一種用於多層塑料板材的阻燃膠粘劑的製備方法與流程

2023-10-07 17:42:24

本發明涉及高分子凝膠領域，具體是指一種用於多層塑料板材的阻燃膠粘劑的製備方法。

背景技術：

建築粘合劑作為建築行業常用的粘合產品廣泛的應用於建築施工和房屋內部裝修，對於房屋內部裝修來說，在多層塑料板中常常會用到膠粘劑。而目前常用的膠粘劑通常含有醛類等有機毒物，其釋放會影響人體健康。所以，如何解決多層塑料板用膠水釋放汙染氣體是亟需解決的技術問題。

而環氧樹脂膠粘劑作為一種環保型凝膠材料能夠解決現有建築粘合劑的問題，所述的環氧樹脂膠粘劑是一類由環氧樹脂基料、固化劑、稀釋劑、促進劑和填料配製而成的工程膠粘劑。由於其粘接性能好、功能性好、價格比較低廉、粘接工藝簡便，所以近幾十年來在家電、汽車、水利交通、電子電器和宇航工業領域得到了廣泛的應用。隨著高新技術和納米技術的不斷發展，近年來，對環氧樹脂的改性不斷深入，互穿網絡、化學共聚和納米粒子增韌等方法廣泛應用，由環氧樹脂配製成的各種高性能膠粘劑品種也越來越多。但是它有一個明顯的缺點即固化後韌性不足、耐衝擊性差、容易開裂，該缺點大大限制了環氧樹脂的應用。各種材料的飛速發展對環氧樹脂的特性要求越來越高，環氧樹脂的固化成為環氧樹脂使用研究的重點，人們使用多種方法對環氧樹脂進行固化增韌，從而使它的應用領域更加廣泛。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種運用在多層塑料板粘接的且具有高效阻燃功能較好熱穩定性的膠粘劑的製備方法。

本發明通過下述技術方案實現：一種用於多層塑料板材的阻燃膠粘劑的製備方法，其特徵為在於：具體步驟為：

（1）首先準備製備雙酚s型環氧樹脂的原材料，然後製備好雙酚s型環氧樹脂待用；

（2）然後進行雙酚s型環氧樹脂的改性作業，添加改性劑與製備好的雙酚s型環氧樹脂進行加熱反應，並得到改性環氧樹脂；

（3）然後製備混合固化劑，所述混合固化劑包括793環氧樹脂固化劑40-80份，聚丙二醇二縮水甘油醚10-15份，石墨微粉20-32份，氯化聚乙烯9-25份，阻燃劑18-25份；

（4）將改性環氧樹脂和混合固化劑分別獨立封裝後，再兩兩一起包裝成品。

進一步地，所述步驟（1）中製備雙酚s型環氧樹脂的具體步驟為：

（1.1）準備原料，所述原料為氫氧化鈉、環氧氯丙烷、氫化雙酚a和甲基異丁基酮；

（1.2）以重量份表示，取8-15份的氫氧化鈉，18-26份的環氧氯丙烷，10-12份的雙酚s，14-18份的甲基異丁基酮並按一定比例加入反應釜中，並加入催化劑，然後50-60℃恆溫水浴並攪拌；然後冷凝回流反應22h；

（1.3）然後待反應結束後加入去離子水充分混合後靜置沉澱，然後將上層水層濾出後將剩餘溶液加熱到75℃並加入氫氧化鈉溶液，然後恆溫攪拌反應1-3h；

（1.4）待反應後加入蒸餾水水洗分液，直至分出的水層ph值為中性時，將濾液完全蒸餾過後，得到淺黃色、透明的雙酚s型環氧樹脂。

進一步地，所述步驟（1.3）中的氫氧化鈉的質量分數為28-32%，所述步驟（1.4）中的蒸餾溫度為95-96℃。

進一步地，所述步驟（2）中的改性作業具體步驟為：

（2.1）準備好改性劑，所述改性劑為醋酸乙烯酯乳膠和鄰苯二甲酸二丁酯乳膠，將兩種乳膠破乳後烘乾備用；

（2.2）然後將醋酸乙烯酯乳膠加入雙酚s型環氧樹脂中，然後在為118-138℃溫度條件下反應1.1-2.5h；

（2.3）待反應結束後再加入鄰苯二甲酸二丁酯乳膠，在110-120℃溫度條件下反應1-1.2h，即得到常溫下為稠狀液體的改性環氧樹脂。

進一步地，所述步驟（3）中的製備混合固化劑的具體步驟為：

（3.1）準備好混合固定劑的原材料，所述原材料以重量份表示，793環氧樹脂固化劑40-80份，聚丙二醇二縮水甘油醚10-15份，石墨微粉20-32份，氯化聚乙烯9-25份，阻燃劑18-25份；

（3.2）先取用793環氧樹脂固化劑，並加入氯化聚乙烯和石墨微粉進行混合加熱攪拌1-2h，在攪拌過程中緩慢向其中加入聚丙二醇二縮水甘油醚；

（3.3）然後再加入阻燃劑繼續恆溫攪拌30-50min，即得混合固定劑。

本發明中所述的雙酚s型環氧樹脂化學名稱為雙酚s二縮水甘油醚，簡稱為bps或kgebs，是由雙酚s與環氧氯丙烷在氫氧化鈉催化下製得的，雙酚s型環氧樹脂耐熱性高，熱變形溫度比雙酚a環氧樹脂高60~700c固化物寸穩定，耐溶劑性良好。而793環氧樹脂固化劑既可常溫固化，又可中溫固化，把應放熱峰較低，適用期較長，毒性低，固化物性能良好，韌性好，對金屬、陶瓷、玻璃、塑料等都有良好的膠接性能。進一步地，所述阻燃劑為無滷阻燃劑mpop。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

本發明的方法通過合理控制各反應物之間的配比，合理控制反應條件而製備出一種高耐久性能環氧樹脂膠黏劑，本發明的環氧樹脂得到的環氧樹脂組合物固化而得到的固化物，具有耐溼性、耐熱性優異，並且抗衝擊性等機械特性也優異的性能，粘接性能好，耐久性能好，且製備方法簡單易行，適合工業化生產，較其他環氧樹脂膠黏劑相比，粘接未經嚴格表面處理的金屬和非金屬都具有良好的粘接性能和耐久性能，可應用於膠黏劑領域。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例。

實施例1：

本實施例的一種用於多層塑料板材的阻燃膠粘劑，以重量份表示，包括雙酚s型環氧樹脂基料150-400份，793環氧樹脂固化劑40-80份，聚丙二醇二縮水甘油醚10-15份，石墨微粉20-32份，氯化聚乙烯9-25份，阻燃劑18-25份。

本發明的製備方法，具體步驟為：

（1）首先準備製備雙酚s型環氧樹脂的原材料，以重量份表示，取8-15份的氫氧化鈉，18-26份的環氧氯丙烷，10-12份的雙酚s，14-18份的甲基異丁基酮並按一定比例加入反應釜中，並加入催化劑，然後50-60℃恆溫水浴並攪拌；然後冷凝回流反應22h；

（2）然後待反應結束後加入去離子水充分混合後靜置沉澱，然後將上層水層濾出後將剩餘溶液加熱到75℃並加入氫氧化鈉溶液，然後恆溫攪拌反應1-3h；待反應後加入蒸餾水水洗分液，直至分出的水層ph值為中性時，將濾液完全蒸餾過後，得到淺黃色、透明的雙酚s型環氧樹脂；

（4）然後進行雙酚s型環氧樹脂的改性作業，準備好改性劑，所述改性劑為醋酸乙烯酯乳膠和鄰苯二甲酸二丁酯乳膠，將兩種乳膠破乳後烘乾備用；然後將醋酸乙烯酯乳膠加入雙酚s型環氧樹脂中，然後在為120-140℃溫度條件下反應2-4h；待反應結束後再加入鄰苯二甲酸二丁酯乳膠，在120-140℃溫度條件下反應1-1.2h，即得到常溫下為稠狀液體的改性環氧樹脂；

（5）然後以793環氧樹脂固化劑為原料製備混合固化劑，先取用40-80份的793環氧樹脂固化劑，並加入9-25份的氯化聚乙烯和20-32份的石墨微粉進行混合加熱攪拌1-2h，在攪拌過程中緩慢向其中加入10-15份的聚丙二醇二縮水甘油醚；然後再加入18-25份的阻燃劑繼續恆溫攪拌30-50min，即得混合固定劑；

（6）將改性環氧樹脂和混合固化劑分別獨立封裝後，再兩兩一起包裝成品。

實施例2：

本實施例的一種用於多層塑料板材的阻燃膠粘劑，以重量份表示，所述雙酚s型環氧樹脂基料180份，793環氧樹脂固化劑50份，聚丙二醇二縮水甘油醚11份，石墨微粉22份，氯化聚乙烯11份，阻燃劑18份。

實施例3：

本實施例的一種用於多層塑料板材的阻燃膠粘劑，以重量份表示，所述雙酚s型環氧樹脂基料300份，793環氧樹脂固化劑69份，聚丙二醇二縮水甘油醚13份，石墨微粉27份，氯化聚乙烯18份，阻燃劑22份。

實施例4：

本實施例的一種用於多層塑料板材的阻燃膠粘劑，以重量份表示，所述雙酚s型環氧樹脂基料380份，793環氧樹脂固化劑78份，聚丙二醇二縮水甘油醚15份，石墨微粉31份，氯化聚乙烯24份，阻燃劑25份。

然後將實施例2~4的三種不同配方比例的耐水膠粘劑進行檢測對比，以驗證本發明的實施效果。

1、粘接強度測試：取一組（4個）同樣規格的木製件，在每個木製件對應的接觸面按100g每平方米塗布膠水，每個接觸面的規格為80mm×40mm，之後將兩個木製件的接觸面對應疊合壓緊，疊合時間不超過20分鐘，接觸面施加0.85-1.20mpa壓力，室溫下，裝配時間8小時，解除壓力後再放置16小時，進行強度試驗；4次重複，取平均值；

2、彎曲強度測試：取一組（4個）同規格的塑料製件，然後參照國標號為gb1042-79的塑料彎曲試驗方法進行測試，每組的塑料製件的規格為100×20×15mm；

3、壓縮強度測試：取一組（4個）同規格的塑料製件，然後參照國標號為gb1041-79的塑料壓縮試驗方法進行測試，所測試的塑料製件的橫截面規格為20×15mm，高為10mm；

4、耐水性測試：取一組（4個）同規格的木製件，，在每個木製件對應的接觸面按100g每平方米塗膠水，每個接觸面的規格為80mm×40mm，之後將兩個木製件的接觸面對應疊合壓緊，自然乾燥8小時，在32-40℃水中浸泡，測定開膠時間，4次重複，取平均值；

5、固化時間測試：取雙酚s型環氧樹脂5g放置在燒杯中，保持室溫在20-25℃的條件下，取混合固化劑2.0-2.5g加入燒杯中，並攪拌15-20min後靜置測試其固化時間，4次重複取平均值。

表1

根據試驗結果可知，本發明實施例2~4的粘接強度、彎曲強度、壓縮強度和耐水性都要好於採用普通環氧樹脂膠粘劑的對比實施例，而固化時間也要少於普通環氧樹脂膠粘劑，而本發明的三個實施例之間，可以看到所有測試指標都顯示本發明的配方比例在一定範圍內能夠達到較好的效果，如果太小或太大則會出現明顯的差異，而且通過本發明通過對所有組分配比的調整，各組分之間的協同，既保持高強度，又能夠具有較好的耐水性，具有顯著的創新性。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由權利要求及其等同物限定。