本发明涉及滤清器粘胶剂
技术领域：
，具体涉及一种空气滤清器用常温固化水性粘胶剂及其制备方法。
背景技术：
：空气滤清器是空气进入发动机的第一道“关卡”，汽车发动机是非常精密的机件，极小的杂质都会损伤发动机。因此，空气在进入气缸之前，必须先经过空气滤清器的细密的过滤，才能进入气缸。空气滤清器是发动机的守护神，空气滤清器状态的好坏关系着发动机的寿命。现代汽车发动机空气滤清器主要以纸质空气滤清器为主。与传统的油浴式空气滤清器相比较，纸质空气滤清器过滤效率高，结构紧凑，可以在任何方位上安装，不受车辆机件布局的限制，维护时不消耗油料，还可节省大量棉纱、毛毡和金属材料等物质。优质的纸质空气滤清器的纸质滤芯与端盖采用专用胶粘接，密封性较好，劣质滤清器的纸质滤芯与端盖粘接往往用很差的粘接胶或用泡花碱做粘接剂，密封性很差，有的胶甚至还有气孔，震动后较容易脱落，导致脱落杂质进入发动机，或杂质从滤纸与端盖的缝隙穿过进入发动机，消减发动机寿命。随着我国加入wto，国际、国内的市场竞争对滤清器中使用的粘胶剂提出了更严格的要求，要保证气密性，毒性小，工艺性能优良，耐高、低温性能达到相关iso国际标准和环保要求。水性粘胶剂具有无溶剂释放、环境友好、无毒、使用安全、成本低等优点，正在逐渐成为合成粘胶剂的主流产品，其中，常用的水性粘胶剂主要以脲醛胶、vae乳液胶、丙烯酸乳液胶为主。脲醛胶以水性酚醛树脂乳液作为主要原料，存在持久释放游离甲醛的风险；vae乳液胶是醋酸乙烯和乙烯单体乳液共聚物的简称，仅含有少量的甲醛，符合日益严格的环保要求，但其初黏性、粘接强度、耐水性、固化速度、黏度等性能不够理想，应用受到限制；丙烯酸乳液胶在弱酸或弱碱中的固化性差，需在强酸性条件下促进固化后再使用，或者需要与胺类交联剂在高温条件下加热固化才能获得良好的固化性。公开号为cn101880512a的中国专利申请“水性粘胶剂及其制备方法”以丙烯酸树脂乳液、丙烯酸树脂粉末和eva乳液作为主要原来，复配一定量的增稠剂、无机填料、保水剂、乳化剂，制得的粘胶剂适用于电化铝烫印，解决了其他粘胶剂烫印后导致织物手感变差的问题。综上所述，有必要提供一种使用性能较佳，能耗低，符合环保要求的水性粘胶剂，以满足市场的需求。技术实现要素：为解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种空气滤清器用常温固化水性粘胶剂及其制备方法，该粘胶剂可在常温固化，干燥速度快，耐水性佳，粘接强度高，性质稳定，受温度、湿度影响小。本发明的技术方案如下：一种空气滤清器用常温固化水性粘胶剂，其包括以下组分及其重量份数：水溶型醇酸树脂80～120份、改性淀粉糊状物20～40份、二甲胺盐酸盐1～8份、聚羧酸铵盐分散剂1～5份、调理剂1～10份、丙二醇5～20份、抑泡剂1～5份、有机膨润土0.1～1份和水100～160份。优选地，所述的水性粘胶剂包括以下组分及其重量份数：水溶型醇酸树脂80～90份、改性淀粉糊状物20～30份、二甲胺盐酸盐2～6份、聚羧酸铵盐分散剂1～3份、调理剂3～9份、丙二醇10～20份、抑泡剂1～2份、有机膨润土0.1～0.4份和水100～130份。进一步地，所述的调理剂为单过硫酸氢钾复合盐和乙醇脲以0.05～0.2:1的重量比组成。优选地，所述的调理剂为单过硫酸氢钾复合盐和乙醇脲以0.05～0.1:1的重量比组成。更优选地，所述的调理剂为单过硫酸氢钾复合盐和乙醇脲以0.1:1的重量比组成。进一步地，所述的抑泡剂为水性硅油和/或水性聚醚。优选地，所述的水性硅油为二甲硅油，水性聚醚为聚乙烯醚或聚氧乙烯醚。淀粉是常用粘胶剂成分，但由于其为碳水化合物，不耐水、耐老化性也较差，容易发霉，大大限制其应用，故本领域常常通过对其进行改性处理。然而，本发明人在前期大量试验过程中发现，采用现有的市售改性淀粉产品，亦或是根据专利申请cn104559835a“聚乙烯醇改性淀粉胶”公开的技术方案制得的改性淀粉产物，与本发明提供的水性粘胶剂其他成分复配较差，制得的水性粘胶剂仍存在耐水性差、容易发霉的缺点。令人意想不到的是，本发明人发现以小麦淀粉作为主要原料，与少量的氯化锌混合，经通电处理后，再与聚乙烯醇进行加热反应，制得的改性淀粉糊状物与本发明提供的水性粘胶剂其他成分复配性佳，制得的水性粘胶剂不仅干燥速度快，且耐水性、不易发霉，粘接强度高，性质稳定，受温度、湿度影响小。具体地，本发明所述的改性淀粉糊状物的制备方法，包括以下步骤：取小麦淀粉，过100目筛，加入0.05～0.1％(m/m)纳米氯化锌，搅拌均匀，然后通电处理10～15min；然后加入浓度为50～60％(m/v)聚乙烯醇水溶液，搅拌均匀，所述的聚乙烯醇水溶液与小麦淀粉的重量比为0.8～1.2:1，在70～80℃下反应15～25min，冷却至室温，即得。进一步地，上述改性淀粉糊状物的制备方法通电处理条件为：电流频率为1000～2000赫兹，电压为800～1000伏。上述制备方法中，小麦淀粉作为一种结晶性生物高分子，天然淀粉的结晶度高达45％，其结晶区的淀粉羟基被晶区包裹约束，很难与改性剂发生有效的交联，因此，导致大部分的改性淀粉产品的耐水性、耐候性、稳定性仍不理想，此外，结晶区的存在使改性淀粉在常温的水中难以形成稳定的溶液，常需要与乳化剂、胶体保护剂复配使用。本发明人将小麦淀粉与少量的纳米氯化锌混合，然后在电流频率为1000～2000hz，电压为800～1000v的条件下进行通电处理，可有效破坏淀粉的结晶区，使结晶区的羟基大量暴露，同时避免淀粉大分子链发生降解，降低其相对分子质量，破坏淀粉的粘接强度，进一步地，暴露大量羟基的淀粉与聚乙烯醇在加热条件下进行脱水醚化反应，交联形成耐水性、耐候性佳的改性淀粉糊状物。所述的改性淀粉糊状物仍保留较佳的水溶性，且粘接性能显著提高。此外，本发明还提供一种所述的空气滤清器用常温固化水性粘胶剂的制备方法，其包括以下步骤：(1)按比例称取各种原料，将水溶型醇酸树脂、改性淀粉糊状物、二甲胺盐酸盐、聚羧酸铵盐分散剂、调理剂、丙二醇、抑泡剂、有机膨润土和水加入搅拌釜中，调节搅拌釜温度为50～60℃，搅拌转速为140～150rpm，搅拌时间为15～20min；(2)将经步骤(1)处理后的浆料进行剪切处理，剪切转速为2500～3000rpm，时间为5～10min，最后将处理后的浆料装入密封罐中，即得。本发明水性粘胶剂以水溶型醇酸树脂作为主要胶粘原料，具有较佳的粘接附着力和耐冲击力，复配一定量的改性淀粉糊状物，可有效克服水溶型醇酸树脂表面张力大对分散性能和涂布性能造成的不利影响，并在一定程度上改善水溶型醇酸树脂的耐水性，延长粘胶剂的使用寿命。同时，二甲胺盐酸盐的加入，可促进水溶型醇酸树脂和改性淀粉糊状物的“架桥作用”，使两者结合更为紧密，充分发挥两者的协同增益作用。但是，本发明人仍面临这样的一个难题：以水溶型醇酸树脂和改性淀粉糊状物作为主原料的水性粘胶剂固化速度慢，在常温条件下需要较长的干燥时间，并且醇酸树脂含有大量的酯键，稳定性差，容易水解引起回粘现象，进一步降低胶粘连接处的耐沾污性能，加速空气滤清器滤芯和端盖粘接处的损坏速度。令人意想不到的是，本发明人通过大量的研究发现，在水性粘胶剂配方中加入由单过硫酸氢钾复合盐和乙醇脲组成的调理剂，可克服上述的难题。所述的调理剂可加速醇酸树脂与氧气发生反应，加快固化，使水性粘胶剂快速干燥，并稳定酯键，抑制回粘现象，提高胶粘连接处的耐沾污性能，延长空气滤清器的使用寿命，并具有一定的防霉效果，取得了意料不到的技术效果。与现有技术相比，本发明的优势在于：(1)本发明提供的水性粘胶剂复配性好，各成分相互协调，腐蚀性低，具有高的粘接强度，克服以往水性粘胶剂无法较好粘接表面极性低的被粘物的缺陷，并且稳定性佳，不会因水或热等影响而引起的粘接力的降低，具有较佳的耐水性和耐候性。(2)本发明提供的水性粘胶剂具有较佳固化性能，在常温条件下能快速干燥，并克服以往水性粘胶剂容易发生回粘现象的缺陷，改善使用性能，提高耐沾污性能，延长空气滤清器的使用寿命。(3)本发明提供的水性粘胶剂不含有机溶剂，没有甲醛释放，具有高性能、环保型等优点。具体实施方式以下通过具体实施方式进一步描述本发明，但本发明不仅仅限于以下实施例。实施例1改性淀粉糊状物制备取200g小麦淀粉，过100目筛，加入0.16g纳米氯化锌，搅拌均匀，然后在电流频率为1500赫兹，电压为900伏条件下通电处理12min；然后加入浓度为50％(m/v)聚乙烯醇水溶液，搅拌均匀，所述的聚乙烯醇水溶液与小麦淀粉的重量比为1.2:1，在75℃下反应20min，冷却至室温，即得。实施例2改性淀粉糊状物制备取200g小麦淀粉，过100目筛，加入0.20g纳米氯化锌，搅拌均匀，然后在电流频率为2000赫兹，电压为800伏条件下通电处理10min；然后加入浓度为60％(m/v)聚乙烯醇水溶液，搅拌均匀，所述的聚乙烯醇水溶液与小麦淀粉的重量比为0.8:1，在70℃下反应15min，冷却至室温，即得。实施例3改性淀粉糊状物性能检测分别将实施例2和3制得的改性淀粉糊状物，以及按专利申请cn104559835a“聚乙烯醇改性淀粉胶”公开的技术方案制得的改性淀粉产物(对照品)用水溶解，制成浓度为1g/2ml的水溶液，观察外观变化并测定其初粘性，结果如下表1所示：表1改性淀粉糊状物性能检测结果结果显示，本发明提供的改性淀粉糊状物稳定性佳，具有较佳的初粘性。实施例4-5和对比例1-5水性粘胶剂制备实施例4-5和对比例1-5水性粘胶剂包括下表所示的组分及其重量份数：实施例4水性粘胶剂的制备：(1)按比例称取各种原料，将水溶型醇酸树脂、改性淀粉糊状物、二甲胺盐酸盐、聚羧酸铵盐分散剂、调理剂、丙二醇、抑泡剂、有机膨润土和水加入搅拌釜中，调节搅拌釜温度为55℃，搅拌转速为140rpm，搅拌时间为20min；(2)将经步骤(1)处理后的浆料进行剪切处理，剪切转速为3000rpm，时间为10min，最后将处理后的浆料装入密封罐中，即得。实施例5和对比例1-5水性粘胶剂的制备方法参考实施例4。试验例一、水性粘胶剂的粘接性能检测分别对实施例4-5、对比例1-5制备的水性粘胶剂分别做初粘强度检测、粘接力检测、拉伸强度检测及回粘性检测，检测结果如表2所示。表2水性粘胶剂性能检测结果结果显示，本发明提供的水性粘胶剂具有较高的初粘强度，并且固化速度较快，在4h后粘接力显著提高，拉伸强度高，此外，还具有较佳的稳定性，在25℃和50℃条件下均没有发生回粘现象，显著优于对比例1-3和对比例5制得的粘胶剂。由对比例4可知，调理剂仅含乙醇脲，不含单过硫酸氢钾复合盐，制得的水性粘胶剂无回粘现象，表明乙醇脲可显著抑制水性粘胶剂的回粘现象。试验例二、水性粘胶剂对不同材料的粘接性能检测分别检测实施例4-5制得的水性粘胶剂和市售sbs胶、ab胶对白铁片/eva、白铁片/瓦楞纸、白铁片/帆布三种材质的粘接性能，结果见表3所示。表3水性粘胶剂对不同材料的粘接性能检测结果结果显示，本发明提供的水性粘胶剂对不同材料均保持较佳的粘接性能，并且对铁表面具有更佳的附着力，显著优于市售的sbs胶、ab胶。以上结果表明，本发明提供的水性粘胶剂可克服市面上常规粘胶剂无法较好粘接表面极性低的被粘物的缺陷。试验例三、耐水性能检测分别将本发明实施例4-5和对比例1-5制得的水性粘胶剂倒在玻璃板上，常温干燥成膜后，置于烘箱中50℃烘12h，待冷却后将膜取下制成厚度约为2mm的胶膜，放入干燥器中待用。通过计算各胶膜在水中浸泡14h后的吸水率以评价耐水性，结果见下表4所示。表4水性粘胶剂胶膜的吸水率检测结果组别吸水率％实施例46.8实施例57.0对比例111.4对比例212.6对比例39.4对比例410.7对比例513.2结果显示，本发明提供的水性粘胶剂形成的胶膜吸水率较低，耐水性提高，优于对比例1-5制得的水性粘胶剂。试验例四、防霉性能检测根据试验例三所示的方法，分别将实施例4-5和对比例1-5制得的水性粘胶剂制成胶膜，置于40℃、90％湿度下恒温恒湿放置90天，观察胶膜表面是否有菌斑产生，结果见下表5所示。表5水性粘胶剂胶膜的防霉性能检测结果组别30天60天90天实施例4无菌斑无菌斑无菌斑实施例5无菌斑无菌斑无菌斑对比例1无菌斑有菌斑有菌斑对比例2有菌斑有菌斑有菌斑对比例3无菌斑无菌斑有菌斑对比例4无菌斑无菌斑有菌斑对比例5无菌斑有菌斑有菌斑结果显示，本发明提供的水性粘胶剂形成的胶膜具有较佳的防霉性能，优于对比例1-5制得的水性粘胶剂。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12