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CN110484185A - 一种单边水性接着剂及其制备方法 - Google Patents

一种单边水性接着剂及其制备方法 Download PDF

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CN110484185A
CN110484185A CN201910760646.2A CN201910760646A CN110484185A CN 110484185 A CN110484185 A CN 110484185A CN 201910760646 A CN201910760646 A CN 201910760646A CN 110484185 A CN110484185 A CN 110484185A
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CN
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water
based adhesion
aqueous
adhesion agent
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CN201910760646.2A
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邓宋明
张国华
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Fujian Unified Environmental Protection Technology Co Ltd
Original Assignee
Fujian Unified Environmental Protection Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种单边水性接着剂及其制备方法，由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯分散体35～44份、水性聚氨酯‑有机硅共聚乳液27～34份、水性丙烯酰胺‑甲基丙烯酸共聚物36～42份、纳米二氧化硅6～8份、羧甲基纤维素4～7份、乳化剂3～4.5份、抗氧化剂2.5～3.2份。本发明通过精选原料组成，并优化各原料含量，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的单边水性接着剂180°剥离强度高，粘结性能好；湿粘性和耐水性好，综合使用性能好；在用于两个部件的接着处粘合的时候，只需要单边涂覆接着剂，操作更简便，可提升生产效率，减少胶水的使用量，降低成本，而且耐水性好，沾水或泡水不易脱胶。

Description

一种单边水性接着剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂领域，具体涉及一种单边水性接着剂及其制备方法。
背景技术
随着工业的发展，接着剂(胶水，或称胶黏剂)的应用市场越来越广泛，品种也日益增多，常用接着剂主要有溶剂型、水基型以及热熔型等。目前，溶剂型产品的用量比较大，它是用苯、甲苯等挥发性有机化合物作溶剂，这些溶剂在使用过程中会直接挥发到大气中污染环境和危害工人的健康，所以，国外很多政府部门颁布法令限制挥发性有机化合物的使用，接着剂从溶剂型到水基型的转变已成必然。
水性(基)接着剂是一个的最古老品种，在古代人们全是以含有骨胶、干酪素等天然物系的水溶性高分子做接着剂的。近年来，在接着剂开发研究中，推行安全无公害化，特别是无溶剂化，促进了水性接着剂的发展。
水性接着剂就是以水为高聚物的分散介质，当高聚物溶于水，称为水溶性接着剂，而当高聚物借助乳化剂的作用，分散于水中，则称为水乳型接着剂。水性接着剂的优点有：对环境友好、无毒、不可燃、固含量高、可用现有的应用设备和设备较易清洗。
但是，目前所使用的水性接着剂还存在以下问题：
1、剥离强度、湿粘性和耐水性等性能差；
2、一般在两个部件(如鞋底和鞋面)的接着处分别涂覆接着剂(胶水)，即双边涂覆，操作麻烦，生产效率低，胶水使用量大，成本高；
3、若采用单边涂覆，粘结性能差，180°剥离强度等性能指标低，导致粘结不牢固，容易脱胶。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种单边水性接着剂及其制备方法，可有效解决以上问题。本发明的单边水性接着剂通过精选原料组成，并优化各原料含量，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的单边水性接着剂180°剥离强度高，粘结性能好；湿粘性和耐水性好，综合使用性能好；在用于两个部件(如鞋底和鞋面)的接着处粘合的时候，只需要单边涂覆接着剂(胶水)，操作更简便，可提升生产效率，减少胶水的使用量，降低成本，而且耐水性好，沾水或泡水不易脱胶。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种单边水性接着剂，由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯分散体35～44份、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液27～34份、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物36～42份、纳米二氧化硅6～8份、羧甲基纤维素4～7份、乳化剂3～4.5份、抗氧化剂2.5～3.2份。
本发明的单边水性接着剂通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的水性聚氨酯分散体、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、乳化剂、抗氧化剂、防腐剂和消泡剂，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的单边水性接着剂180°剥离强度高，粘结性能好；湿粘性和耐水性好，综合使用性能好；在用于两个部件(如鞋底和鞋面)的接着处粘合的时候，只需要单边涂覆接着剂(胶水)，操作更简便，可提升生产效率，减少胶水的使用量，降低成本，而且耐水性好，尤其适用于鞋材等的粘接，沾水或泡水不易脱胶。
本发明的单边水性接着剂的原料中，适当比例的水性聚氨酯-有机硅共聚乳液的添加，作为本发明的单边水性接着剂的除水性聚氨酯分散体之外的主要原料，与其他组分相互配合，起到良好的协同作用，使本发明的单边水性接着剂的湿粘性和耐水性得到大大提高(改善)。
本发明的单边水性接着剂的原料中，适当比例的水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物的添加，与其他组分相互配合，分散性好，起到良好的协同作用，使本发明的单边水性接着剂的粘结性能(180°剥离强度)大大提高。
本发明的单边水性接着剂的原料中，适当比例的纳米二氧化硅的添加，与其他组分相互配合，分散性好，起到良好的协同作用，使本发明的单边水性接着剂的湿粘性和耐水性得到大大提高(改善)。
优选的，所述单边水性接着剂由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯分散体40份、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液31.5份、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物39.5份、纳米二氧化硅7.2份、羧甲基纤维素6.4份、乳化剂3.8份、抗氧化剂2.9份。
优选的，所述乳化剂为月桂胺聚氧乙烯醚。
优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
优选的，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：防腐剂1.5～2.1份。
优选的，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：消泡剂3～4.5份。
优选的，所述防腐剂为华科-981。
优选的，所述消泡剂为水性消泡剂Silok-7117W。
Silok-7117W不但对本发明的单边水性接着剂的原料体系具有良好的消泡作用，而且与乳化剂月桂胺聚氧乙烯醚配合，能使本发明的单边水性接着剂的原料分散更均匀，乳化分散速度更快，尤其是纳米二氧化硅的分散。
本发明还提供一种所述的单边水性接着剂的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：水性聚氨酯分散体、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、乳化剂和抗氧化剂；
B、先将水性聚氨酯-有机硅共聚乳液投入到搅拌混合容器中，开启搅拌，在550～750r/min转速下加入水性聚氨酯分散体、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素和乳化剂，30～50min内加完；然后继续搅拌30～50min；
C、然后在700～900r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂，加完以后继续搅拌，直至分散均匀，并加入去离子水调节粘度为6500～7500mPa.s，停止搅拌，出料，得到所述单边水性接着剂。
优选的，步骤C中，所述在700～900r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂的同时，还加入防腐剂和消泡剂。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的单边水性接着剂通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的水性聚氨酯分散体、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、乳化剂、抗氧化剂、防腐剂和消泡剂，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的单边水性接着剂180°剥离强度高，粘结性能好；湿粘性和耐水性好，综合使用性能好；在用于两个部件(如鞋底和鞋面)的接着处粘合的时候，只需要单边涂覆接着剂(胶水)，操作更简便，可提升生产效率，减少胶水的使用量，降低成本，而且耐水性好，尤其适用于鞋材等的粘接，沾水或泡水不易脱胶。
本发明的单边水性接着剂的原料中，适当比例的水性聚氨酯-有机硅共聚乳液的添加，作为本发明的单边水性接着剂的除水性聚氨酯分散体之外的主要原料，与其他组分相互配合，起到良好的协同作用，使本发明的单边水性接着剂的湿粘性和耐水性得到大大提高(改善)。
本发明的单边水性接着剂的原料中，适当比例的水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物的添加，与其他组分相互配合，分散性好，起到良好的协同作用，使本发明的单边水性接着剂的粘结性能(180°剥离强度)大大提高。
本发明的单边水性接着剂的原料中，适当比例的纳米二氧化硅的添加，与其他组分相互配合，分散性好，起到良好的协同作用，使本发明的单边水性接着剂的湿粘性和耐水性得到大大提高(改善)。
本发明的单边水性接着剂的原料中，适当比例的Silok-7117W不但对本发明的单边水性接着剂的原料体系具有良好的消泡作用，而且与乳化剂月桂胺聚氧乙烯醚配合，能使本发明的单边水性接着剂的原料分散更均匀，乳化分散速度更快，尤其是纳米二氧化硅的分散。
本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种单边水性接着剂，由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯分散体35～44份、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液27～34份、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物36～42份、纳米二氧化硅6～8份、羧甲基纤维素4～7份、乳化剂3～4.5份、抗氧化剂2.5～3.2份。
优选的，所述单边水性接着剂由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯分散体40份、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液31.5份、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物39.5份、纳米二氧化硅7.2份、羧甲基纤维素6.4份、乳化剂3.8份、抗氧化剂2.9份。
优选的，所述乳化剂为月桂胺聚氧乙烯醚。
优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
优选的，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：防腐剂1.5～2.1份。
优选的，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：消泡剂3～4.5份。
优选的，所述防腐剂为华科-981。
优选的，所述消泡剂为水性消泡剂Silok-7117W。
本实施例还提供一种所述的单边水性接着剂的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：水性聚氨酯分散体、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、乳化剂和抗氧化剂；
B、先将水性聚氨酯-有机硅共聚乳液投入到搅拌混合容器中，开启搅拌，在550～750r/min转速下加入水性聚氨酯分散体、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素和乳化剂，30～50min内加完；然后继续搅拌30～50min；
C、然后在700～900r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂，加完以后继续搅拌，直至分散均匀，并加入去离子水调节粘度为6500～7500mPa.s，停止搅拌，出料，得到所述单边水性接着剂。
优选的，步骤C中，所述在700～900r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂的同时，还加入防腐剂和消泡剂。
实施例2：
一种单边水性接着剂，由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯分散体35份、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液27份、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物36份、纳米二氧化硅6份、羧甲基纤维素4份、乳化剂3份、抗氧化剂2.5份。
在本实施例中，所述乳化剂为月桂胺聚氧乙烯醚。
在本实施例中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
在本实施例中，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：防腐剂1.5份。
在本实施例中，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：消泡剂3份。
在本实施例中，所述防腐剂为华科-981。
在本实施例中，所述消泡剂为水性消泡剂Silok-7117W。
在本实施例中，所述的单边水性接着剂的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：水性聚氨酯分散体、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、乳化剂和抗氧化剂；
B、先将水性聚氨酯-有机硅共聚乳液投入到搅拌混合容器中，开启搅拌，在550r/min转速下加入水性聚氨酯分散体、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素和乳化剂，50min内加完；然后继续搅拌50min；
C、然后在700r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂，加完以后继续搅拌，直至分散均匀，并加入去离子水调节粘度为6500mPa.s，停止搅拌，出料，得到所述单边水性接着剂。
在本实施例中，步骤C中，所述在700r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂的同时，还加入防腐剂和消泡剂。
使用时，将所述耐黄变水性接着剂与水性固化剂(水性异氰酸酯类固化剂)按照100：2.4的比例混合均匀后，立即使用。
实施例3：
一种单边水性接着剂，由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯分散体44份、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液34份、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物42份、纳米二氧化硅8份、羧甲基纤维素7份、乳化剂4.5份、抗氧化剂3.2份。
在本实施例中，所述乳化剂为月桂胺聚氧乙烯醚。
在本实施例中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
在本实施例中，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：防腐剂2.1份。
在本实施例中，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：消泡剂4.5份。
在本实施例中，所述防腐剂为华科-981。
在本实施例中，所述消泡剂为水性消泡剂Silok-7117W。
在本实施例中，所述的单边水性接着剂的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：水性聚氨酯分散体、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、乳化剂和抗氧化剂；
B、先将水性聚氨酯-有机硅共聚乳液投入到搅拌混合容器中，开启搅拌，在750r/min转速下加入水性聚氨酯分散体、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素和乳化剂，30min内加完；然后继续搅拌30min；
C、然后在900r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂，加完以后继续搅拌，直至分散均匀，并加入去离子水调节粘度为7500mPa.s，停止搅拌，出料，得到所述单边水性接着剂。
在本实施例中，步骤C中，所述在900r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂的同时，还加入防腐剂和消泡剂。
使用时，将所述耐黄变水性接着剂与水性固化剂(水性异氰酸酯类固化剂)按照100：2.4的比例混合均匀后，立即使用。
实施例4：
一种单边水性接着剂，由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯分散体40份、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液31.5份、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物39.5份、纳米二氧化硅7.2份、羧甲基纤维素6.4份、乳化剂3.8份、抗氧化剂2.9份。
在本实施例中，所述乳化剂为月桂胺聚氧乙烯醚。
在本实施例中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
在本实施例中，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：防腐剂1.85份。
在本实施例中，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：消泡剂3.75份。
在本实施例中，所述防腐剂为华科-981。
在本实施例中，所述消泡剂为水性消泡剂Silok-7117W。
在本实施例中，所述的单边水性接着剂的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：水性聚氨酯分散体、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、乳化剂和抗氧化剂；
B、先将水性聚氨酯-有机硅共聚乳液投入到搅拌混合容器中，开启搅拌，在600r/min转速下加入水性聚氨酯分散体、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素和乳化剂，40min内加完；然后继续搅拌40min；
C、然后在800r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂，加完以后继续搅拌，直至分散均匀，并加入去离子水调节粘度为7000mPa.s，停止搅拌，出料，得到所述单边水性接着剂。
在本实施例中，步骤C中，所述在800r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂的同时，还加入防腐剂和消泡剂。
使用时，将所述耐黄变水性接着剂与水性固化剂(水性异氰酸酯类固化剂)按照100：2.4的比例混合均匀后，立即使用。
对比例1：
与实施例4的区别在于，没有水性聚氨酯-有机硅共聚乳液，其他与实施例4相同。
对比例2：
与实施例4的区别在于，没有水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物，其他与实施例4相同。
对比例3：
与实施例4的区别在于，没有纳米二氧化硅，其他与实施例4相同。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的单边水性接着剂、对比例1至对比例3得到的水性接着剂以及普通水性接着剂进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
从上表可以看出，本发明的单边水性接着剂具有以下优点：180°剥离强度高，粘结性能好；湿粘性和耐水性好，综合使用性能好。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单边水性接着剂，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯分散体35～44份、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液27～34份、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物36～42份、纳米二氧化硅6～8份、羧甲基纤维素4～7份、乳化剂3～4.5份、抗氧化剂2.5～3.2份。
2.根据权利要求1所述的单边水性接着剂，其特征在于，所述单边水性接着剂由包括以下重量份的原料制成：水性聚氨酯分散体40份、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液31.5份、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物39.5份、纳米二氧化硅7.2份、羧甲基纤维素6.4份、乳化剂3.8份、抗氧化剂2.9份。
3.根据权利要求1所述的单边水性接着剂，其特征在于，所述乳化剂为月桂胺聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求1所述的单边水性接着剂，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧剂1010。
5.根据权利要求1所述的单边水性接着剂，其特征在于，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：防腐剂1.5～2.1份。
6.根据权利要求1所述的单边水性接着剂，其特征在于，所述耐黄变水性接着剂还包括以下重量份的原料：消泡剂3～4.5份。
7.根据权利要求5所述的单边水性接着剂，其特征在于，所述防腐剂为华科-981。
8.根据权利要求6所述的单边水性接着剂，其特征在于，所述消泡剂为水性消泡剂Silok-7117W。
9.一种如权利要求1至8任一项所述的单边水性接着剂的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取：水性聚氨酯分散体、水性聚氨酯-有机硅共聚乳液、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、乳化剂和抗氧化剂；
B、先将水性聚氨酯-有机硅共聚乳液投入到搅拌混合容器中，开启搅拌，在550～750r/min转速下加入水性聚氨酯分散体、水性丙烯酰胺-甲基丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素和乳化剂，30～50min内加完；然后继续搅拌30～50min；
C、然后在700～900r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂，加完以后继续搅拌，直至分散均匀，并加入去离子水调节粘度为6500～7500mPa.s，停止搅拌，出料，得到所述单边水性接着剂。
10.根据权利要求9所述的单边水性接着剂的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述在700～900r/min转速下加入纳米二氧化硅和抗氧化剂的同时，还加入防腐剂和消泡剂。
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