本发明属于粘合剂技术领域，具体涉及一种阻燃型玻璃棉用粘合剂及其制备方法。
背景技术：
玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维。玻璃棉是将熔融玻璃纤维化，形成棉状的材料，化学成分属玻璃类，是一种无机质纤维。具有成型好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定。1840年，英国首先发现熔化的矿渣喷吹后可以形成纤维，并开始生产矿渣棉。1880年，通过对矿渣棉性质和用途的研究，德国和美国开始生产矿渣棉，而后在其他国家相继使用和生产。1930年-1950年，开始了矿物棉大规模的生产和应用。
玻璃棉在制备的过程中需要粘合剂进行粘合，虽然玻璃棉本申请具有一定的阻燃性能，然而大部分的粘合剂都是以橡胶、塑料等高分子物质为基料的，因此应用到玻璃棉的生产过程中，必然会影响玻璃棉的阻燃性能，因此，提供应用于玻璃棉的高阻燃性粘合剂，提高玻璃棉的阻燃性能，具有重要的应用价值。
技术实现要素：
为了解决以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种阻燃型玻璃棉用粘合剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种阻燃型玻璃棉用粘合剂，由以下重量份的原料制备而成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物50-70份、聚芳醚醚腈35-50份、酚醛树脂18-30份、三元乙丙橡胶8-15份、氨基丙二酸二乙酯6-12份、无机阻燃填料9-16份、环氧大豆油3-8份、氧化铝纤维6-13份、助溶剂3-6份、二甲氨基丙胺4-8份、十溴二苯乙烷7-16份、正丁醇15-30份。
优选的，本发明所述的一种阻燃型玻璃棉用粘合剂，由以下重量份的原料制备而成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物60份、聚芳醚醚腈42份、酚醛树脂24份、三元乙丙橡胶12份、氨基丙二酸二乙酯9份、无机阻燃填料13份、环氧大豆油5份、氧化铝纤维10份、助溶剂4.5份、二甲氨基丙胺6份、十溴二苯乙烷12份、正丁醇22份。
优选的，所述助溶剂为体积比为5:（1-3）的乙二醇丁醚醋酸酯和n，n-二甲基乙酰胺。
优选的，所述无机阻燃填料为质量比为（2-5）:（1-3）:（4-7）:（5-10）的白炭黑、高岭土、硼酸锌和三聚磷酸铵。
本发明所述的粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚芳醚醚腈、酚醛树脂、助溶剂、正丁醇置于反应釜中搅拌混合，于60-80℃的温度下反应50-80min；
（2）将无机阻燃填料、环氧大豆油、氧化铝纤维在搅拌的状态下均匀混合，然后加入步骤（1）的反应溶液中继续搅拌反应40-60min；
（3）将步骤（2）的反应温度降至50-60℃，接着依次加入三元乙丙橡胶、氨基丙二酸二乙酯、二甲氨基丙胺、十溴二苯乙烷，继续搅拌反应1-3h，即得阻燃型玻璃棉用粘合剂。
进一步的，所述无机阻燃填料在添加之前首先用硅烷偶联剂进行处理，无机阻燃填料与20%硅烷偶联剂反应的质量比为1:20，反应温度为40-50℃，反应溶液的ph为7.5-8.0，所述时间为1-2h，处理后的无机阻燃填料经离心后用去离子水进行洗涤烘干备用。
有益效果：本发明提供了一种阻燃型玻璃棉用粘合剂及其制备方法，本发明选择丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚芳醚醚腈和酚醛树脂作为基体树脂，这几种树脂具有刚性强、韧性好、阻燃性好的优点，三元乙丙橡胶作为弹性体进行添加降低了由刚性粘合剂导致的玻璃棉脆性高的问题，提高玻璃棉的柔韧性。以二甲氨基丙胺作为固化剂，能够提高良好的粘附性能，并且粘合柔性良好，进一步降低由粘合剂导致的玻璃棉脆性大的问题。无机阻燃填料可以附着到氧化铝纤维表面，并且与树脂基体进行混合起到一定的框架结构增强作用，防止由材料内部结构的断裂导致的机械强度降低的现象，从而进一步提高粘合剂的力学性能，进一步提高其阻燃性能。本发明制得的粘合剂具有良好的机械强度和阻燃性，并且较高的极限氧指数提供粘合剂良好的不耐燃性，从对比例得出，聚芳醚醚腈和酚醛树脂添加对粘合剂的机械强度和阻燃性起到重要的作用，同时氧化铝作为纳米填料的支撑载体，其添加对粘合剂的阻燃性也起到重要的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种阻燃型玻璃棉用粘合剂，由以下重量份的原料制备而成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物60份、聚芳醚醚腈42份、酚醛树脂24份、三元乙丙橡胶12份、氨基丙二酸二乙酯9份、无机阻燃填料13份、环氧大豆油5份、氧化铝纤维10份、助溶剂4.5份、二甲氨基丙胺6份、十溴二苯乙烷12份、正丁醇22份。
所述助溶剂为体积比为5:2的乙二醇丁醚醋酸酯和n，n-二甲基乙酰胺。
所述无机阻燃填料为质量比为3:2:5:7的白炭黑、高岭土、硼酸锌和三聚磷酸铵。
本发明所述的粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚芳醚醚腈、酚醛树脂、助溶剂、正丁醇置于反应釜中搅拌混合，于70℃的温度下反应65min；
（2）将无机阻燃填料、环氧大豆油、氧化铝纤维在搅拌的状态下均匀混合，然后加入步骤（1）的反应溶液中继续搅拌反应50min；
（3）将步骤（2）的反应温度降至55℃，接着依次加入三元乙丙橡胶、氨基丙二酸二乙酯、二甲氨基丙胺、十溴二苯乙烷，继续搅拌反应2h，即得阻燃型玻璃棉用粘合剂。
进一步的，所述无机阻燃填料在添加之前首先用硅烷偶联剂进行处理，无机阻燃填料与20%硅烷偶联剂反应的质量比为1:20，反应温度为45℃，反应溶液的ph为7.8，所述时间为1.5h，处理后的无机阻燃填料经离心后用去离子水进行洗涤烘干备用。
实施例2
一种阻燃型玻璃棉用粘合剂，由以下重量份的原料制备而成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物50份、聚芳醚醚腈35份、酚醛树脂18份、三元乙丙橡胶8份、氨基丙二酸二乙酯6份、无机阻燃填料9份、环氧大豆油3份、氧化铝纤维6份、助溶剂3份、二甲氨基丙胺4份、十溴二苯乙烷7份、正丁醇15份。
所述助溶剂为体积比为5:1的乙二醇丁醚醋酸酯和n，n-二甲基乙酰胺。
所述无机阻燃填料为质量比为2:1:4:5的白炭黑、高岭土、硼酸锌和三聚磷酸铵。
本发明所述的粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚芳醚醚腈、酚醛树脂、助溶剂、正丁醇置于反应釜中搅拌混合，于60℃的温度下反应50min；
（2）将无机阻燃填料、环氧大豆油、氧化铝纤维在搅拌的状态下均匀混合，然后加入步骤（1）的反应溶液中继续搅拌反应40min；
（3）将步骤（2）的反应温度降至50℃，接着依次加入三元乙丙橡胶、氨基丙二酸二乙酯、二甲氨基丙胺、十溴二苯乙烷，继续搅拌反应1h，即得阻燃型玻璃棉用粘合剂。
进一步的，所述无机阻燃填料在添加之前首先用硅烷偶联剂进行处理，无机阻燃填料与20%硅烷偶联剂反应的质量比为1:20，反应温度为40℃，反应溶液的ph为7.5，所述时间为1h，处理后的无机阻燃填料经离心后用去离子水进行洗涤烘干备用。
实施例3
一种阻燃型玻璃棉用粘合剂，由以下重量份的原料制备而成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物55份、聚芳醚醚腈40份、酚醛树脂20份、三元乙丙橡胶10份、氨基丙二酸二乙酯8份、无机阻燃填料12份、环氧大豆油4份、氧化铝纤维8份、助溶剂4份、二甲氨基丙胺5份、十溴二苯乙烷10份、正丁醇20份。
所述助溶剂为体积比为5:1.5的乙二醇丁醚醋酸酯和n，n-二甲基乙酰胺。
所述无机阻燃填料为质量比为3:1:5:6的白炭黑、高岭土、硼酸锌和三聚磷酸铵。
本发明所述的粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚芳醚醚腈、酚醛树脂、助溶剂、正丁醇置于反应釜中搅拌混合，于65℃的温度下反应60min；
（2）将无机阻燃填料、环氧大豆油、氧化铝纤维在搅拌的状态下均匀混合，然后加入步骤（1）的反应溶液中继续搅拌反应45min；
（3）将步骤（2）的反应温度降至52℃，接着依次加入三元乙丙橡胶、氨基丙二酸二乙酯、二甲氨基丙胺、十溴二苯乙烷，继续搅拌反应1.5h，即得阻燃型玻璃棉用粘合剂。
进一步的，所述无机阻燃填料在添加之前首先用硅烷偶联剂进行处理，无机阻燃填料与20%硅烷偶联剂反应的质量比为1:20，反应温度为42℃，反应溶液的ph为7.6，所述时间为1.2h，处理后的无机阻燃填料经离心后用去离子水进行洗涤烘干备用。
实施例4
一种阻燃型玻璃棉用粘合剂，由以下重量份的原料制备而成：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物70份、聚芳醚醚腈50份、酚醛树脂30份、三元乙丙橡胶15份、氨基丙二酸二乙酯12份、无机阻燃填料16份、环氧大豆油8份、氧化铝纤维13份、助溶剂6份、二甲氨基丙胺4-8份、十溴二苯乙烷16份、正丁醇30份。
所述助溶剂为体积比为5:3的乙二醇丁醚醋酸酯和n，n-二甲基乙酰胺。
所述无机阻燃填料为质量比为5:3:7:10的白炭黑、高岭土、硼酸锌和三聚磷酸铵。
本发明所述的粘合剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚芳醚醚腈、酚醛树脂、助溶剂、正丁醇置于反应釜中搅拌混合，于80℃的温度下反应80min；
（2）将无机阻燃填料、环氧大豆油、氧化铝纤维在搅拌的状态下均匀混合，然后加入步骤（1）的反应溶液中继续搅拌反应60min；
（3）将步骤（2）的反应温度降至60℃，接着依次加入三元乙丙橡胶、氨基丙二酸二乙酯、二甲氨基丙胺、十溴二苯乙烷，继续搅拌反应3h，即得阻燃型玻璃棉用粘合剂。
进一步的，所述无机阻燃填料在添加之前首先用硅烷偶联剂进行处理，无机阻燃填料与20%硅烷偶联剂反应的质量比为1:20，反应温度为50℃，反应溶液的ph为8.0，所述时间为2h，处理后的无机阻燃填料经离心后用去离子水进行洗涤烘干备用。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1中未添加聚芳醚醚腈和酚醛树脂。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2中未添加氧化铝纤维。
将实施例1-4和对比例1-2制得的粘合剂进行以下性能测试。测定结果如表1所示。从表1中得出，本发明制得的粘合剂具有良好的机械强度和阻燃性，并且较高的极限氧指数提供粘合剂良好的不耐燃性，从对比例得出，聚芳醚醚腈和酚醛树脂添加对粘合剂的机械强度和阻燃性起到重要的作用，同时氧化铝作为纳米填料的支撑载体，其添加对粘合剂的阻燃性也起到重要的作用。
表1