傳統的溶劑型膠黏劑，其揮發性有機物更少，更加的環保，同時其也對多種材料特別是常見建筑材料具有良好的黏結性能。具體來說25°C下粘度可保證在70-200mPa.s;初粘力(鋼球號)彡12;粘合強度(帆布/帆布，48H)彡1.8KN/M;海綿粘合對比測試:材質完全破壞；固化時間短，速度快，0.2H粘結強度可達
1.1KN/M，0.5H后粘結強度即可超過1.7KN/M，膠水比重(g/ml)彡1.06;剪切強度彡2.3MPa，其它一般性指標也均可達到國標標準GB18583-2008。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
[0014]本發明提供一種水性丙烯酸結構膠粘劑，由預處理液和種子液混合構成，預處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水混合物中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯單體再次乳化得到，留作備用，使用前可逐步升溫至25°C以保證反應后快速粘結;種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到，種子液制作應控制反應溫度在63°C，反應時間為28min，使用前逐步控制溫度到25°C左右;其中，丙烯酸甲酯為烷基碳數為3，改性單體為線型有機聚硅氧烷，有機聚硅氧烷含有與硅鍵結合的鏈烯基，鏈烯基的質量百分比0.6%;甲基丙烯酸甲酯的烷基碳數為3和4的甲基丙烯酸烷基酯各一種種;交聯單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構成，其中己二酸二酰肼在交聯單體中的質量27%;表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基-2-磺基琥珀酸鈉構成，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機聚硅氧烷的質量比為1:4:6:1。醋酸乙烯酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和偏氯乙烯的重量比，11:4:6:1。預處理液中有機聚硅氧烷與丙烯酸甲酯單體的質量比為:1:0.7。交聯單體中甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的質量比為2:7:1，所述交聯單體與甲基丙烯酸甲酯的質量比為0.3:4。表面活性單體中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉的質量百分比含量為54%，表面活性單體與丙烯酸甲酯的質量比為0.13:0.3。
[0015]以上取丙烯酸甲酯總量為lkg，水及冰水混合物的總重量為17kg，其余參照質量比取料配制作。其中制作預處理液時，取丙烯酸甲酯0.7kg，制作種子液時，取丙烯酸甲酯
0.3kg。使用時通過混合預處理液和種子液并快速攪拌均勻，并在0.1H時內將混合液使用完畢
[0016]適當調節水含量，使膠水比重在1.04左右，最終制得的水性丙烯酸結構膠粘劑，參照GB18583-2008標準，25 °C下粘度可保證在150mPa.s ；海綿粘合對比測試:材質完全破壞；
0.2!1粘結強度可達1.13KN/M，0.5H后粘結強度即可超過1.75KN/M，剪切強度2.3MPa。
[0017]實施例2
[0018]本發明提供一種水性丙烯酸結構膠粘劑，由預處理液和種子液混合構成，預處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水混合物中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯單體再次乳化得到，留作備用，使用前可逐步升溫至25°C以保證反應后快速粘結;種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到，種子液制作應控制反應溫度在600C，保證反應時間為25min，使用前逐步控制溫度到25°C左右;其中，丙烯酸甲酯為烷基碳數為3，改性單體為線型有機聚硅氧烷，該有機聚硅氧烷含有與硅鍵結合的鏈烯基，有機聚硅氧烷中鏈烯基的質量百分比為0.5%;甲基丙烯酸甲酯的烷基碳數為3的甲基丙烯酸烷基酯;交聯單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構成，其中己二酸二酰肼在交聯單體中的質量比為30% ;表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基-2-磺基琥珀酸鈉構成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉在表面活性單體中的質量百分比為40%;丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機聚硅氧烷的質量比為1:3:6:1。醋酸乙烯酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和偏氯乙烯的重量比為11:3:6:1，預處理液中有機聚硅氧烷與丙烯酸甲酯單體的質量比為:1:0.7;交聯單體中甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的質量比為2:7:1，所述交聯單體與甲基丙烯酸甲酯的質量比為0.3:3;表面活性單體與丙烯酸甲酯的質量比為0.13:0.3。
[0019]以上取丙烯酸甲酯總量為lkg，水及冰水混合物的總重量為16kg，其余參照質量比取料配制作。適當調節水含量，使膠水比重在1.06左右，最終制得的水性丙烯酸結構膠粘劑，參照GB18583-2008標準，25°C下粘度可保證在75mPa.s ；海綿粘合對比測試:材質完全破壞;0.2!1粘結強度可達1.12KN/M，0.5H后粘結強度即可超過1.85KN/M，剪切強度為2.34MPa。
[0020]實施例3
[0021]本發明提供一種水性丙烯酸結構膠粘劑，由預處理液和種子液混合構成，預處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水混合物中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯單體再次乳化得到，留作備用，使用前可逐步升溫至25°C以保證反應后快速粘結;種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到，種子液制作應控制反應溫度在650C，保證反應時間至少為30min，使用前逐步控制溫度到25°C左右；其中，丙烯酸甲酯為烷基碳數為3，改性單體為線型有機聚硅氧烷，該有機聚硅氧烷含有與硅鍵結合的鏈烯基，鏈烯基的質量百分比為0.7%;甲基丙烯酸甲酯的烷基碳數為4;交聯單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構成，其中己二酸二酰肼在交聯單體中的質量比為23%;表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基-2-磺基琥珀酸鈉構成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉在表面活性單體中的質量百分比為48%;丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機聚硅氧烷的質量比為1:5:6:1;醋酸乙烯酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和偏氯乙烯的重量比為11:5:6:1，預處理液中有機聚硅氧烷與丙烯酸甲酯單體的質量比為:1:0.7，交聯單體中甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的質量比為2:7:1，交聯單體與甲基丙烯酸甲酯的質量比為0.3:5，表面活性單體與丙烯酸甲酯的質量比為0.13:0.3。
[0022]以上取丙烯酸甲酯總量為lkg，水及冰水混合物的總重量為19kg，其余參照質量比取料配制作。適當調節水含量，使膠水比重在I.03左右，最終制得的水性丙烯酸結構膠粘劑，參照GB18583-2008標準，25°C下粘度可保證在150mPa.s ；海綿粘合對比測試:材質完全破壞；0.2H粘結強度可達1.18KN/M，0.5H后粘結強度即可超過1.84KN/M，剪切強度超過2.4MPa0
[0023]以上所述的僅是本發明的優選實施方式，方案中公知的原材料特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發明配料及配比工藝的前提下，還可以作出若干的改進，這些也應該視為本發明的保護范圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。
【主權項】
1.一種水性丙烯酸結構膠粘劑，由預處理液和種子液混合構成，其特征在于:所述預處理液由丙烯酸甲酯單體與改性單體在冰水中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交聯單體再次乳化得到;所述種子液由丙烯酸甲酯單體與表面活性單體混合乳化后得到；其中，所述丙烯酸甲酯為烷基碳數為3，所述改性單體為線型有機聚硅氧烷，該有機聚硅氧烷含有與硅鍵結合的鏈烯基，鏈烯基的質量百分比不低于0.5%;所述甲基丙烯酸甲酯的烷基碳數為3?4的甲基丙烯酸烷基酯中的一種或幾種;所述交聯單體由甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼構成，其中己二酸二酰肼在交聯單體中的質量比不超過30%;所述表面活性單體由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉和二烷基-2-磺基琥珀酸鈉構成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉在表面活性單體中的質量百分比不低于40%;所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機聚硅氧烷的質量比為1:3?5:6:1。2.根據權利要求1所述的水性丙烯酸結構膠粘劑，其特征在于:所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有機聚硅氧烷的質量比為1:4:6:1。3.根據權利要求1所述的水性丙烯酸結構膠粘劑，其特征在于:所述醋酸乙烯酯，甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈和偏氯乙烯的重量比為11:4:6:1。4.根據權利要求1所述的水性丙烯酸結構膠粘劑，其特征在于:所述有機聚硅氧烷中含有的鏈烯基占其質量百分比為0.6%，預處理液中有機聚硅氧烷與丙烯酸甲酯單體的質量比為:1:0.7。5.根據權利要求1所述的水性丙烯酸結構膠粘劑，其特征在于:所述交聯單體中甲基丙烯酸縮水甘油酯、雙丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的質量比為2:7:1，所述交聯單體與甲基丙烯酸甲酯的質量比為0.3:4。6.根據權利要求1所述的水性丙烯酸結構膠粘劑，其特征在于:所述表面活性單體中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸鈉的質量百分比含量為54%，表面活性單體與丙烯酸甲酯的質量比為 0.13:0.3。7.根據權利要求1-6任一所述的水性丙烯酸結構膠粘劑，其特征在于:所述種子液制作時，應控制反應溫度在60?65 °C，保證反應時間至少為25min。
【文檔編號】C09J4/06GK105925201SQ201610402189
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】唐煒
【申請人】深圳市顧康力化工有限公司