一種雙組份室溫固化膠粘劑及其製造方法和應用的製作方法

2023-08-11 02:38:36 2

專利名稱：：一種雙組份室溫固化膠粘劑及其製造方法和應用的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種雙組份室溫固化膠粘劑及其製造方法和用途。具體說是一種專用於聚苯乙烯(PS)板材與聚氯乙烯(PVC)薄膜的粘接，及這兩種材料各類型材的自粘及相互之間粘接的膠粘劑。
背景技術：
：目前，國內能用於大型PS板材與軟PVC薄膜複合進行自動化流水作業的室溫固化膠粘劑的品種很少，大多都存在著複合強度較低、適用性較差等問題，其中有一種單組份室溫固化膠粘劑的複合強度比較高，但卻存在著不能按使用季節氣溫變化調節固化速度問題，即冬天氣溫低，固化速度慢，夏天氣溫高，固化速度快，不適應大批量流水作業的需要。多年來，這類企業一直在尋找一種能解決上述問題的新膠粘劑。
發明內容本發明的目的在於克服現有技術的上述不足而提供一種採用氧化一還原引發體系製成的雙組份室溫固化膠粘劑，該雙組份室溫固化膠粘劑通過調節兩組份配比，不僅解決了大型PS板材與軟PVC薄膜複合流水作業存在的不同季節固化速度不可調問題，而且它還具有適用於各種PS、PVC型材自粘及互粘的通用性，粘合強度高。本發明的另一個目的在於提供上述雙組份室溫固化膠粘劑的製造方法。本發明的目的還在於提供上述雙組份室溫固化膠粘劑在PS板材與軟PVC薄膜複合，及這兩種材料各類型材的自粘及相互之間粘接中的應用。本發明的設計思想是分析聚苯乙烯(PS)板材與聚氯乙烯(PVC)薄膜難以粘合牢固的主要原因是它們分子結構的差異較大，PVC的極性較強，而PS的極性則較弱、表面能較低。要將兩者粘合牢固首先要解決膠粘劑對兩種材料的浸潤性，只有當液態膠粘劑的表面張力接近固態被粘物的表面張力時，它們之間的接觸角最小，浸潤情況最好。有關資料介紹了部分高分子材料的表面張力如下表部分高分子材料的表面張力名稱表面張力rsxl03(N.M-1)名稱表面張力rsxl03(N.M-1)聚甲基丙烯酸甲酯42聚丙烯酸酯26.9硬質聚氯乙烯42聚四氟乙烯19聚苯乙烯36聚碳酸酯40聚乙烯32聚酯40聚丙烯34聚乙烯基醚36甲基丙烯酸甲酯單體對被粘PS、PVC基材的滲透力比較強，使它們的表面有所溶解，在進行游離基聚合中，甲基丙烯酸甲酯增長鏈游離基與PS結構上的aH有較強的接枝傾向，與PVC有較強的親和力。在對被粘物極性、被粘物浸潤性、被粘物表面的溶解性及原材料價格、自動化流水作業工藝、不同季節室溫固化速度等多種因素研究的基礎之上，提供了本發明的技術方案。本發明的技術方案是選擇甲基丙烯酸甲酯單體、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)為膠粘劑的主體材料，選用能溶解被粘物表面的混合溶劑，採用氧化一還原引發體系，在室溫下進行游離基聚合過程中，甲基丙烯酸甲酯的增長鏈可在膠粘劑中的PS、PMMA大分子之間穿梭，也可與被粘物PS、PVC界面上aH、雙鍵等發生接枝反應，這樣膠粘劑與被粘物界面分子產生的相互纏繞，增強了粘接界面的物理鍵結合力。本發明的示意單元結構式為seeoriginaldocumentpage5R為大分子烴基該雙組份膠的產品指標如下，以下含量都為重量百分比:(1)外觀無色或淺黃色透明粘稠液體；(2)甲組份固含量20~50%(3)乙組份固含量30~56%(4)貯存期半年。甲組份各物質用量以重量百分比計為聚甲基丙烯酸甲酯10~40%聚苯乙烯10~40%有機溶劑45~76%有機過氧化物引發劑14%乙組份各物質用量以重量百分比計為甲基丙烯酸甲酯3056%有機溶劑40~69%促進劑14%本發明的製備方法及其步驟包括a、甲組份的製備在溶解釜中加入有機溶劑，攪拌狀態下加入聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解後，加入有機過氧化物引發劑，再次攪拌均勻，製得甲組份。b、乙組份的製備在另一溶解釜中加入有機溶劑、甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻後再加入促進劑，繼續攪勻，製得乙組份。本發明的主要化學反應式如下(1)甲基丙烯酸甲酯單體與引發劑游離基的鏈增長反應seeoriginaldocumentpage62)大分子游離基與被粘物PS界面上的aH進行接枝反應，生成聚苯乙烯游離基seeoriginaldocumentpage6(3)聚苯乙烯游離基與甲基丙烯酸甲酯單體進行鏈增長接枝反應seeoriginaldocumentpage7(4)界面上聚氯乙烯端頭的雙鍵或活潑氫與大分子游離基的接枝反應，生成聚氯乙烯游離基seeoriginaldocumentpage7(5)聚氯乙烯游離基與甲基丙烯酸甲酯單體發生鏈增長接枝反應seeoriginaldocumentpage7式中R為引發劑游離基，R』為大分子游離基，R』、R〃為長鏈烴基從上述化學反應式可以看出甲基丙烯酸甲酯單體在進行游離基聚合過程中，與膠粘劑中的PMMA、PS和粘接界面被溶解的PS、PVC大分子之間存在著接枝反應，它們的相互纏繞及共價鍵力增強了膠粘劑與界面的結合力。步驟a中所述的有機過氧化物引發劑為氧化一還原引發體系的過氧化二苯甲醯、過氧化甲乙酮、過氧化環已酮等。步驟b中所述的促進劑為氧化一還原引發體系的叔胺(二甲基苯胺、二乙基苯胺等)和金屬離子(環烷酸鈷、環垸酸鋅、環垸酸錳、辛酸鈷等)。本發明所說的有機溶劑為甲苯、乙基苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、環已酮，及其中兩種或兩種以上的混合物。本發明的雙組份室溫固化膠粘刑在聚苯乙烯板材與聚氯乙烯薄膜的複合，及這兩種材料各類型材的自粘及相互之間粘接中的應用，甲、乙組份配比根據用戶對固化速度的要求和使用季節溫溼度變化而調整，其甲、乙兩組份重量配比為甲組份乙組份=10:3~10。若用戶要求固化速度快，則乙組份用量增加；若冬天氣溫較低，則乙組份用量也增加。本發明與現有大型PS板材與軟PVC薄膜複合自動化流水線使用的單組份膠粘劑的製造技術完全不同。現有技術的單組份膠，雖然在粘接界面也能形成較高的粘接力，但是氣溫變化後固化速度不能控制，達不到工業大批量生產的要求。本發明採用了氧化一還原引發體系將膠粘劑製成室溫固化的雙組份，便於用戶按不同季節調整固化速度，滿足流水作業需要；採用了游離基引發不飽和單體聚合，使膠粘劑與兩個被粘物界面產生相互纏繞和接枝，強化了粘接界面的物理鍵結合力，使整體粘合強度大大提高，破壞性試驗發生在被粘物上。本發明與現有技術相比具有如下優點一、雙組份，室溫固化速度可調。本發明採用氧化一還原引發體系製成兩個組份，其配比可根據用戶對固化速度快慢和不同季節溫度變化進行調整，便於大型材料自動化流水作業。二、固化速度快。流水作業PS板材與PVC薄膜複合，經壓輥溫度70—8(TC滾壓後立刻即可定位，8小時以內粘合牢固，24小時可達到最大粘合強度。三、製造工藝簡單，不需要反應釜，只需混合釜將各組份混合均勻即可。四、膠粘劑與被粘物界面產生的纏繞和接枝，加強了粘接界面的物理鍵結合力，使粘接強度提高，破壞性試驗發生在基材上。五、應用範圍廣，適合於PS、PVC各類型材的自粘和互粘，經本產品複合的裝飾板材，具有優異的外觀質量和極高的粘合強度。為了更好地實施本發明，現舉出如下實施例對本發明作進一步的說明。具體實施例方式實施例1甲組份的製備在溶解釜中加入48克甲苯和43.2克乙基苯溶劑，在攪拌狀態下加入9.6克聚苯乙烯及16.8克聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解後，加入4.8克過氧化苯甲醯，再次攪拌均勻，製得120克固含量為22%的甲組份。乙組份的製備在另一溶解釜中加入48克甲苯、49克甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻後再加入3克二甲基苯胺，繼續攪勻，製得100克固含量為52%的乙組份。實施例2甲組份的製備在溶解釜中加入52.5克二甲苯和46.5克乙基苯溶劑，在攪拌狀態下加入24克聚苯乙烯及21克聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解後，加入4.5克過氧化甲乙酮，再次攪拌均勻，製得150克固含量為33%的甲組份。乙組份的製備在另一溶解釜中加入45.6克甲苯、26.4克二甲苯、45.6克甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻後再加入2.4克環垸酸鈷，繼續攪勻，製得120克固含量為40%的乙組份。實施例3甲組份的製備在溶解釜中加入36克甲苯、39.6克醋酸乙酯和55.8克乙基苯溶劑，在攪拌狀態下加入18克聚苯乙烯及28.8克聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解後，加入5.4克過氧化環已酮，再次攪拌均勻，製得180克固含量為29%的甲組份。乙組份的製備在另一溶解釜中加入39克甲苯、29.9克醋酸丁酯、58.5克甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻後再加入2.6克辛酸鈷、1.3克二乙基苯胺，繼續攪勻，製得130克固含量為48%的乙組份。實施例4甲組份的製備在溶解釜中加入47.5克甲苯和70.3克乙基苯溶劑，在攪拌狀態下加入38克聚苯乙烯及30.4克聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解後，加入3.8克過氧化苯甲醯，再次攪拌均勻，製得190克固含量為38%的甲組份。乙組份的製備在另一溶解釜中加入26.4克甲苯、47.3克環已酮、35.2克甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻後再加入4.4克二甲基苯胺，繼續攪勻，製得110克固含量為36%的乙組份。應用實施例1實施例1的甲組份50克和乙組份15克混合，用於PS板材與軟PVC薄膜複合，經壓輥溫度70—80°C滾壓後立刻初粘定位，在20°C左右室溫下固化1天後，按/T2790"1995《膠粘劑180。剝離強度試驗方法撓性材料對剛性材料》進行180。剝離強度試驗，破壞發生在PS板或PVC薄膜上。應用實施例2實施例2的甲組份50克和乙組份45克混合，用於PS板與PS板粘接，在25°。固化1天後，按GB6328—86《膠粘劑剪切衝擊強度試驗方法》進行兩個試塊膠接後的剪切衝擊強度試驗，PS板被剪斷。應用實施例3實施例3的甲組份50克和乙組份25克混合，用於軟PCV薄膜與軟PVC薄膜複合，在20°C固化1天後，按/T2791—1995《膠粘劑T剝離強度試驗方法撓性材料對撓性材料》進行T型剝離強度試驗，PVC薄膜被撕破。權利要求1、一種雙組份室溫固化膠粘劑，其特徵在於其示意單元結構式為R為長鏈烴基該雙組份膠的產品指標如下，以下含量都為重量百分比(1)外觀無色或淺黃色透明液體；(2)甲組份固含量20～50％(3)乙組份固含量30～56％(4)貯存期半年。2、一種權利要求1所述的雙組份室溫固化膠粘劑的製造方法，其步驟包括:a、甲組份的製備在溶解釜中加入有機溶劑，攪拌狀態下加入聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解後，加入有機過氧化物引發劑，再次攪拌均勻，製得甲組份；b、乙組份的製備在另一溶解釜中加入有機溶劑、甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻後再加入促進劑，繼續攪勻，製得乙組份；其中甲組份各物質用量以重量百分比計為聚甲基丙烯酸甲酯10~40%:聚苯乙烯1040%;有機溶劑45~76%;有機過氧化物引發劑1~4%;其中乙組份各物質用量以重量百分比計為甲基丙烯酸甲酯30~56%;有機溶劑40~69%;促進劑1~4%。3、根據權利要求2所述的一種雙組份室溫固化膠粘劑的製造方法，其特徵在於步驟a中所述的有機過氧化物引發劑為氧化一還原引發體系的過氧化二苯甲醯、過氧化甲乙酮或過氧化環已酮。4、根據權利要求2所述的一種雙組份室溫固化膠粘劑的製造方法，其特徵在於步驟b中所述的促進劑為氧化一還原引發體系的叔胺包括二甲基苯胺、或二乙基苯胺；或/和金屬離子包括環烷酸鈷、環垸酸鋅、環垸酸錳或辛酸鈷。5、根據權利要求2所述的一種雙組份室溫固化膠粘劑的製造方法，其特徵在於所述有機溶劑為甲苯、乙基苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、環已酮，及其中兩種或兩種以上的混合物。6、一種權利要求1所述的雙組份室溫固化膠粘劑在聚苯乙烯板材與聚氯乙烯薄膜的複合，及這兩種材料各類型材的自粘及相互之間粘接中的應用。7、根據權利要求6所述的雙組份室溫固化膠粘劑的應用，其特徵在於所述雙組份室溫固化膠粘劑，其甲、乙兩組份重量配比為甲組份乙組份=10:3~10。全文摘要一種雙組份室溫固化膠粘劑及其製造方法和應用，包括在溶解釜中加入有機溶劑，攪拌狀態下加入聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解後，加入有機過氧化物引發劑，製得甲組份在另一溶解釜中加入有機溶劑、甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻後再加入促進劑，製得乙組份。甲乙組份配比按使用季節溫溼度變化而調整。本產品專用於PS板材與PVC薄膜之間的粘接，以及這兩種材料各類型材的自粘與互粘，解決了PS與PCV兩種材料因極性相差大，其片材、板材、薄膜等型材相互之間難以粘接牢固的問題。本發明製備工藝簡單，使用方便，用戶可根據對固化速度的要求及氣候變化調整兩組份配比，粘合接頭牢固，破壞性試驗發生在基材上。文檔編號C09J4/06GK101343520SQ20071005271公開日2009年1月14日申請日期2007年7月9日優先權日2007年7月9日發明者何紹群,周建明申請人:周建明