一种水性丙烯酸结构胶粘剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种化学胶粘剂，具体的说是一种水性丙烯酸结构胶粘剂；由预处理液和种子液混合构成，所述预处理液由丙烯酸甲酯单体与改性单体在冰水中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交联单体再次乳化得到；种子液由丙烯酸甲酯单体与表面活性单体混合乳化后得到；所述改性单体为线型有机聚硅氧烷，该有机聚硅氧烷含有质量百分比不低于0.5％的链烯基，交联单体由甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼构成，表面活性单体由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠和二烷基?2?磺基琥珀酸钠构成；采用本发明技术方案的水性丙烯酸结构胶粘剂，固化时间短、胶结强度高且环保无污染。
【专利说明】
一种水性丙烯酸结构胶粘剂
技术领域
[0001]本发明涉及一种化学胶粘剂，具体的说是一种水性丙烯酸结构胶粘剂。
【背景技术】
[0002]中国合成胶粘剂生产厂家数多达I，200多家，产品品种超过3,000种，产能达300万吨/年，但具规模的厂家不超过百家，多数企业(尤其是作坊式小企业)均可生产溶剂型胶粘剂。中国生产的氯丁胶粘剂、SBS胶粘剂基本上为三苯或含卤代烃溶剂型，含有大量有害的有机物质，这些物质散发到空气中使得长期接触的人员出现头痛，眼、鼻和咽喉痛，咳嗽，痒，头昏眼花，疲劳，注意力下降等的症状，非常不环保，可见环保型胶粘剂将会成为合成胶粘剂的主流。
[0003]目前美国及欧洲等先进国家的建材已超过90%达到“绿色”标准，部分欧洲国家规范室内有毒气体含量不应超过0.15mg/m3。部分国内胶水厂家由于无法通过相关美国和欧洲绿色标志检测，导致一些国内大量应用厂家转而选用国外产品。同时由于汽车业、医疗及航天航空业对胶粘剂质量要求严格，使用条件苛刻，导致部分行业不得不依赖进口高档胶来控制品质及环保问题。普通的水性环保粘接剂在欧美发达国家已十分普遍，美国于1945年就开始了聚醋酸乙烯酯水性胶粘剂工业化生产，之后又发展了其他种类的水性丙烯酸胶粘剂。美国与德国现阶段主要是发展丙烯酸自交联型水性胶粘剂，提高产品的粘接强度与耐热、耐候性能。虽然近年来胶粘剂行业对丙烯酸酯乳液进行改性及制备功能性丙烯酸酯乳液受到了关注，但现有的水性胶粘剂多存在固化时间长、胶结强度弱等诸多问题，特别是在对胶接强度要求极高的结构胶粘剂领域，目前在全球范围内尚属空白。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种固化时间短、胶结强度高且环保无污染的水性丙烯酸结构胶粘剂。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种水性丙烯酸结构胶粘剂，由预处理液和种子液混合构成，所述预处理液由丙烯酸甲酯单体与改性单体在冰水中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交联单体再次乳化得到;所述种子液由丙烯酸甲酯单体与表面活性单体混合乳化后得到；其中，所述丙烯酸甲酯为烷基碳数为3，所述改性单体为线型有机聚硅氧烷，该有机聚硅氧烷含有与硅键结合的链烯基，链烯基的质量百分比不低于0.5%;所述甲基丙烯酸甲酯的烷基碳数为3?4的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或几种;所述交联单体由甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼构成，其中己二酸二酰肼在交联单体中的质量比不超过30%;所述表面活性单体由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠和二烷基-2-磺基琥珀酸钠构成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠在表面活性单体中的质量百分比不低于40%;所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有机聚娃氧烧的质量比为1:3?5:6:1。
[0006]优选的，所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有机聚硅氧烷的质量比为1:4:6:10
[0007]优选的，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为11:4:6:1。
[0008]优选的，所述有机聚硅氧烷中含有的链烯基占其质量百分比为0.6%，预处理液中有机聚硅氧烷与丙烯酸甲酯单体的质量比为:1:0.7。
[0009]经过大量实践，优选的，所述交联单体中甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的质量比为2:7:1，所述交联单体与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.3:4。
[0010]优选的，所述表面活性单体中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠的质量百分比含量为54%，表面活性单体与丙烯酸甲酯的质量比为0.13:0.3。
[0011]优选的，所述种子液制作时，应控制反应温度在60?65°C，保证反应时间至少为25min0
[0012]采用本发明技术方案的水性丙烯酸结构胶粘剂具有如下特点:原材料来源广泛，制备工艺简单，由于采用了水性胶粘剂的形式，相比于传统的溶剂型胶黏剂，其挥发性有机物更少，更加的环保，同时其也对多种材料特别是常见建筑材料具有良好的黏结性能。具体来说25°C下粘度可保证在70-200mPa.s;初粘力(钢球号)彡12;粘合强度(帆布/帆布，48H)彡1.8KN/M;海绵粘合对比测试:材质完全破坏；固化时间短，速度快，0.2H粘结强度可达
1.1KN/M，0.5H后粘结强度即可超过1.7KN/M，胶水比重(g/ml)彡1.06;剪切强度彡2.3MPa，其它一般性指标也均可达到国标标准GB18583-2008。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
[0014]本发明提供一种水性丙烯酸结构胶粘剂，由预处理液和种子液混合构成，预处理液由丙烯酸甲酯单体与改性单体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、偏氯乙烯以及交联单体再次乳化得到，留作备用，使用前可逐步升温至25°C以保证反应后快速粘结;种子液由丙烯酸甲酯单体与表面活性单体混合乳化后得到，种子液制作应控制反应温度在63°C，反应时间为28min，使用前逐步控制温度到25°C左右;其中，丙烯酸甲酯为烷基碳数为3，改性单体为线型有机聚硅氧烷，有机聚硅氧烷含有与硅键结合的链烯基，链烯基的质量百分比0.6%;甲基丙烯酸甲酯的烷基碳数为3和4的甲基丙烯酸烷基酯各一种种;交联单体由甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼构成，其中己二酸二酰肼在交联单体中的质量27%;表面活性单体由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠和二烷基-2-磺基琥珀酸钠构成，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有机聚硅氧烷的质量比为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。预处理液中有机聚硅氧烷与丙烯酸甲酯单体的质量比为:1:0.7。交联单体中甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的质量比为2:7:1，所述交联单体与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.3:4。表面活性单体中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠的质量百分比含量为54%，表面活性单体与丙烯酸甲酯的质量比为0.13:0.3。
[0015]以上取丙烯酸甲酯总量为lkg，水及冰水混合物的总重量为17kg，其余参照质量比取料配制作。其中制作预处理液时，取丙烯酸甲酯0.7kg，制作种子液时，取丙烯酸甲酯
0.3kg。使用时通过混合预处理液和种子液并快速搅拌均匀，并在0.1H时内将混合液使用完毕
[0016]适当调节水含量，使胶水比重在1.04左右，最终制得的水性丙烯酸结构胶粘剂，参照GB18583-2008标准，25 °C下粘度可保证在150mPa.s ；海绵粘合对比测试:材质完全破坏；
0.2!1粘结强度可达1.13KN/M，0.5H后粘结强度即可超过1.75KN/M，剪切强度2.3MPa。
[0017]实施例2
[0018]本发明提供一种水性丙烯酸结构胶粘剂，由预处理液和种子液混合构成，预处理液由丙烯酸甲酯单体与改性单体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、偏氯乙烯以及交联单体再次乳化得到，留作备用，使用前可逐步升温至25°C以保证反应后快速粘结;种子液由丙烯酸甲酯单体与表面活性单体混合乳化后得到，种子液制作应控制反应温度在600C，保证反应时间为25min，使用前逐步控制温度到25°C左右;其中，丙烯酸甲酯为烷基碳数为3，改性单体为线型有机聚硅氧烷，该有机聚硅氧烷含有与硅键结合的链烯基，有机聚硅氧烷中链烯基的质量百分比为0.5%;甲基丙烯酸甲酯的烷基碳数为3的甲基丙烯酸烷基酯;交联单体由甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼构成，其中己二酸二酰肼在交联单体中的质量比为30% ;表面活性单体由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠和二烷基-2-磺基琥珀酸钠构成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠在表面活性单体中的质量百分比为40%;丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有机聚硅氧烷的质量比为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为11:3:6:1，预处理液中有机聚硅氧烷与丙烯酸甲酯单体的质量比为:1:0.7;交联单体中甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的质量比为2:7:1，所述交联单体与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.3:3;表面活性单体与丙烯酸甲酯的质量比为0.13:0.3。
[0019]以上取丙烯酸甲酯总量为lkg，水及冰水混合物的总重量为16kg，其余参照质量比取料配制作。适当调节水含量，使胶水比重在1.06左右，最终制得的水性丙烯酸结构胶粘剂，参照GB18583-2008标准，25°C下粘度可保证在75mPa.s ；海绵粘合对比测试:材质完全破坏;0.2!1粘结强度可达1.12KN/M，0.5H后粘结强度即可超过1.85KN/M，剪切强度为2.34MPa。
[0020]实施例3
[0021]本发明提供一种水性丙烯酸结构胶粘剂，由预处理液和种子液混合构成，预处理液由丙烯酸甲酯单体与改性单体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、偏氯乙烯以及交联单体再次乳化得到，留作备用，使用前可逐步升温至25°C以保证反应后快速粘结;种子液由丙烯酸甲酯单体与表面活性单体混合乳化后得到，种子液制作应控制反应温度在650C，保证反应时间至少为30min，使用前逐步控制温度到25°C左右；其中，丙烯酸甲酯为烷基碳数为3，改性单体为线型有机聚硅氧烷，该有机聚硅氧烷含有与硅键结合的链烯基，链烯基的质量百分比为0.7%;甲基丙烯酸甲酯的烷基碳数为4;交联单体由甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼构成，其中己二酸二酰肼在交联单体中的质量比为23%;表面活性单体由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠和二烷基-2-磺基琥珀酸钠构成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠在表面活性单体中的质量百分比为48%;丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有机聚硅氧烷的质量比为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为11:5:6:1，预处理液中有机聚硅氧烷与丙烯酸甲酯单体的质量比为:1:0.7，交联单体中甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的质量比为2:7:1，交联单体与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.3:5，表面活性单体与丙烯酸甲酯的质量比为0.13:0.3。
[0022]以上取丙烯酸甲酯总量为lkg，水及冰水混合物的总重量为19kg，其余参照质量比取料配制作。适当调节水含量，使胶水比重在I.03左右，最终制得的水性丙烯酸结构胶粘剂，参照GB18583-2008标准，25°C下粘度可保证在150mPa.s ；海绵粘合对比测试:材质完全破坏；0.2H粘结强度可达1.18KN/M，0.5H后粘结强度即可超过1.84KN/M，剪切强度超过2.4MPa0
[0023]以上所述的仅是本发明的优选实施方式，方案中公知的原材料特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明配料及配比工艺的前提下，还可以作出若干的改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
【主权项】
1.一种水性丙烯酸结构胶粘剂，由预处理液和种子液混合构成，其特征在于:所述预处理液由丙烯酸甲酯单体与改性单体在冰水中乳化后，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、偏氯乙烯以及交联单体再次乳化得到;所述种子液由丙烯酸甲酯单体与表面活性单体混合乳化后得到；其中，所述丙烯酸甲酯为烷基碳数为3，所述改性单体为线型有机聚硅氧烷，该有机聚硅氧烷含有与硅键结合的链烯基，链烯基的质量百分比不低于0.5%;所述甲基丙烯酸甲酯的烷基碳数为3?4的甲基丙烯酸烷基酯中的一种或几种;所述交联单体由甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼构成，其中己二酸二酰肼在交联单体中的质量比不超过30%;所述表面活性单体由烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠和二烷基-2-磺基琥珀酸钠构成，其中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠在表面活性单体中的质量百分比不低于40%;所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有机聚硅氧烷的质量比为1:3?5:6:1。2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸结构胶粘剂，其特征在于:所述丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈，以及有机聚硅氧烷的质量比为1:4:6:1。3.根据权利要求1所述的水性丙烯酸结构胶粘剂，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为11:4:6:1。4.根据权利要求1所述的水性丙烯酸结构胶粘剂，其特征在于:所述有机聚硅氧烷中含有的链烯基占其质量百分比为0.6%，预处理液中有机聚硅氧烷与丙烯酸甲酯单体的质量比为:1:0.7。5.根据权利要求1所述的水性丙烯酸结构胶粘剂，其特征在于:所述交联单体中甲基丙烯酸缩水甘油酯、双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼的质量比为2:7:1，所述交联单体与甲基丙烯酸甲酯的质量比为0.3:4。6.根据权利要求1所述的水性丙烯酸结构胶粘剂，其特征在于:所述表面活性单体中烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠的质量百分比含量为54%，表面活性单体与丙烯酸甲酯的质量比为 0.13:0.3。7.根据权利要求1-6任一所述的水性丙烯酸结构胶粘剂，其特征在于:所述种子液制作时，应控制反应温度在60?65 °C，保证反应时间至少为25min。
【文档编号】C09J4/06GK105925201SQ201610402189
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】唐炜
【申请人】深圳市顾康力化工有限公司