一种复合粘结剂及其制备方法与流程

本发明属于粘接剂制备，具体是指一种复合粘结剂及其制备方法。

背景技术：

1、粘结剂是将物体与物体之间粘接的重要媒介，丙烯酸酯类粘结剂由于其优良的性能而广泛应用于生活中，与其他粘结剂，丙烯酸酯类粘结剂具有如下优点：1、丙烯酸酯类粘结剂为饱和化合物，不易水解，具有良好的耐候性、耐光性和抗氧化性；2、丙烯酸酯类粘结剂配方简单，对环境污染小；但丙烯酸酯类粘结剂的粘接性和胶膜强度小于溶剂型树脂粘结剂，因此市场亟需一种具有高粘接性的丙烯酸酯类粘结剂。

2、丙烯酸酯类粘结剂可以通过与聚氨酯配合、掺杂无机材料颗粒或纤维实现粘接性的提升；聚氨酯与丙烯酸酯可以通过官能团的反应，实现粘结剂性能的提升；无机粒子具有极大的比表面积，其表面原子具有不饱和性，表面活性高，可以增强粘结剂的性能。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种复合粘结剂及其制备方法，为了解决粘结剂粘接力差的问题，本发明提出通过添加改性聚氨酯和微晶纤维素复合物，实现复合粘结剂粘接力增强的技术效果。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种复合粘结剂，具体包括如下重量份的组分：改性聚氨酯：20-30份，醋丙复合乳液：70-90份，甘露糖：0.5-1份，丙酮酸：0.2-0.5份，丙二醇：2-5份，微晶纤维素复合物：5-10份。

3、所述醋丙复合乳液包括如下重量份组分：质量分数为60％的醋丙乳液：98-99份，聚乙烯醇：0.2-0.5份，十二烷基苯磺酸钠：0.5-0.8份，对苯二甲酸二异丁酯：0.005-0.015份，byk-025：0.05-0.1份，尼泊金酯：0.01-0.03份，过硫酸钠：0.01-0.03份，叔十二硫醇：0.01-0.03份。

4、所述醋丙复合乳液制备的具体步骤包括：

5、称取水、聚乙烯醇加入反应釜中，聚乙烯醇在水中的添加量为0.6-0.75g/ml，在50℃、80r/min搅拌速度的条件下溶解，加热至60-65℃，加入十二烷基苯磺酸钠，加热至75℃，加入过硫酸钠，在搅拌速度为80-100r/min的条件下加入质量分数为60％的醋丙乳液，在90-95℃下回流加热，加入叔十二硫醇，保温0.5h，在搅拌速度为80-120r/min的条件下加入对苯二甲酸二异丁酯、byk-025、尼泊金酯，冷却，制得醋丙复合乳液。

6、所述微晶纤维素复合物为纳米微晶纤维素磺化处理后与改性二氧化硅反应所得的化合物；

7、所述微晶纤维素复合物制备的具体步骤包括：

8、①称取微晶纤维素加入体积分数为40%的硫酸溶液中，加热搅拌反应，调节ph为7，洗涤，真空干燥，制得预处理微晶纤维素；

9、②称取步骤①所得预处理微晶纤维素加入n,n-二甲基甲酰胺中，加入三氧化硫-吡啶复合物，搅拌加热，调ph至7，采用无水乙醇进行清洗，真空干燥，制得磺化微晶纤维素；

10、③称取纳米二氧化硅加入nmp（n-甲基吡咯烷酮），纳米二氧化硅在nmp中的添加量为1g/ml，采用400w超声分散30min，加入经nmp稀释的质量分数为10％的aptes， 400w超声分散10min，在氮气保护下冷凝回流加热，反应后进行离心沉淀，离心转速为3500-3600r/min，离心处理时间为15min，得到纳米二氧化硅沉淀，采用无水乙醇对纳米二氧化硅沉淀进行洗涤，纳米二氧化硅与无水乙醇的料液比为1:3，真空干燥，研磨，制得改性二氧化硅；

11、④称取步骤②所得磺化微晶纤维素加入n,n-二甲基甲酰胺中，加入步骤③所得改性二氧化硅，在35-40℃条件下采用350w超声30min，过滤，除去溶剂，在25-30℃下真空干燥20-24h，研磨，制得微晶纤维素复合物。

12、优选地，在步骤①中，微晶纤维素在硫酸溶液中的添加量为0.13-0.15g/ml；加热温度为30-35℃，搅拌速度为80-120r/min，反应5-6h；真空干燥温度为50-60℃，干燥4h；

13、优选地，在步骤②中，预处理微晶纤维素在n,n-二甲基甲酰胺中的添加量为0.5-0.7g/ml；预处理微晶纤维素与三氧化硫-吡啶复合物的质量比为1:5-7，加热温度为40-45℃，搅拌速度为120-150r/min，反应3-3.5h；真空干燥温度为25-30℃，干燥时间为10-12h；

14、优选地，在步骤③中，aptes与纳米微晶纤维素的质量比为1:1-2；回流加热温度为30-35℃，反应时间为6-7h；真空干燥温度为40-45℃，真空干燥时间为12h。

15、所述改性聚氨酯为聚氨酯经过丙烯酸酯改性所得的化合物；

16、所述改性聚氨酯制备的具体步骤包括：

17、（1）称取ipdi（异佛尔酮二异氰酸酯）、二月桂酸二丁基锡、四氢呋喃加入到三口烧瓶中混合均匀，加入聚氧化丙烯三醇，油浴搅拌加热，制得预聚体；

18、（2）向步骤（1）所得预聚体中加入hema（聚甲基丙烯酸羟乙酯），油浴搅拌加热，除去溶剂，制得改性聚氨酯。

19、优选地，在步骤（1）中，ipdi在四氢呋喃中的添加量为0.8-0.85g/ml，ipdi与二月桂酸二丁基锡的质量比为83-84:1，聚氧化丙烯三醇与ipdi的质量比为3:1；油浴加热温度为68-70℃，搅拌速度为100-120r/min，反应时间为3-4h；

20、优选地，在步骤（2）中，预聚体与hema的质量比为5:1，油浴加热温度为68-70℃，搅拌速度为80-100r/min，反应时间为2h。

21、本发明还提供了一种复合粘结剂的制备方法，具体包括如下步骤：

22、将改性聚氨酯、醋丙复合乳液混合，加入甘露糖、丙酮酸、丙二醇、微晶纤维素复合物，在30-35℃下搅拌1h，搅拌速度为100-120r/min，制得复合粘结剂。

23、本发明取得的有益效果如下：

24、本发明通过添加改性聚氨酯和微晶纤维素复合物，实现复合粘结剂粘接性的增强；纳米二氧化硅经过aptes改性，aptes中含有多个硅氧烷官能团，与纳米二氧化硅发生缩合反应，使纳米二氧化硅表面的羟基数减少，有机化程度增加，微晶纤维素经过磺化处理后，表面引入磺酸基团，磺酸基团与改性二氧化硅表面的羟基之间形成氢键，产生了较强的分子间作用力，改性二氧化硅紧密结合在磺化微晶纤维素上，形成微晶纤维素复合物；aptes在改性二氧化硅上的引入使微晶纤维素复合物上含有-nh2，可与聚氨酯分子链上的端基-nco发生反应，增强了微晶纤维素复合物与聚氨酯之间的相容性，增大了聚氨酯的交联密度，粘结性提升；微晶纤维素复合物作为纳米材料，具有极大的比表面积和极高的表面活性，微晶纤维素复合物上包含改性二氧化硅，具有较强的刚性，裂纹在粘结剂中扩展至微晶纤维素复合物处时，裂纹发生转向或偏转，裂纹扩展消耗更好的能量，粘结剂不易开裂，粘接性显著增强；微晶纤维素复合物在粘结剂中可以起到填充加强作用，粘结剂致密度升高，分子间作用力加强，粘结剂的粘接性增强；聚氨酯经过丙烯酸酯改性，聚氧化丙烯三醇上的-oh与异氰酸酯上的-nco发生反应，向聚氨酯中引入交联结构，改性聚氨酯粘接性进一步增强。