专利名称：一种用于玻璃马赛克的粘结胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及粘结胶技术领域，特别涉及一种用于玻璃马赛克的粘结胶及其制备方法。
背景技术：
近些年来，随着宾馆酒店和家居装修的升级，出现了一种以工艺多彩玻璃装饰材料。要将涂了装饰性漆为底的玻璃片粘到化纤网布上需要特殊的水性粘结胶。该粘结胶要求水性环保，粘结力强，耐水性好，胶膜无色等特点。目前市场上存在的丙烯酸乳液，也叫做丙烯树脂聚化乳胶，是一种化学合成胶乳齐U，由丙烯酸脂类和甲基丙烯酸酯类及丙烯酸、甲基丙烯酸或其它的烯属单体共聚制成的，具有热固交联性，价廉、无毒、不燃、安全、不污染环境，但单纯的丙烯酸乳液难以取得良好的胶粘力学效果。水性聚氨酯(WPU)具有良好的物理机械性能、优异的耐寒性、弹性及软硬度随温度变化较小等优点，在胶黏剂、织物整理剂、皮革涂饰剂、涂料和油墨等领域有着广泛的应用，但其耐水性、耐溶剂性等都还有待提高。丙烯酸乳液和聚氨酯乳液在性质上有一定的互补作用，这两者的复合乳液能克服各自的缺点，发挥优势。制备这种复合乳液的方法通常有以下3种，(I)乳液共混交联法；(2)合成带双键的不饱和氨基甲酸酯单体和丙烯酸酯共聚法；(3)用聚氨酯乳液作种子的复合乳液聚合法等。中国专利CN1355267A采用乳液互穿聚合物网络技术(LIPN)和种子乳液聚合的方法，但其乳液的耐水性、耐溶剂性能等还要有进一步的提高。中国专利CN101033322A以聚氨酯为种子乳液，滴加丙烯酸酯类进行交联。此工艺为接枝聚合反应，工艺复杂，交联效果不好，聚合过程中因为引发剂的氧化作用使水性聚氨酯的分子链发生断链，造成聚氨酯分子链变短，从而分子量变小，聚合度降低，使其物理性能下降。另外，通常市面上 的产品多采用普通阴离子和非离子乳化剂，制得粘结胶的粘结力和耐水性均显不足，因为用于制造粘结胶的普通乳化剂容易在胶膜表面发生迁移，造成耐水性降低，强度下降。有鉴于此，提供一种用于玻璃马赛克的粘结胶克服现有技术中存在的缺陷，并给出该用于玻璃马赛克的粘结胶的制备方法是业内亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种用于玻璃马赛克的粘结胶及其制备方法，所述玻璃马赛克粘结胶具有网络互穿(IPN)结构，粘结效果优异，强度高，耐振动，抗冲击。为达到上述技术效果，本发明实施例提供了一种用于玻璃马赛克的粘结胶，所述粘结胶主要由以下重量配比的原料制成
混合单体20 70%
苯乙烯10 60%水性聚氨酯5 50%
乳化剂I 6%
引发剂O.1 3%;
所述混合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和乙烯基三甲氧基硅烷；
所述乳化剂为乙烯基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠与阴离子配成的乳液；
所述引发剂为水性引发剂和/或过氧化物引发剂。优选地，所述混合单体包括
丙烯酸酯20 60% 丙烯酸羟乙酯O. 5 5%
丙烯酸O. 5 5%
乙稀基二甲氧基娃烧I 10% ；
所述丙烯酸酯为丙烯酸丁酯和/或丙烯酸辛酯和/或甲基丙烯酸甲酯。优选地，所述水性引发剂为过硫酸钾水溶液或过硫酸钠水溶液；
所述过氧化物引发剂为过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢或过氧化二苯甲酰。优选地，所述粘结胶的原料还包括
纯净水10 60%
消泡剂O. Γ5%
增稠剂O. Γ5%
防腐剂O. Γ5% ；
所述消泡剂为乳化硅油、乳化矿物油或磷酸三甲酯；
所述增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂和/或缔合型聚氨酯类增稠剂；
所述防腐剂为卡松衍生物。相应地，本发明实施例还提供了一种用于玻璃马赛克的粘结胶的制备方法，包括
将1-6%乳化剂、10-60%苯乙烯和20-70%混合单体同步加入乳化缸中，并加入10-60%纯净水搅拌均匀，乳化O. 1-2小时，制成预乳液；将所述预乳液与O. 1-3%水性引发剂过硫酸钾水溶液或过硫酸钠水溶液同步滴加到反应爸中进行聚合1-6小时，反应温度为40-100 0C ；
将经过聚合反应的乳液进行脱残留单体的处理；
在所述经过脱残留单体处理的乳液中加入5-50%水性聚氨酯，不停地搅拌，在50-100°C的温度下共混交联反应O. 5-2小时；
加入1-5%助剂进行产品的调配处理；
降温，出料，得到所述粘结胶；
其中，所述混合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和乙烯基三甲氧基硅烷； 所述乳化剂为乙烯基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠与阴离子配成的乳液。优选地，所述混合单体包括
丙烯酸酯20 60%
丙烯酸羟乙酯O. 5 5%丙烯酸O. 5 5%
乙稀基二甲氧基娃烧I 10% ；
所述丙烯酸酯为丙烯酸丁酯和/或丙烯酸辛酯和/或甲基丙烯酸甲酯；
所述乳化剂为乙烯基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠与阴离子配成的乳液。优选地，将经过聚合反应的乳液进行脱残留单体的处理步骤包括
在所述经过聚合反应的乳液中加入O. 1-3%过氧化物引发剂，将乳液中的残留单体去
核；
加入还原剂，将未反应的所述过氧化物引发剂分解；
将所述经过脱残留单体的乳液抽真空；
其中，所述过氧化物引发剂为过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢或过氧化二苯甲酰；
所述还原剂为甲醛缩硫代硫酸钠、亚硫酸钠或次硫酸钠。优选地，所述助剂为1-5%消泡剂和/或1-5%增稠剂和/或1-5%防腐剂；
所述消泡剂为乳化硅油、乳化矿物油或磷酸三甲酯；
所述增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂和/或缔合型聚氨酯类增稠剂；
所述防腐剂为卡松衍生物。实施本发明具有如下有益效果
本发明后交联工艺，以丙烯酸乳液为种子乳液，滴加水性聚氨酯进行交联。利用丙烯酸乳液中的活性基团羟基和羧基与水性聚氨酯中的氨基进行缩合反应，实现两种不同高分子之间的交联，制成IPN互穿网络的水性高分子聚合物。这种粘结胶由于分子链具有异氰基(-NC0)和氨基甲酸酯基(-NH-C0-0-)，表现出很好的粘结性能和高极性；同时由于大分子链之间能够形成氢键，使其粘结强度大，聚合物改性的异氰酸酯具有柔软性的分子键，因而有很高的弹性，耐振动，抗冲击，特别是耐低温的性能好；并且两个聚合的高分子化合物均能各自保持各自的物理属性，保持高分子特有的拉伸强度、延伸模量、疲劳强度等等；而且利用丙烯酸乳液中的硅单体中的硅氧烷基和聚氨酯中的羟基进行交联，从而使两种完全不同的聚合物的分子链连接到一起，实现了优异的IPN高分子特性。克服了以聚氨酯为种子乳液，滴加丙烯酸酯类进行交联时工艺复杂，交联效果不好，聚合过程中因为引发剂的氧化作用使水性聚氨酯WPU的分子链发生断链，造成WPU分子链变短，从而分子量变小，聚合度降低，使其物理性能下降等缺点。
图1是一种用于玻璃马赛克的粘结胶的制备方法的流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。本发明实施例提供了一种用于玻璃马赛克的粘结胶，所述粘结胶主要由以下重量配比的原料制成 混合单体20 70%苯乙烯10 60%
水性聚氨酯5 50%
乳化剂I 6%
引发剂O.1 3%;
其中，所述混合单体包括
丙烯酸酯20 60%
丙烯酸羟乙酯O. 5 5%
丙烯酸O. 5 5%
乙稀基二甲氧基娃烧I 10% ；
作为上述配方的优选方案一，所述粘结胶主要由以下重量配比的原料制成
混合单体25飞0%
苯乙烯20 55%
水性聚氨酯5 45%
乳化剂I 6%
引发剂O.1 3% 。其中，所述混合单体包括
丙烯酸酯25 40%
丙烯酸羟乙酯O. 5 5%
丙烯酸O. 5 5%
乙稀基二甲氧基娃烧I 10%。优选地，所述粘结胶的原料还包括
纯净水10 60%
消泡剂O. Γ5%
增稠剂O. Γ5%
防腐剂O. Γ5% ；
作为上述配方的优选方案二，所述粘结胶主要由以下重量配比的原料制成
混合单体20 70%
苯乙烯10 60%
水性聚氨酯5 50%
乳化剂I 6%
引发剂O. Γ3%
纯净水10 60%
消泡剂O. Γ5%
增稠剂O. Γ5%
防腐剂O. Γ5% ；
其中，所述混合单体包括
丙烯酸酯20 60%
丙烯酸羟乙酯O. 5 5%
丙烯酸O. 5 5%乙稀基二甲氧基娃烧I 10% ；
作为上述配方的优选方案三，所述粘结胶主要由以下重量配比的原料制成
混合单体25飞0%
苯乙烯20 55%
水性聚氨酯5 45%
乳化剂I 6%
引发剂O. Γ3%
纯净水30 60%
消泡剂O. Γ5%
增稠剂O. Γ5%
防腐剂O. Γ5% ；
其中，所述混合单体包括
丙烯酸酯25 40%
丙烯酸羟乙酯O. 5 5%
丙烯酸O. 5 5%
乙稀基二甲氧基娃烧I 10%。需要说明的是，在上述所述粘结胶的配方及其优选方案一、二、三中，所述混合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和乙烯基三甲氧基硅烷；
所述丙烯酸酯为丙烯酸丁酯和/或丙烯酸辛酯和/或甲基丙烯酸甲酯。也就是说，所述丙烯酸酯为下列物质组中的一种或它们的混合物丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯。所述乳化剂为乙烯基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠与阴离子配成的乳液。本发明采用乙烯基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠与阴离子配成的乳化剂是活性乳化齐U，而通常市面上的产品大多采用普通阴离子和非离子乳化剂，制得的乳液的粘结力和耐水性均显不足，因为普通的乳化剂容易在胶膜表面发生迁移，造成耐水性降低，强度下降。所述引发剂为水性引发剂和/或过氧化物引发剂。所述水性引发剂为过硫酸钾水溶液或过硫酸钠水溶液；
所述过氧化物引发剂为过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢或过氧化二苯甲酰。优选地，所述水性引发剂为过硫酸钾水溶液；
所述过氧化物引发剂为过氧化二苯甲酰。所述消泡剂为乳化硅油、乳化矿物油或磷酸三甲酯；
所述增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂和/或缔合型聚氨酯类增稠剂；
所述防腐剂为卡松衍生物。优选地，所述消泡剂为乳化硅油。本发明采用的水性聚氨酯，是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。本发明中采用的丙烯酸乳液的部分结构为
权利要求
1.一种用于玻璃马赛克的粘结胶，其特征在于，所述粘结胶主要由以下重量配比的原料制成 混合单体20 70% 苯乙烯10 60% 水性聚氨酯5 50% 乳化剂I 6% 引发剂O.1 3%; 所述混合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和乙烯基三甲氧基硅烷； 所述乳化剂为乙烯基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠与阴离子配成的乳液； 所述引发剂为水性引发剂和/或过氧化物引发剂。
2.如权利要求1所述的用于玻璃马赛克的粘结胶，其特征在于，所述混合单体包括 丙烯酸酯20 60% 丙烯酸羟乙酯O. 5 5% 丙烯酸O. 5 5% 乙稀基二甲氧基娃烧I 10% ； 所述丙烯酸酯为丙烯酸丁酯和/或丙烯酸辛酯和/或甲基丙烯酸甲酯。
3.如权利要求1或2所述的用于玻璃马赛克的粘结胶，其特征在于，所述水性引发剂为过硫酸钾水溶液或过硫酸钠水溶液； 所述过氧化物引发剂为过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢或过氧化二苯甲酰。
4.如权利要求3所述的用于玻璃马赛克的粘结胶，其特征在于，所述粘结胶的原料还包括 纯净水10 60% 消泡剂O. Γ5% 增稠剂O. Γ5% 防腐剂O. Γ5% ； 所述消泡剂为乳化硅油、乳化矿物油或磷酸三甲酯； 所述增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂和/或缔合型聚氨酯类增稠剂； 所述防腐剂为卡松衍生物。
5.一种用于玻璃马赛克的粘结胶的制备方法，其特征在于，包括 将1-6%乳化剂、10-60%苯乙烯和20-70%混合单体同步加入乳化缸中，并加入10-60%纯净水搅拌均匀，乳化O. 1-2小时，制成预乳液； 将所述预乳液与O. 1-3%水性引发剂过硫酸钾水溶液或过硫酸钠水溶液同步滴加到反应釜中进行聚合1-6小时，反应温度为40-100°C ； 将经过聚合反应的乳液进行脱残留单体的处理； 在所述经过脱残留单体处理的乳液中加入5-50%水性聚氨酯，不停地搅拌，在50-100°C的温度下共混交联反应O. 5-2小时； 加入1-5%助剂进行产品的调配处理； 降温，出料，得到所述粘结胶；其中，所述混合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和乙烯基三甲氧基硅烷； 所述乳化剂为乙烯基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠与阴离子配成的乳液。
6.如权利要求5所述的用于玻璃马赛克的粘结胶的制备方法，其特征在于，所述混合单体包括 丙烯酸酯20 60% 丙烯酸羟乙酯O. 5 5% 丙烯酸O. 5 5% 乙稀基二甲氧基娃烧I 10% ； 所述丙烯酸酯为丙烯酸丁酯和/或丙烯酸辛酯和/或甲基丙烯酸甲酯； 所述乳化剂为乙烯基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠与阴离子配成的乳液。
7.如权利要求6所述的用于玻璃马赛克的粘结胶的制备方法，其特征在于，将经过聚合反应的乳液进行脱残留单体的处理步骤包括 在所述经过聚合反应的乳液中加入O. 1-3%过氧化物引发剂，将乳液中的残留单体去核； 加入还原剂，将未反应的所述过氧化物引发剂分解； 将所述经过脱残留单体的乳液抽真空； 其中，所述过氧化物引发剂为过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢或过氧化二苯甲酰； 所述还原剂为甲醛缩硫代硫酸钠、亚硫酸钠或次硫酸钠。
8.如权利要求7所述的聚氯乙烯装饰材料的方法，其特征在于，所述助剂为1-5%消泡剂和/或1-5%增稠剂和/或1-5%防腐剂； 所述消泡剂为乳化硅油、乳化矿物油或磷酸三甲酯； 所述增稠剂为聚丙烯酸类增稠剂和/或缔合型聚氨酯类增稠剂； 所述防腐剂为卡松衍生物。
全文摘要
本发明公开了一种用于玻璃马赛克的粘结胶，主要由以下重量配比的原料制成混合单体20~70%、苯乙烯10~60%、水性聚氨酯5~50%、乳化剂1~6%、引发剂0.1~3%；混合单体包括丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和乙烯基三甲氧基硅烷；乳化剂为乙烯基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠与阴离子配成的乳液；引发剂为水性引发剂和/或过氧化物引发剂。相应地，本发明公开了一种用于玻璃马赛克的粘结胶的制备方法，包括制成预乳液，加入引发剂进行聚合，脱残留单体，加入水性聚氨酯共混交联，调配处理，降温出料，得到粘结胶。采用本发明，所述粘结胶具有网络互穿(IPN)结构，粘结效果优异，强度高，耐振动，抗冲击。
文档编号C09J125/14GK103059794SQ20111031629
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者郑伟洲, 张 诚 申请人:佛山海特化工科技有限公司