一種綠色環保膠黏劑的製備方法與流程
2023-07-20 02:51:16 1
本發明涉及膠黏劑領域，具體的涉及一種綠色環保膠黏劑的製備方法。
背景技術：
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微膠囊是一種通過成膜物質將囊內空間與囊外空間隔離開來，形成特定幾何結構的微型容器，直徑一般為1～1000μm。微膠囊優點在於形成微膠囊後，芯材料性質不受外界影響被保留下來。Wurster法、相分離法，加上銳孔法(將特殊裝置與固化作用相結合的過程)，這三種主要方法構成了許多新的製備微膠囊方法的工藝基礎。20世紀50年代末到60年代，人們開始研究把合成高分子聚合方法應用於製備微膠囊，其中以界面聚合反應的成功最引人注目。70年代微膠囊製備技術工藝日益成熟，應用範圍也逐漸擴大。80年代以來,微膠囊技術研究取得更大進展，進一步開發出粒徑在納米範圍的微納米膠囊。
用在膠黏劑領域的微膠囊技術進步很快，特別在微膠囊的設計方面，現在可以根據用途提供種類繁多的膠黏劑，以前無法解決的問題，現在通過微膠囊結構的設計，可以得到圓滿解決。應用在膠黏劑製備技術上最多的是核-殼型微膠囊，芯材用於增加膠黏劑塗膜的強度，而殼部用於顯示黏性。但是目前常用的微膠囊膠黏劑的技術還不成熟，而且條件比較苛刻，對設備要求高，大大提高了其製備成本。
技術實現要素：
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本發明的目的是提供一種綠色環保膠黏劑的製備方法，該製備方法條件溫和，對設備要求低，製得的膠黏劑粘性強度高，韌性大，耐腐蝕性能優異，使用壽命久。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種綠色環保膠黏劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)在-60～-100℃下，向反應器中加入氯甲烷作為溶劑、異丁烯作為第一單體、苯乙烯衍生物作為第二單體，混合均勻製得反應體系；
(2)採用主引發劑和共引發劑混合均勻後，再加入醇類或醇胺類作為第三組分，繼續攪拌配製成引發體系，然後加入氯甲烷稀釋，在-60～-100℃下陳化絡合5-30min；
(3)將陳化後的引發體系加入到反應器中引發聚合40-90小時，然後加入預冷甲醇終止反應，真空乾燥，製得聚異丁烯基無規共聚物；
(4)將上述製得的聚異丁烯基無規共聚物分散於加入表面活性劑的丙三醇水溶液中，然後加入環烷油、增塑劑，攪拌混合均勻後，採用恆壓滴液漏鬥將甲苯-2,4二異氰酸酯滴入到上述混合分散液中，繼續攪拌0.5-3h，然後在真空度-0.02MPa，60-100℃下，反應1-2h，過濾烘乾，得到聚氨酯包覆聚異丁烯劑無規共聚物微膠囊膠黏劑。
作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所述醇類為乙醇、正丙醇、異丙醇、異丁醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、環戊醇中的一種，所述醇胺類為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺中的一種。
作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所述主引發劑為水、HCl、二環己基碳二亞胺、2-氯-2,4,4-三甲基戊烷中的一種；所述共引發劑為三氯化鋁、烷基氯化鋁、四氯化鈦中的一種。
作為上述技術方案的優選，步驟(1)中，所述苯乙烯衍生物為對甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、對乙基苯乙烯、間乙基苯乙烯、對丙基苯乙烯、間丙基苯乙烯、異丙基苯乙烯、對叔丁基苯乙烯中的一種。
作為上述技術方案的優選，步驟(1)反應體系中，異丁烯和苯乙烯衍生物的總質量濃度為10-45wt％，異丁烯、苯乙烯衍生物的質量比為(0.5-2.5)：1。
作為上述技術方案的優選，步驟(2)反應體系中，醇類或醇胺類的濃度為1×10-2～1×10-6mol/L。
作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，醇類或醇胺類與共引發劑的摩爾比為(6-18)：1，主引發劑與共引發劑的摩爾比為1：(3-12)。
作為上述技術方案的優選，步驟(4)中，所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種。
作為上述技術方案的優選，步驟(4)中，所述聚異丁烯基無規共聚物、丙三醇、甲苯-2,4二異氰酸酯、環烷油、增塑劑的用量比為(0.1-0.5g)：20mL：(20-30mL)：(4-9ml)：0.05g。
作為上述技術方案的優選，所述烷基氯化鋁為二氯乙基鋁、三氯三乙基二鋁中的一種。
本發明具有以下有益效果：
本發明採用聚氨酯作為壁材，聚異丁烯基無規共聚物作為芯材製得微膠囊膠黏劑，其粘結性能好，易於儲存，耐腐蝕性能好，力學性能好，且製備方法簡單，成本較低。本發明製得的聚異丁烯基無規共聚物可以有效提高膠黏劑的強度，且其性能穩定。
具體實施方式：
為了更好的理解本發明，下面通過實施例對本發明進一步說明，實施例只用於解釋本發明，不會對本發明構成任何限定。
實施例1
一種綠色環保膠黏劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)在-60℃下，向反應器中加入氯甲烷作為溶劑、異丁烯作為第一單體、對鄰甲基苯乙烯作為第二單體，混合均勻製得反應體系；其中，反應體系中，異丁烯和對鄰甲基苯乙烯的總質量濃度為10wt％，異丁烯、對鄰甲基苯乙烯的質量比為0.5：1；
(2)採用水和四氯化鈦混合均勻後，再加入乙醇或N,N-二甲基乙醇胺作為第三組分，繼續攪拌配製成引發體系，然後加入氯甲烷稀釋，在-60℃下陳化絡合5min；其中，乙醇或N,N-二甲基乙醇胺與四氯化鈦的摩爾比為6：1，水與四氯化鈦的摩爾比為1：12；
(3)將陳化後的引發體系加入到反應器中引發聚合40小時，然後加入預冷甲醇終止反應，真空乾燥，製得聚異丁烯基無規共聚物；
(4)將上述製得的聚異丁烯基無規共聚物分散於加入十二烷基硫酸鈉的丙三醇水溶液中，然後加入環烷油、增塑劑，攪拌混合均勻後，採用恆壓滴液漏鬥將甲苯-2,4二異氰酸酯滴入到上述混合分散液中，繼續攪拌0.5h，然後在真空度-0.02MPa，60℃下，反應1h，過濾烘乾，得到聚氨酯包覆聚異丁烯劑無規共聚物微膠囊膠黏劑；其中，聚異丁烯基無規共聚物、丙三醇、甲苯-2,4二異氰酸酯、環烷油、增塑劑的用量比為0.1g：20mL：20mL：4ml：0.05g。
實施例2
一種綠色環保膠黏劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)在-100℃下，向反應器中加入氯甲烷作為溶劑、異丁烯作為第一單體、對叔丁基苯乙烯作為第二單體，混合均勻製得反應體系；其中，反應體系中，異丁烯和對叔丁基苯乙烯的總質量濃度為45wt％，異丁烯、對叔丁基苯乙烯的質量比為2.5：1；
(2)採用2-氯-2,4,4-三甲基戊烷和三氯化鋁混合均勻後，再加入環戊醇或一乙醇胺作為第三組分，繼續攪拌配製成引發體系，然後加入氯甲烷稀釋，在-100℃下陳化絡合30min；其中，環戊醇或一乙醇胺與三氯化鋁的摩爾比為18：1，2-氯-2,4,4-三甲基戊烷與三氯化鋁的摩爾比為1：3；
(3)將陳化後的引發體系加入到反應器中引發聚合90小時，然後加入預冷甲醇終止反應，真空乾燥，製得聚異丁烯基無規共聚物；
(4)將上述製得的聚異丁烯基無規共聚物分散於加入十二烷基苯磺酸鈉的丙三醇水溶液中，然後加入環烷油、增塑劑，攪拌混合均勻後，採用恆壓滴液漏鬥將甲苯-2,4二異氰酸酯滴入到上述混合分散液中，繼續攪拌3h，然後在真空度-0.02MPa，100℃下，反應2h，過濾烘乾，得到聚氨酯包覆聚異丁烯劑無規共聚物微膠囊膠黏劑；其中，聚異丁烯基無規共聚物、丙三醇、甲苯-2,4二異氰酸酯、環烷油、增塑劑的用量比為0.5g：20mL：30mL：9ml：0.05g。
實施例3
一種綠色環保膠黏劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)在-70℃下，向反應器中加入氯甲烷作為溶劑、異丁烯作為第一單體、鄰甲基苯乙烯作為第二單體，混合均勻製得反應體系；其中，反應體系中，異丁烯和鄰甲基苯乙烯的總質量濃度為20wt％，異丁烯、鄰甲基苯乙烯的質量比為1：1；
(2)採用HCl和四氯化鈦混合均勻後，再加入仲丁醇或二乙醇胺作為第三組分，繼續攪拌配製成引發體系，然後加入氯甲烷稀釋，在-70℃下陳化絡合10min；其中，仲丁醇或二乙醇胺與四氯化鈦的摩爾比為8：1，HCl與四氯化鈦的摩爾比為1：5；
(3)將陳化後的引發體系加入到反應器中引發聚合50小時，然後加入預冷甲醇終止反應，真空乾燥，製得聚異丁烯基無規共聚物；
(4)將上述製得的聚異丁烯基無規共聚物分散於加入十二烷基硫酸鈉的丙三醇水溶液中，然後加入環烷油、增塑劑，攪拌混合均勻後，採用恆壓滴液漏鬥將甲苯-2,4二異氰酸酯滴入到上述混合分散液中，繼續攪拌1h，然後在真空度-0.02MPa，70℃下，反應1.2h，過濾烘乾，得到聚氨酯包覆聚異丁烯劑無規共聚物微膠囊膠黏劑；其中，聚異丁烯基無規共聚物、丙三醇、甲苯-2,4二異氰酸酯、環烷油、增塑劑的用量比為0.2g：20mL：20mL：5ml：0.05g。
實施例4
一種綠色環保膠黏劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)在-80℃下，向反應器中加入氯甲烷作為溶劑、異丁烯作為第一單體、間乙基苯乙烯作為第二單體，混合均勻製得反應體系；其中，反應體系中，異丁烯和間乙基苯乙烯的總質量濃度為30wt％，異丁烯、間乙基苯乙烯的質量比為1.5：1；
(2)採用二環己基碳二亞胺和四氯化鈦混合均勻後，再加入叔丁醇或N,N-二甲基乙醇胺作為第三組分，繼續攪拌配製成引發體系，然後加入氯甲烷稀釋，在-80℃下陳化絡合20min；其中，叔丁醇或N,N-二甲基乙醇胺與四氯化鈦的摩爾比為10：1，二環己基碳二亞胺與四氯化鈦的摩爾比為1：7；
(3)將陳化後的引發體系加入到反應器中引發聚合60小時，然後加入預冷甲醇終止反應，真空乾燥，製得聚異丁烯基無規共聚物；
(4)將上述製得的聚異丁烯基無規共聚物分散於加入十二烷基苯磺酸鈉的丙三醇水溶液中，然後加入環烷油、增塑劑，攪拌混合均勻後，採用恆壓滴液漏鬥將甲苯-2,4二異氰酸酯滴入到上述混合分散液中，繼續攪拌1.5h，然後在真空度-0.02MPa，70℃下，反應1.4h，過濾烘乾，得到聚氨酯包覆聚異丁烯劑無規共聚物微膠囊膠黏劑；其中，聚異丁烯基無規共聚物、丙三醇、甲苯-2,4二異氰酸酯、環烷油、增塑劑的用量比為0.3g：20mL：30mL：6ml：0.05g。
實施例5
一種綠色環保膠黏劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)在-90℃下，向反應器中加入氯甲烷作為溶劑、異丁烯作為第一單體、對丙基苯乙烯作為第二單體，混合均勻製得反應體系；其中，反應體系中，異丁烯和對丙基苯乙烯的總質量濃度為35wt％，異丁烯、對丙基苯乙烯的質量比為2：1；
(2)採用2-氯-2,4,4-三甲基戊烷和烷基氯化鋁混合均勻後，再加入正戊醇或N,N-二甲基乙醇胺作為第三組分，繼續攪拌配製成引發體系，然後加入氯甲烷稀釋，在-90℃下陳化絡合25min；其中，正戊醇或N,N-二甲基乙醇胺與烷基氯化鋁的摩爾比為12：1，2-氯-2,4,4-三甲基戊烷與烷基氯化鋁的摩爾比為1：9；
(3)將陳化後的引發體系加入到反應器中引發聚合70小時，然後加入預冷甲醇終止反應，真空乾燥，製得聚異丁烯基無規共聚物；
(4)將上述製得的聚異丁烯基無規共聚物分散於加入十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉的丙三醇水溶液中，然後加入環烷油、增塑劑，攪拌混合均勻後，採用恆壓滴液漏鬥將甲苯-2,4二異氰酸酯滴入到上述混合分散液中，繼續攪拌2h，然後在真空度-0.02MPa，80℃下，反應1.6h，過濾烘乾，得到聚氨酯包覆聚異丁烯劑無規共聚物微膠囊膠黏劑；其中，聚異丁烯基無規共聚物、丙三醇、甲苯-2,4二異氰酸酯、環烷油、增塑劑的用量比為0.4g：20mL：20mL：7ml：0.05g。
實施例6
一種綠色環保膠黏劑的製備方法，包括以下步驟：
(1)在-95℃下，向反應器中加入氯甲烷作為溶劑、異丁烯作為第一單體、異丙基苯乙烯作為第二單體，混合均勻製得反應體系；其中，反應體系中，異丁烯和異丙基苯乙烯的總質量濃度為40wt％，異丁烯、異丙基苯乙烯的質量比為2.2：1；
(2)採用二環己基碳二亞胺和四氯化鈦混合均勻後，再加入環戊醇或三乙醇胺作為第三組分，繼續攪拌配製成引發體系，然後加入氯甲烷稀釋，在-95℃下陳化絡合25min；其中，環戊醇或三乙醇胺與共引發劑的摩爾比為14：1，二環己基碳二亞胺與四氯化鈦的摩爾比為1：11；
(3)將陳化後的引發體系加入到反應器中引發聚合80小時，然後加入預冷甲醇終止反應，真空乾燥，製得聚異丁烯基無規共聚物；
(4)將上述製得的聚異丁烯基無規共聚物分散於加入十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉的丙三醇水溶液中，然後加入環烷油、增塑劑，攪拌混合均勻後，採用恆壓滴液漏鬥將甲苯-2,4二異氰酸酯滴入到上述混合分散液中，繼續攪拌2.5h，然後在真空度-0.02MPa，90℃下，反應1.8h，過濾烘乾，得到聚氨酯包覆聚異丁烯劑無規共聚物微膠囊膠黏劑；其中，聚異丁烯基無規共聚物、丙三醇、甲苯-2,4二異氰酸酯、環烷油、增塑劑的用量比為0.45g：20mL：20mL：8ml：0.05g。
本發明製得的微膠囊膠黏劑可在120℃下1h內固化，室溫儲存期兩個月以上，且其浸泡在濃酸溶液中，表面幾乎無腐蝕點，耐腐蝕性能優異。