[发明专利]一种耐低温水性胶粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种胶粘剂及其制备方法，具体涉及一种耐低温水性胶粘剂及其制备方法。

背景技术

自从合成胶粘剂诞生以来，由于其在性质、粘接与装配件性能等方面均表现出明显的优越性，因而获得了飞速的发展。现在合成胶粘剂工业已成为国民经济中重要的分支之一，是制造各种产品不可缺少的组成部分。胶粘剂主要分为有机胶粘剂和水性胶粘剂，有机胶粘剂由于含有大量有机溶剂，使用过程中所带来的毒害性和环境污染问题而使其产量日渐萎缩，水性胶粘剂由于具有价格低廉、环境友好等优点而成为胶粘剂中的主导品种，成为胶粘剂工业研究重点之一。

目前已经投放市场的水性胶粘剂基本上都是由单一乳液和辅料构成，还未见复配的水性胶粘剂生产。以醋酸乙烯-乙烯共聚乳液为主要成分的胶粘剂具有较好的粘结性、施工速度和柔韧性，但它作为单一组分使用主要问题是强度低，胶膜较软，无法粘接硬度较大的材料，如硬木；以聚氨酯乳液为主要成分的胶粘剂对表面能较低的难粘基材(如PE、PE薄膜)粘结效果好，耐水性出色，耐寒性较好，干燥快，但其价格较高，胶膜较脆；目前木材用水性胶以传统的PVAc(聚醋酸乙烯酯)白乳胶为主，它成本低于醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和水性聚氨酯乳液，干燥速度快，但粘结力较醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和水性聚氨酯乳液差，成膜温度高，而且耐水性差。另外，由于季节多变，遇到低温情况时，由于胶经过冷冻，分子间范德华力和机械嵌合力减弱，胶粘剂的低温黏附性能变差，粘附能力不尽如人意。

发明内容

针对上述问题，本发明利用水性乳液与其它原材料和聚合物系统良好的适配性，提出了一种粘附性好，耐水性佳，耐低温，绿色环保，价格适中的水性胶粘剂及其制备方法，对扩大水性胶粘剂的生产和应用起到了很大的推动作用。

本发明所述的耐低温水性胶粘剂，按重量份计，该水性胶粘剂的各组份的配比为：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液20份，水性聚氨酯乳液27份，聚乙烯醇溶液30份，添加剂1份，CaCO₃22份。

本发明还提出了该耐低温水性胶粘剂的生产方法，其具体步骤为：

(1)将聚乙烯醇固体粉末按照比例加入到90℃热水中，搅拌30min使之溶解，制得质量分数为25％的聚乙烯醇溶液，静置，降至室温，备用；

(2)将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和水性聚氨酯乳液按比例加入烧瓶中，用三乙醇胺调节pH值为6-7，500rpm搅拌15min；

(3)向步骤(2)所得乳液中按比例加入质量分数为25％的聚乙烯醇溶液，搅拌25min，然后加入碳酸钙，搅拌30min至均一，最后加入添加剂，搅拌10min，过滤出料。

聚合物乳液是胶粘剂体系的主体材料，对体系的内聚强度、干燥速度、耐水性等方面产生重要影响。醋酸乙烯-乙烯共聚乳液分子中，由于乙烯的引入，降低了分子链上乙酞氧基的数目，减少了分子内的作用力；同时，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液分子中存在较多的乙酞氧基侧链，既增加了聚合物分子链之间的距离，又降低了高分子间的相互作用力，因此，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液具有较强的内塑性，耐酸碱性和较好的柔韧性。此外，乙烯原料易得，相对于丙烯酸酯乳液和水性聚氨酯乳液，其乳液成本低廉也是一大优点。

水性聚氨酯乳液中含有异氰酸酯基(-NCO)和氨基甲酸酯基(-NHCOO-)，与含有活性氢的材料有着优良的粘接力，还可与被粘材料产生氢键作用，使粘合更加牢固。本发明中醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和水性聚氨酯乳液共同作用，以充分发挥醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的柔韧性和水性聚氨酯乳液良好的粘附性能的优势。

由于剥离转化温度较低，会导致使用过程中的胶膜较软，内聚强度较小，从而抗拉伸试验中发生内聚破坏；粘度过低导致开放时间过长，从而影响使用过程中的生产效率，因此，为了保证较好的粘附效果和较高的生产效率，本发明采用的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液为醋酸乙烯-乙烯共聚乳液DA-103，其固体含量大于60wt％，剥离转化温度为-2℃-2℃，粘度为1500-250cPs的布鲁克菲尔德粘度，该粘度是在25℃、60rpm下以布氏粘度计RV模式测量的；水性聚氨酯乳液优选分子量较大的水性聚氨酯U54。