專利名稱：阻凝高強(qiáng)粘合劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水溶性乙烯基粘合劑，具體說是一種阻凝高強(qiáng)粘合劑及其制備方法。
在現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮?2104094.6的中國專利申請公開一種高強(qiáng)力聚乙烯醇粘合劑及其制備方法，這種粘合劑是以聚乙烯醇(PVA)為主料，以可溶于水的硼的氧化物作偶聯(lián)劑，以水為溶劑配制成的。它雖然具有粘接強(qiáng)力高、耐水、耐熱、防腐、彈性模數(shù)高、無毒無公害等優(yōu)點(diǎn)，但是由于它是以PVA為主料，在PVA大分子內(nèi)含有大量的親水羥基(-OH)，當(dāng)PVA溶于水后，水也是一種極性分子，羥基間開分成內(nèi)氫鍵，導(dǎo)致分子間引力增大，產(chǎn)生大分子的締結(jié)而出現(xiàn)膠凝，所以這種粘合劑膠液表面極容易結(jié)皮，尤其隨溫度降低，放置時(shí)間增長，固含量增加，膠體凝結(jié)成彈性塊狀，失去了流動(dòng)性和浸潤性而無法使用。膠凝現(xiàn)象是PVA水溶膠長期以來未予解決的技術(shù)難題?？朔z凝的辦法是使用時(shí)加熱或保溫貯存，即這種粘合劑必須保持在60+5℃條件下才能正常使用，但這給使用操作帶來一定的困難。要克服膠凝現(xiàn)象，又不失去其優(yōu)點(diǎn)，也可以采用醋酸乙烯、丙烯酰胺共聚、接枝等辦法，但其成本增加很多，每噸高達(dá)1.4萬多元，而且由于它們均為易燃易爆品，生產(chǎn)過程不安全，對人體與環(huán)境造成潛在的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種原料成本低、生產(chǎn)工藝簡單安全、阻凝、高強(qiáng)力的粘合劑及其制備方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種以聚乙烯醇(PVA)為主料，以水為溶劑的阻凝高強(qiáng)粘合劑，其中主料-聚乙烯醇(PVA)為12～14wt%，阻凝劑-尿素為9～12wt%，增粘劑-羧甲基纖維素鈉(CMC)為0.5～1wt%，增塑劑-多元醇為4～5wt%，水為69.5%～72wt%。多元醇為丙三醇(甘油)或乙二醇。
一種如上所述組份的阻凝高強(qiáng)粘合劑的制備方法是在12～14wt%的聚乙烯醇(PVA)和9～12wt%的尿素的混合物中加入69.5～72wt%的水，在常溫下以40～50轉(zhuǎn)/分速度攪拌均勻，在92℃～98℃溫度下以60～70轉(zhuǎn)/分速度攪拌2～3小時(shí)，在80℃～90℃溫度下加入0.5～1wt%的羧甲基纖維素鈉(CMC)和4～5wt%的多元醇，以40～50轉(zhuǎn)/分速度攪拌30～40分鐘，在常溫下出料。
本發(fā)明使用PVA為主料是因?yàn)镻VA膠膜內(nèi)聚力大，粘接強(qiáng)力好，有良好的彈性，無毒，無味，無公害，用水就能溶解，生產(chǎn)操作方便，且易購、成本低。添加尿素是在PVA大分子中引入親水性氨基，以減少內(nèi)氫鍵的數(shù)量，降低大分子間內(nèi)聚力，減緩PVA大分子的締結(jié)，使膠體的粘度降低，從而阻止和延緩膠凝的發(fā)生，所以尿素起阻凝劑作用;另一方面尿素能增加膠體的流動(dòng)性和浸潤性，改善工藝性能，因此使粘合劑能在常溫下使用;尿素還具有一定的防水效果，提高復(fù)合材料的防水性。再滲混一定數(shù)量的增粘劑CMC，其增粘效果顯著，即使混用比例很小，互溶性好，貯存時(shí)不分層;CMC還具有一定的耐熱性，能降低膠體的表面強(qiáng)力，推遲膠凝，延長使用期;CMC原料便宜，使用方便，無污染。多元醇主要起增塑劑的效果，它吸濕或保水性好，使膠膜變軟，但用量不宜過多，防止不耐干和增加成本。本發(fā)明顯著優(yōu)點(diǎn)是阻凝高強(qiáng)粘合劑粘度穩(wěn)定，適用期長，可實(shí)現(xiàn)常溫下涂膠;膠體浸潤性流動(dòng)性高，膠膜柔軟，能提高粘接質(zhì)量，初粘度高，適用機(jī)械化涂膠，可以常溫固化;配方簡單，制作方便，只需一臺(tái)反應(yīng)釜和少量檢驗(yàn)儀器就能生產(chǎn)，工藝條件低，易于操作，而且成本低，每噸只需1000～1200元，不到共聚膠粘劑價(jià)格的1/10。
阻凝高強(qiáng)粘合劑粘接紙張、木材、織物、貼墻布或水泥等親水性材料能獲得理想的效果，對一些疏水性材料，如PVC、滌綸等也能有滿意的粘接效果?？蓮V泛用于紙/滌網(wǎng)布、紙/維綸網(wǎng)布、紙/玻璃纖維或紙/泊等多種材料的復(fù)合粘接。
實(shí)施例1.被粘材料為紙/滌綸布復(fù)合，滌綸系疏水性材料，表面能很低，較難粘接，因此配方中PVA的含量要高些。
在14kgPVA和11kg尿素中加入69.5kg的水，在常溫下以40～50r/min速度攪拌均勻，在95±3℃溫度下以60～70r/min速度攪拌2.5小時(shí)，在80℃～90℃溫度下加入0.5kg的CMC和5kg的甘油，并以40～50r/min速度攪拌30～40分鐘，在常溫下出料，獲100kg阻凝高強(qiáng)粘合劑。
2.被粘材料為紙/玻璃纖維復(fù)合，紙系多孔性材料而易于粘接，玻璃纖維表面呈空格結(jié)構(gòu)，水易浸潤，較滌綸容易粘接，故含PVA量適當(dāng)降低。
在12kgPVA和11kg尿素中加入水72kg，在常溫下以40～50r/min速度攪拌均勻，在95±3℃溫度下以60～70r/min速度攪拌2.5小時(shí)，在80℃～90℃溫度下加入1kgCMC和4kg乙二醇，并以40～50r/min速度攪拌40分鐘，在常溫下出料，獲100kg阻凝高強(qiáng)粘合劑。
3.被粘材料為紙/無紡布復(fù)合，無紡布由滌綸、維綸混合制成，因含較難粘的滌綸材料，因此PVA含量介乎于上述兩實(shí)施例之間。
在13kgPVA和11kg尿素中加入71kg的水，在常溫下以40～50r/min速度攪拌均勻，在95±3℃溫度下以60～70r/min速度攪拌2.5小時(shí)，在80℃～90℃溫度下加入0.5kg的CMC和4.5kg的甘油，并以40～50r/min速度攪拌30～40分鐘，在常溫下出料，獲100kg阻凝高強(qiáng)粘合劑。
本發(fā)明中，CMC還有兩種加法，其一是開始時(shí)CMC與PVA和尿素直接加入，這種辦法較為簡單。缺點(diǎn)是CMC加入之后使膠粘度很快增大，熱傳遞減慢，延遲PVA的溶解時(shí)間。其二是把CMC先用60～100℃水溶解調(diào)均，配成水溶液，待PVA在95±3℃溫度下全部溶解之后慢慢加到膠液中，邊加邊攪拌直到全部混合。這種方法操作較復(fù)雜些，但能縮短操作時(shí)間，膠液均勻，溶解CMC的用水量應(yīng)從總用水量中扣除。
權(quán)利要求
1.一種以聚乙烯醇(PVA)為主料，以水為溶劑的阻凝高強(qiáng)粘合劑，其特征在于主料聚乙烯醇(PVA)為12～14wt%，阻凝劑尿素為9～12wt%，增粘劑羧甲基纖維素鈉(CMC)為0.5～1wt%，增塑劑多元醇為4～5wt%，水為69.5～72wt%。
2.一種如權(quán)利要求1所說的阻凝高強(qiáng)粘合劑的制備方法，其特征在于在12～14wt%的PVA和9～12wt%的尿素中加入69.5～72wt%的水，在常溫下以40～50轉(zhuǎn)/分速度攪拌均勻，在92℃～98℃溫度下以60～70轉(zhuǎn)/分速度攪拌2～3小時(shí)，在80℃～90℃溫度下加入0.5～1wt%的CMC和4～5wt%的多元醇，并以40～50轉(zhuǎn)/分速度攪拌30～40分鐘，在常溫下出料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種阻凝高強(qiáng)粘合劑，其特征在于所說的增塑劑為丙三醇(甘油)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種阻凝高強(qiáng)粘合劑，其特征在于所說的增塑劑為乙二醇。
5.根據(jù)如權(quán)利要求2所說的一種阻凝高強(qiáng)粘合劑的制備方法，其特征在于第二次攪拌時(shí)的溫度為95℃。
全文摘要
本發(fā)明公開一種阻凝高強(qiáng)粘合劑及其制備方法，用于粘接紙與滌綸布、玻璃纖維或無紡布等復(fù)合材料。其特征是在12～14wt％的PVA和9～12wt％的尿素中加69.5～72wt％的水，在常溫下以40～50r/min攪拌均勻，又在92℃～98℃下以60～70r/min攪拌2～3小時(shí)，在80℃～90℃下加入0.5～1wt％的CMC和4～5wt％的多元醇，并以40～50r/min攪拌30～40分鐘，在常溫下出料。其優(yōu)點(diǎn)是原料成本低，生產(chǎn)工藝簡單、安全，粘合劑粘接強(qiáng)力高、防膠凝。
文檔編號C09J129/04GK1080308SQ9210467
公開日1994年1月5日 申請日期1992年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月17日
發(fā)明者韓立泉 申請人:韓立泉