[发明专利]一种低VOC高性能无纺布材料用乳液胶粘剂及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种乳液胶粘剂及其制备方法，尤其涉及一种低VOC高性能无纺布材料用乳液胶粘剂及其制备方法，属于胶粘剂技术领域。

【背景技术】

无纺布(也称为“非织造布”)广泛应用于工业过滤、建筑工程、医疗材料、等领域，并且应用范围在迅速扩展。近几十年来，我国无纺布技术得到迅速发展，2010年无纺布材料产量已经高达260万吨，约占全球总产量30％，产量居世界各国之首。但是目前我国无纺布相关技术比较落后，尤其是由于化学粘合法无纺布的技术发展非常落后，导致我国高性能无纺布材料的产量比较低并且极大地受制于人。目前用于无纺布的胶粘剂主要是合成树脂乳液胶粘剂，其品种一般有聚醋酸乙烯酯类、聚丙烯酸酯类、聚丙烯腈类合成橡胶乳液等。乳液胶粘剂以水为分散介质，污染较小，对环境的污染较小，并且生产成本较低，生产设备也比较简单。目前国内主要是使用国外进口的相关产品，这需要花费大量外汇，许多国内厂家也难以承受。

无纺布粘合用的乳液胶粘剂是目前制约我国无纺布行业发展的技术瓶颈之一。虽然我国不少厂家可以生产出相应的产品，但是从技术含量来看，目前无纺布用乳液胶粘剂在国内尚处于初步阶段，产品的粘结等应用性能较差，不能满足较高要求的场合。同时，随着国内外环保法律法规的完善和推进，许多领域对无纺布胶粘剂的安全和环保性能要求越来越高，严格地要求乳液胶粘剂的毒性控制在最低范围。但是国内目前所生产的无纺布粘合用乳液胶粘剂中的甲醛、苯酚等毒性物质较大，容易在加工和使用过程中易释放甲醛等致癌物质，非常不符合当今绿色环保诉求。

因此，为了促进我国无纺布相关行业迅速发展，扩展我国无纺布行业发展以及提高无纺布产品的竞争力，缩减我国无纺布乳液胶粘剂与国外产品之间的差距，我国急需开发应用性能优良且绿色环保的无纺布专用胶粘剂。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术和产品的缺陷，提供一种对无纺布材料的附着、粘结、固定和增强作用效果优异，其相应涂膜的强度、耐水性、柔韧性性能优良的低VOC高性能无纺布材料用乳液胶粘剂,适用于无纺布纤维等无纺布材料。

本发明的另一目的是提供一种上述乳液胶粘剂的制备方法。

本发明为了实现上述目的，采用以下技术方案：以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等丙烯酸酯单体为主要聚合单体，以含有羧基及羟基的功能单体为改性单体，通过半连续核壳聚合方法制备得到无纺布材料用乳液胶粘剂。具体技术方案如下：

一种低VOC高性能无纺布材料用乳液胶粘剂，其特征在于由以下重量份组分组成：

本发明中，硬单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或其任意组合。

本发明中的软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸月桂酯中的一种或其任意组合。

本发明中的功能性单体为丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、丙烯酸和甲基丙烯酸中的一种或其任意组合。功能性单体主要提供足够的羟基或羧基以提高乳液胶粘剂的附着效果和粘结作用。

本发明中的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢和偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种或其任意组合。

本发明中的乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、AES、AEO-9、OP-10、Tween-60、Tween-80、Span-20、Span-60和Span-80中的一种或其任意组合。乳化剂可以极大地降低界面张力，使互不相溶的油水两相借助搅拌的作用转变为能够稳定存在，是乳液聚合的必不可少的组分。

本发明中的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)、KOH、NaOH、氨水、碳酸氢钠中的一种或其任意组合。pH调节剂主要作用是将乳液调节至为弱碱性状态，氨水可以调节成1wt％，5wt％，10wt％的浓度便于使用。

本发明中的改性蒙脱石通过以下制备方法制备而得：

将阳离子表面活性剂完全溶解于去离子水中得到固含量为10～15wt％的溶液；然后按照m(蒙脱石)：m(阳离子表面活性剂)＝10：1～10：3的质量比将蒙脱石缓慢加入所得溶液中，搅拌直至完全分散后，升温至60～80℃并保温反应10～25min，最后过滤和干燥即制得改性蒙脱石；

其中的阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种。