专利名称：玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂的制备方法
技术领域：
玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂的制备方法，涉及粉末粘结剂制备领域，尤其涉及玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂制备领域。
背景技术：
玻璃纤维短切毡或连续毡是在一定温度下，通过玻璃纤维粘结剂，将分散的玻璃纤维短切原丝、连续玻璃纤维原丝束等无纺玻璃纤维材料粘结成型。玻璃纤维原丝毡用粘结剂按其形态可分为两大类；粉末型和乳液型。粉末型粘结剂的特点是，毡片树脂浸透速度快，但毡体机械拉力强度小，而且其生产工艺复杂，在其生产过程中，熔融聚合物需经过冷却、粉碎、研磨、过筛等步骤。整个工艺过程能耗大，粉尘污染严重。而乳液型粘结剂虽无粉尘污染之虞，但其树脂浸透速度慢，且乳液毡在其生产过程中，聚合物乳液易在毡机网带上“结皮”，清洗工作量大，给连续生产造成很大不便。为消除粉尘污染，通过喷雾干燥法不失为制得粉末型粘结剂的好办法，但将乳液型粘结剂制成粉末型有一定的技术难度。主要是离心喷雾干燥机对乳液粘结剂原料要求较高，它既要求乳液粘结剂固含量高、含水量少，还要求乳液粘结剂在高温下粉末得率高。这对于现在通常用的“聚合物乳液”而言是做不到的。因为，高固含量聚合物乳液会引起离心头的堵塞，喷雾干燥机内100℃以上的高温热风使“聚合物乳液”成型特别困难。因为固含量高的乳液微粒在高温下极易粘在离心机的筒壁上，轻者使得粉率很低，重者就形成粘结剂厚层，根本无法得到固态粉末。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的问题，提出一种玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂的制备方法，通过核壳聚合的方式，最后制得“核壳聚合物乳液”，然后再采用“喷雾干燥工艺”生成粉末型粘结剂。
本发明的技术解决方案是它包括核层聚合物乳液的合成，其特征在于，它还包括壳层聚合物乳液的合成和核壳聚合反应，并采用喷雾干燥工艺成型，其工艺流程和反应条件如下1)乳化剂的复配选用阴离子型聚合型(反应型)乳化剂与一种HLB值在6-20的非离子型乳化剂进行复配，复配比例按重量百分比计算为0.5-3％的乳化剂水溶液。
2)配制热分解引发剂选用热分解引发剂，配制引发剂水溶液，控制引发剂总加入量占总单体含量的0.3％-1％。
3)合成核层聚合物乳液a)将上述复配好的聚合型乳化剂水溶液与核层反应单体预乳化，其中总乳化剂水溶液占总单体重量百分比为0.8-6％；总单体中，软、硬单体重量比为1∶1-2；总反应单体与水的重量百分比为1∶0.5-2.5。
b)将经a)步骤预乳化好的核层反应单体和经2)步骤制得的热分解引发剂溶液逐滴滴加、搅拌，反应温度控制在75-85℃，时间为1-2小时，制得核层聚合物乳液。
4)合成壳层聚合物乳液a)将按步骤1)复配好的聚合型乳化剂水溶液与壳层反应单体预乳化，其中总乳化剂占总单体重量百分比为0.8-6％；壳层反应单体中软、硬单体重量百分分比为1∶1.5-2.5，总反应单体与水的比例为1∶0.5-2.5。
b)将经a)步骤预乳化好的壳层反应单体和热分解引发剂溶液逐滴滴加、搅拌，反应温度控制在75-85℃，时间为1-2小时，制得壳层聚合物乳液。
5)保温反应壳体聚合物乳液的合成是在核体聚合物乳液中进行的，当核壳体聚合物反应完成后，在80-90℃下再保温1-2小时，制成核壳聚合物乳液。
6)将核壳聚合物乳液通过离心喷雾干燥机干燥，制得粉末粘结剂成品。
阴离子型聚合型(反应型)乳化剂为以下物质之一1)乙烯基钠盐；2)乙烯基磺酸钠盐。HLB值在6-20的非离子型乳化剂为烷基酚环氧乙烷缩合物。合成核层聚合物和壳层聚合物反应中的软单体为以下物质之一1)丙烯酸丁酯；2)丙烯酸异丁酯；硬单体为以下物质之一，1)苯乙烯；2)甲基丙烯酸甲酯；3)醋酸乙烯。热分解引发剂为以下物质之一1)过硫酸钾；2)过硫酸铵。
由于本发明在聚合物乳液合成过程中引入了聚合型(反应型)乳化剂，在核层聚合物乳液的基础上加入了壳层反应单体反应，制成了高稳定性、高固含量、低粘度的核壳聚合物乳液。它具有“内软外硬”的核壳结构，这样就使得它可以用“喷雾干燥工艺”制成粉末粘结剂。该粉末粘结剂不仅拥有良好的粘结性和内聚力，有效的提高了玻璃纤维原丝毡的机械拉力强度，而且由于采用了先进的“喷雾干燥工艺”，有效地克服了传统制粉工艺中的能耗高、粉尘污染严重等缺陷。其制粉得率高，粉末含水率小于2％，完全符合玻璃纤维原丝毡连续生产的需要。
具体实施例方式
实施例11)乳化剂的复配本实施例采用聚合型(反应型)乳化剂为甲基丙烯磺酸钠，和非离子乳化剂为HLB值为8的OP-8，复配的方式制得乳化剂溶液。如表1所示表1
2)配置热分解引发剂本实施例采用的引发剂是过硫酸钾水溶液，控制总加入量占总单体含量的0.5％。
3)合成核层聚合物乳液对反应单体，如表2所示，进行预乳化。其中苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯为硬单体，丙烯酸异辛酯为软单体。软硬单体重量比为1∶1.5，将预乳化单体和引发剂溶液分别逐步滴加至四口烧瓶中反应，保持反应温度在80℃，2小时。制得“核-壳”结构中的“核”乳液。
表2
4)合成壳层聚合物乳液继续将反应单体，如表3所示，进行预乳化。其中苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯为硬单体，丙烯酸异辛酯为软单体。软硬单体重量比为1∶1.9。将预乳化单体和引发剂溶液分别逐步滴加至四口烧瓶中反应，仍旧维持反应温度80℃，1.5小时。
表3
5)保温反应1小时，降温出料。制得高稳定性、高固含量、低粘度的聚合物乳液。
6)对聚合物乳液采用如表4所示工艺，进行喷雾干燥。
表4
制得性能指标如表5所示的粉末粘结剂。
表5
实施例21)乳化剂的复配本实施例采用将聚合型(反应型)乳化剂为甲基丙烯磺酸钠和非离子乳化剂为HLB值为18.5的OP-50，复配的方式制得乳化剂溶液。如表6所示表6
2)配置热分解引发剂本实施例采用引发剂是过硫酸铵水溶液，控制总加入量占总单体含量的0.8％。
3)合成核层聚合物乳液对反应单体，如表7所示，进行预乳化。其中醋酸乙烯为硬单体，丙烯酸丁酯为软单体。软硬单体重量比为1∶1。将预乳化单体和引发剂溶液分别逐步滴加至四口烧瓶中反应，保持反应温度在75℃，2小时。制得“核-壳”结构中的“核”乳液。
表7
4)合成壳层聚合物乳液继续将反应单体，如表8所示，进行预乳化。其中醋酸乙烯为硬单体，丙烯酸丁酯为软单体。软硬单体重量比为1∶1.5。将预乳化单体和引发剂溶液分别逐步滴加至四口烧瓶中反应，仍旧维持反应温度75℃，1.5小时。
表8
5)保温反应1小时，降温出料。制得高稳定性、高固含量、低粘度的聚合物乳液。
6)对聚合物乳液采用如表9所示工艺，进行喷雾干燥。
表9
制得性能指标如表10所示的粉末粘结剂。
表10
权利要求
1.玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂的制备方法，包括核壳型聚合物乳液的合成，其特征在于，它包括壳层聚合物乳液的合成和核壳聚合反应，并采用喷雾干燥工艺成型，其工艺流程和反应条件如下1)聚合型乳化剂的复配选用阴离子型聚合型乳化剂与一种HLB值在6-20的非离子型乳化剂进行复配，复配比例按单体重量百分比计算为0.5-3％的乳化剂水溶液。2)配制热分解引发剂选用热分解引发剂，配置引发剂水溶液，控制引发剂总加入量占总单体含量的0.3％-1％。3)合成核层聚合物乳液a)将上述复配好的聚合型乳化剂水溶液与核层反应单体预乳化，其中总乳化剂水溶液占总单体重量百分比为0.8-6％；总单体中，软、硬单体重量百分比为1∶1-2；总反应单体与水的重量百分比为1∶0.5-2.5。b)将经a)步骤预乳化好的核层反应单体和经2)步骤制得的热分解引发剂溶液逐滴滴加、搅拌，反应温度控制在75-85℃，时间为1-2小时，制得核层聚合物乳液。4)合成壳层聚合物乳液a)将按步骤1)复配好的聚合型乳化剂水溶液与壳层反应单体预乳化，其中总乳化剂占总单体重量百分比为0.8-6％；壳层反应单体中软、硬单体重量百分比为1∶1.5-2.5，总反应单体与水的比例为1∶0.5-2.5。b)将经a)步骤预乳化好的壳层反应单体和热分解引发剂溶液逐滴滴加、搅拌，反应温度控制在75-85℃，时间为1-2小时，制得壳层聚合物乳液。5)保温反应壳体聚合物乳液的合成是在核体聚合物乳液中进行的，当核壳体聚合物反应完成后，在80-90℃下再保温1-2小时，制成核壳聚合物乳液。6)将核壳聚合物乳液通过离心喷雾干燥机干燥，制得粉末粘结剂成品。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂的制备方法，其特征在于阴离子型聚合乳化剂为以下物质之一1)乙烯基钠盐；2)乙烯基磺酸钠盐。
3.根据权利要求1所述的玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂的制备方法，其特征在于HLB值在6-20的非离子型乳化剂为烷基酚环氧乙烷缩合物。
4.根据权利要求1所述的玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂的制备方法，其特征在于反应中的软单体为以下物质之一1)丙烯酸丁酯；2)丙烯酸异丁酯；硬单体为以下物质之一，1)苯乙烯；2)甲基丙烯酸甲酯；3)醋酸乙烯。
5.根据权利要求1所述的玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂的制备方法，其特征在于热分解引发剂为以下物质之一1)过硫酸钾；2)过硫酸铵。
全文摘要
玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂的制备方法，涉及粉末粘结剂制备领域，尤其涉及玻璃纤维原丝毡用粉末粘结剂制备领域。它包括引入阴离子型聚合型乳化剂，采用核壳聚合方式制成适合喷雾干燥工艺成型的高固含量、低粘度、高稳定性的聚合物乳液该粉末粘结剂。它不仅拥有良好的粘结性和内聚力，有效的提高了玻璃纤维原丝毡的机械拉力强度，而且由于采用了先进的“喷雾干燥工艺”，有效地克服了传统制粉工艺中的能耗高、粉尘污染严重等缺陷。其制粉得率高，粉末含水率小于2％，完全符合玻璃纤维原丝毡连续生产的需要。
文档编号C09J133/08GK1485389SQ0313179
公开日2004年3月31日 申请日期2003年7月30日 优先权日2003年7月30日
发明者程军, 黄欣, 程 军 申请人:南京彤天科技实业有限责任公司