一种常温速干型双组分水性铅笔胶的制作方法

文档序号:21188940发布日期:2020-06-20 18:20阅读:328来源:国知局
本申请属于胶粘剂
技术领域
,具体的,本发明涉及一种常温速干型双组分水性铅笔胶。
背景技术
:目前市场较通用的铅笔用胶粘剂以白乳胶pvac(聚醋酸乙烯酯)和vae(乙烯-聚醋酸乙烯共聚物)乳液作为主体粘结材料,vae乳液是醋酸乙烯(vac)与乙烯(ethylene)单体乳液共聚物的简称,以它为基料配合水性丙烯酸乳液、增稠剂、交联剂、填充剂等制成的vae乳液胶黏剂,无毒、无臭、不燃、不爆、无环境污染、无健康危害、无火灾危险,堪称环保型胶黏剂。为了提高固化速率,铅笔胶的当前工艺通过复配高固含或快干型聚合物乳液以改善此性能。然而,由于水性胶粘剂自身相对慢干的特点,改良后的产品形成足够初粘力的固化时间仍需数小时。例如cn107384253a公开了一种铅笔胶由以下质量百分数的组分组成:vae乳液75.7%、水性聚氨酯乳液5%、增塑剂10%、表面活性剂0.2%、防腐剂0.1%、蒸馏水9%。所述铅笔胶能够在极短的时间内达到固化,同时拥有更高的粘结强度,从而缩短了生产时间,但是仍需加压压力0.7-1.0n/mm2,加压2h。因此亟需提供一种固化时间短、耐候性强、力学强度均满足要求的铅笔胶。技术实现要素:为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种常温速干型双组分水性铅笔胶,包括a组分和b组分,a组分包括vae乳液,水性丙烯酸乳液,增塑剂,含羟基树脂和/或含羟基填料,防腐剂;b组分为异氰酸酯固化剂。作为一种优选的技术方案,按重量百分比计,a组分包括vae乳液40-70%,水性丙烯酸乳液2-20%,增塑剂1-10%,含羟基树脂和/或含羟基填料0.5-5%,防腐剂0.05-0.15%,水余量。作为一种优选的技术方案,所述vae乳液选自型号选自ep7000、ep6300、ep920、ep400、ep1400、vae806、vae707中的至少一种。作为一种优选的技术方案,所述水性丙烯酸乳液的固含量为40-70wt%。作为一种优选的技术方案,所述水性丙烯酸乳液液选自dsm荷兰帝斯曼neocryla-1127、山东华凯化工as-2860a、日本昭和polysolap-1330中的至少一种。作为一种优选的技术方案,所述增塑剂包括戊二醇双异丁酸酯、乙二酸二辛酯、聚酯增塑剂、环保增塑剂、二丙二醇二苯甲酸酯中的至少一种。作为一种优选的技术方案,所述含羟基树脂选自羟乙基纤维素醚、聚乙烯醇、聚羟基丙烯酸中的至少一种。作为一种优选的技术方案,所述含羟基填料为二氧化硅微球和/或纤维素纳米晶。作为一种优选的技术方案,所述防腐剂选自异噻唑酮、2.2-二溴-3-氰基丙酰胺、卡松、尼泊金酯类中的至少一种。作为一种优选的技术方案,所述a组分的制备方法,包括以下步骤:将vae乳液、水性丙烯酸乳液加入到反应容器内,转速为30-50转/分钟,搅拌10~20分钟,加入增塑剂、含羟基树脂和/或含羟基填料、水继续搅拌10~20分钟;然后加入防腐剂,即得a组分。有益效果:本申请通过vae乳液、水性丙烯酸乳液等相互协同,胶水完全固化后铅笔木杆之间和笔芯都具有高粘结力,同时表现出优良的耐水耐候性。所述水性丙烯酸乳液能够提高对铅笔的粘合力,提供良好的附著力和內聚力之间的平衡,对低表面活性能的表面有增强黏接效果。通过水性丙烯酸乳液的低极性亲和笔芯的表面,与其他组分相互协同增加粘芯效果,兼顾木材-木材和木材-笔芯之间的粘结力。具体实施方式为了下面的详细描述的目的,应当理解,本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序,除非明确规定相反。此外,除了在任何操作实例中,或者以其他方式指出的情况下,表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此,除非相反指出,否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内,每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值,但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而,任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。为了解决上述问题,本发明提供了一种常温速干型双组分水性铅笔胶,包括a组分和b组分,a组分包括vae乳液,水性丙烯酸乳液,增塑剂,含羟基树脂和/或含羟基填料,防腐剂;b组分为异氰酸酯固化剂。作为一种优选的实施方式,按重量百分比计,a组分包括vae乳液40-70%,水性丙烯酸乳液2-20%,增塑剂1-10%,含羟基树脂和/或含羟基填料0.5-5%,防腐剂0.05-0.15%,水余量。所述水的含量根据粘度需要可增加或减少。所述vae乳液可以自制也可以购买,优选的,所述vae乳液选自型号ep7000、ep6300、ep920、ep400、ep1400、vae806、vae707中的至少一种。其中ep7000、ep6300、ep920、ep400、ep1400的产品品牌为瓦克;所述vae806、vae707购买于北京东方石油有机化工。作为一种优选的实施方式,所述水性丙烯酸乳液能够提高对铅笔的粘合力,通过丙烯酸乳液的低极性亲和笔芯的表面,与其他组分相互协同增加粘芯效果,兼顾木材-木材和木材-笔芯之间的粘结力。所述水性丙烯酸乳液的固含量为50-70wt%,所述水性丙烯酸乳液选自水性丙烯酸乳液选自dsm荷兰帝斯曼neocryla-1127、山东华凯化工as-2860a、日本昭和polysolap-1330中的至少一种。所述增塑剂没有特别限制,包括戊二醇双异丁酸酯、乙二酸二辛酯、聚酯增塑剂、环保增塑剂、二丙二醇二苯甲酸酯中的至少一种。所述聚酯增塑剂可以列举的有eastman的admex6995;所述环保增塑剂可以列举的有basf的hexamolldinch;所述增塑剂还包括eastman的型号为eastman168、triacetin、txib的增塑剂;还包括basf的型号为palatinolm、palatinoln、palamoll632、palamoll654的增塑剂。作为一种优选的实施方式,所述含羟基树脂选自羟乙基纤维素醚、聚乙烯醇、聚羟基丙烯酸中的至少一种。所述羟乙基纤维素醚为非缓溶性粉末,型号包括tylosehh200np2、tylosehh300np2。所述聚乙烯醇型号包括但不限于1799、2699。作为一种优选的实施方式,所述含羟基填料为二氧化硅微球、纤维素纳米晶。本申请所述防腐剂无特别限制,优选的,所述防腐剂选自异噻唑酮、2.2-二溴-3-氰基丙酰胺、卡松、尼泊金酯类中的至少一种。作为一种优选的实施方式,所述异氰酸酯固化剂为水性异氰酸酯固化剂。作为一种优选的实施方式,所述异氰酸酯固化剂的nco含量为10-30wt%,选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种;型号可以列举的有aquolin131、aquolin268、aquolin270、aquolin332、bayhydurultra3100、xp2451/1、xp2547、xp2655、desmodurultrada-l。所述a组分的制备方法,包括以下步骤:将vae乳液、水性丙烯酸乳液加入到反应容器内,转速为30-50转/分钟,搅拌10~20分钟,加入增塑剂、含羟基树脂和/或含羟基填料、水继续搅拌10~20分钟;然后加入防腐剂,即得a组分。本申请所述铅笔胶的使用方法为:使用时将a组分和b组分按重量比100:2~20充分搅拌混合,涂胶、夹合。在常温下涂胶可快速固化,30min内产生高初粘力,可进行下一步刨杆,40分钟内完全固化。所述铅笔板木材选自杨木、西达木、椴木中的一种。本申请通过vae乳液、水性丙烯酸乳液等相互协同,胶水完全固化后铅笔木杆之间和笔芯都具有高粘结力,同时表现出优良的耐水耐候性。通过加入含羟基树脂和/或含羟基填料,使得微粒表面的羟基可以和异氰酸酯进行反应,以及和vae、水性丙烯酸乳液等分子链上极性基团以氢键或化学键形式发生作用,形成发达的交联结构;同时还可以与木材、铅笔芯更紧密的结合。特别是所述含羟基树脂为羟乙基纤维素醚时,由于羟乙基纤维素醚的特殊分子结构和羟基分布,提高了固化后结构的致密性,当对铅笔施加外力时,所述结构可以将能量逐步耗散,并且有效地分散了内部的应力集中以及断裂能量集中。下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售得到的。实施例实施例1一种常温速干型双组分水性铅笔胶,包括a组分和b组分,按重量百分比计,a组分包括vae乳液40%,水性丙烯酸乳液2%,增塑剂乙二酸二辛酯1%,含羟基树脂和含羟基填料0.5%,防腐剂异噻唑酮0.05%,水余量。b组分为异氰酸酯固化剂。所述vae乳液型号为ep7000;所述水性丙烯酸乳液型号为dsm荷兰帝斯曼neocryla-1127;所述含羟基树脂羟乙基纤维素醚和含羟基填料纤维素纳米晶的重量比为1:1,所述含羟基树脂羟乙基纤维素醚的型号为tylosehh200np2,所述纤维素纳米晶的型号为ncv100,购买于celluforce。所述异氰酸酯固化剂的型号为aquolin268,nco含量为20-21wt%。所述a组分的制备方法,包括以下步骤:将vae乳液、水性丙烯酸乳液加入到反应容器内,转速为50转/分钟,搅拌15分钟,加入增塑剂、含羟基树脂和/含羟基填料、水继续搅拌15分钟;然后加入防腐剂,即得a组分。实施例2一种常温速干型双组分水性铅笔胶,包括a组分和b组分,按重量百分比计,a组分包括vae乳液40%,水性丙烯酸乳液2%,增塑剂乙二酸二辛酯1%,含羟基树脂和含羟基填料0.5%,防腐剂异噻唑酮0.05%,水余量。b组分为异氰酸酯固化剂。所述vae乳液型号为ep7000;所述水性丙烯酸乳液型号为dsm荷兰帝斯曼neocryla-1127;所述含羟基树脂羟乙基纤维素醚和含羟基填料纤维素纳米晶的重量比为1:1,所述含羟基树脂羟乙基纤维素醚的型号为tylosehh200np2,所述纤维素纳米晶的型号为ncv100,购买于celluforce。所述异氰酸酯固化剂的型号为aquolin268,nco含量为20-21wt%。所述a组分的制备方法,具体实施方式同实施例1。对比例1一种常温速干型双组分水性铅笔胶,具体实施方式同实施例1,不同点在于,a组分包括vae乳液40%,水性丙烯酸乳液2%,增塑剂乙二酸二辛酯1%,含羟基填料0.5%,防腐剂异噻唑酮0.05%,水余量。对比例2一种常温速干型双组分水性铅笔胶,具体实施方式同实施例1,不同点在于,所述含羟基树脂羟乙基纤维素醚和含羟基填料纤维素纳米晶的重量比为5:1。对比例3一种常温速干型双组分水性铅笔胶,具体实施方式同实施例1,不同点在于,所述含羟基树脂为羟丙基甲基纤维素。对比例4一种常温速干型双组分水性铅笔胶,具体实施方式同实施例1,不同点在于,a组分包括vae乳液40%,水性丙烯酸乳液2%,增塑剂乙二酸二辛酯1%,含羟基树脂0.5%,防腐剂异噻唑酮0.05%,水余量。对比例5一种常温速干型双组分水性铅笔胶,具体实施方式同实施例1,不同点在于,所述含羟基树脂羟乙基纤维素醚和含羟基填料纤维素纳米晶的重量比为1:6。性能测试铅笔胶配方的拉伸剪切强度的测定按照gb/t7124-2008/iso4587为指导,改进如下实验方法以适用于铅笔杆木材板作为粘结基材的情况。试样制备:将两块标准试板对齐,重合部位用胶粘剂均匀填充,加压后待胶膜完全干燥后完成。试样的粘结面长度为12.5±0.25mm;试板厚度为3.5mm(铅笔杆木板半材厚度);胶层厚度为0.2mm,胶层厚度用插入间隔导线控制。原理:胶粘剂拉伸剪切强度是在平行于粘接面其在试样主轴方向上施加一拉伸力,测出的刚性材料单搭接粘接处的剪切应力。试验步骤:将试样对称地夹在夹具上,夹持处至距离最近的粘接段的距离为50mm±1mm,保证作用力在粘接面内。拉力试验机以恒定速度加载,载荷变化维持在8.3mpa/min~9.7mpa/min之间。加载时,夹具及其附件与试样无相对移动,保证试样长轴与施力方向一致,并与夹具中心线保持一致。记录试样剪切破坏的最大负荷作为破坏载荷。最大负荷大于1.5mpa评为优;在1.2-1.5mpa评为中;小于1.2mpa为差。铅笔胶最大负荷(mpa)实施例1优实施例2优对比例1差对比例2中对比例3中对比例4差以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对发明作其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改,等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。当前第1页12
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