專利名稱：：一種雙組份室溫固化膠粘劑及其制造方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種雙組份室溫固化膠粘劑及其制造方法和用途。具體說是一種專用于聚苯乙烯(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(shù)：
：目前，國(guó)內(nèi)能用于大型PS板材與軟PVC薄膜復(fù)合進(jìn)行自動(dòng)化流水作業(yè)的室溫固化膠粘劑的品種很少，大多都存在著復(fù)合強(qiáng)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復(fù)合強(qiáng)度比較高，但卻存在著不能按使用季節(jié)氣溫變化調(diào)節(jié)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(yīng)大批量流水作業(yè)的需要。多年來(lái)，這類企業(yè)一直在尋找一種能解決上述問題的新膠粘劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種采用氧化一還原引發(fā)體系制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(diào)節(jié)兩組份配比，不僅解決了大型PS板材與軟PVC薄膜復(fù)合流水作業(yè)存在的不同季節(jié)固化速度不可調(diào)問題，而且它還具有適用于各種PS、PVC型材自粘及互粘的通用性，粘合強(qiáng)度高。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述雙組份室溫固化膠粘劑的制造方法。本發(fā)明的目的還在于提供上述雙組份室溫固化膠粘劑在PS板材與軟PVC薄膜復(fù)合，及這兩種材料各類型材的自粘及相互之間粘接中的應(yīng)用。本發(fā)明的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)的差異較大，PVC的極性較強(qiáng)，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(duì)兩種材料的浸潤(rùn)性，只有當(dāng)液態(tài)膠粘劑的表面張力接近固態(tài)被粘物的表面張力時(shí)，它們之間的接觸角最小，浸潤(rùn)情況最好。有關(guān)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<table><row><column>名稱</column><column>表面張力rsxl03(N.M-1)</column><column>名稱</column><column>表面張力rsxl03(N.M-1)</column></row><row><column>聚甲基丙烯酸甲酯</column><column>42</column><column>聚丙烯酸酯</column><column>26.9</column></row><row><column>硬質(zhì)聚氯乙烯</column><column>42</column><column>聚四氟乙烯</column><column>19</column></row><row><column>聚苯乙烯</column><column>36</column><column>聚碳酸酯</column><column>40</column></row><row><column>聚乙烯</column><column>32</column><column>聚酯</column><column>40</column></row><row><column>聚丙烯</column><column>34</column><column>聚乙烯基醚</column><column>36</column></row><table>甲基丙烯酸甲酯單體對(duì)被粘PS、PVC基材的滲透力比較強(qiáng)，使它們的表面有所溶解，在進(jìn)行游離基聚合中，甲基丙烯酸甲酯增長(zhǎng)鏈游離基與PS結(jié)構(gòu)上的aH有較強(qiáng)的接枝傾向，與PVC有較強(qiáng)的親和力。在對(duì)被粘物極性、被粘物浸潤(rùn)性、被粘物表面的溶解性及原材料價(jià)格、自動(dòng)化流水作業(yè)工藝、不同季節(jié)室溫固化速度等多種因素研究的基礎(chǔ)之上，提供了本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的技術(shù)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，采用氧化一還原引發(fā)體系，在室溫下進(jìn)行游離基聚合過程中，甲基丙烯酸甲酯的增長(zhǎng)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(fā)生接枝反應(yīng)，這樣膠粘劑與被粘物界面分子產(chǎn)生的相互纏繞，增強(qiáng)了粘接界面的物理鍵結(jié)合力。本發(fā)明的示意單元結(jié)構(gòu)式為<formula>seeoriginaldocumentpage5</formula>R為大分子烴基該雙組份膠的產(chǎn)品指標(biāo)如下，以下含量都為重量百分比:(1)外觀無(wú)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(zhì)用量以重量百分比計(jì)為聚甲基丙烯酸甲酯10~40%聚苯乙烯10~40%有機(jī)溶劑45~76%有機(jī)過氧化物引發(fā)劑14%乙組份各物質(zhì)用量以重量百分比計(jì)為甲基丙烯酸甲酯3056%有機(jī)溶劑40~69%促進(jìn)劑14%本發(fā)明的制備方法及其步驟包括a、甲組份的制備在溶解釜中加入有機(jī)溶劑，攪拌狀態(tài)下加入聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解后，加入有機(jī)過氧化物引發(fā)劑，再次攪拌均勻，制得甲組份。b、乙組份的制備在另一溶解釜中加入有機(jī)溶劑、甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻后再加入促進(jìn)劑，繼續(xù)攪勻，制得乙組份。本發(fā)明的主要化學(xué)反應(yīng)式如下(1)甲基丙烯酸甲酯單體與引發(fā)劑游離基的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)<formula>seeoriginaldocumentpage6</formula>2)大分子游離基與被粘物PS界面上的aH進(jìn)行接枝反應(yīng)，生成聚苯乙烯游離基<formula>seeoriginaldocumentpage6</formula>(3)聚苯乙烯游離基與甲基丙烯酸甲酯單體進(jìn)行鏈增長(zhǎng)接枝反應(yīng)<formula>seeoriginaldocumentpage7</formula>(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(yīng)，生成聚氯乙烯游離基<formula>seeoriginaldocumentpage7</formula>(5)聚氯乙烯游離基與甲基丙烯酸甲酯單體發(fā)生鏈增長(zhǎng)接枝反應(yīng)<formula>seeoriginaldocumentpage7</formula>式中R為引發(fā)劑游離基，R’為大分子游離基，R’、R〃為長(zhǎng)鏈烴基從上述化學(xué)反應(yīng)式可以看出甲基丙烯酸甲酯單體在進(jìn)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(yīng)，它們的相互纏繞及共價(jià)鍵力增強(qiáng)了膠粘劑與界面的結(jié)合力。步驟a中所述的有機(jī)過氧化物引發(fā)劑為氧化一還原引發(fā)體系的過氧化二苯甲酰、過氧化甲乙酮、過氧化環(huán)已酮等。步驟b中所述的促進(jìn)劑為氧化一還原引發(fā)體系的叔胺(二甲基苯胺、二乙基苯胺等)和金屬離子(環(huán)烷酸鈷、環(huán)垸酸鋅、環(huán)垸酸錳、辛酸鈷等)。本發(fā)明所說的有機(jī)溶劑為甲苯、乙基苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、環(huán)已酮，及其中兩種或兩種以上的混合物。本發(fā)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復(fù)合，及這兩種材料各類型材的自粘及相互之間粘接中的應(yīng)用，甲、乙組份配比根據(jù)用戶對(duì)固化速度的要求和使用季節(jié)溫濕度變化而調(diào)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(fā)明與現(xiàn)有大型PS板材與軟PVC薄膜復(fù)合自動(dòng)化流水線使用的單組份膠粘劑的制造技術(shù)完全不同?，F(xiàn)有技術(shù)的單組份膠，雖然在粘接界面也能形成較高的粘接力，但是氣溫變化后固化速度不能控制，達(dá)不到工業(yè)大批量生產(chǎn)的要求。本發(fā)明采用了氧化一還原引發(fā)體系將膠粘劑制成室溫固化的雙組份，便于用戶按不同季節(jié)調(diào)整固化速度，滿足流水作業(yè)需要；采用了游離基引發(fā)不飽和單體聚合，使膠粘劑與兩個(gè)被粘物界面產(chǎn)生相互纏繞和接枝，強(qiáng)化了粘接界面的物理鍵結(jié)合力，使整體粘合強(qiáng)度大大提高，破壞性試驗(yàn)發(fā)生在被粘物上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)一、雙組份，室溫固化速度可調(diào)。本發(fā)明采用氧化一還原引發(fā)體系制成兩個(gè)組份，其配比可根據(jù)用戶對(duì)固化速度快慢和不同季節(jié)溫度變化進(jìn)行調(diào)整，便于大型材料自動(dòng)化流水作業(yè)。二、固化速度快。流水作業(yè)PS板材與PVC薄膜復(fù)合，經(jīng)壓輥溫度70—8(TC滾壓后立刻即可定位，8小時(shí)以內(nèi)粘合牢固，24小時(shí)可達(dá)到最大粘合強(qiáng)度。三、制造工藝簡(jiǎn)單，不需要反應(yīng)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(chǎn)生的纏繞和接枝，加強(qiáng)了粘接界面的物理鍵結(jié)合力，使粘接強(qiáng)度提高，破壞性試驗(yàn)發(fā)生在基材上。五、應(yīng)用范圍廣，適合于PS、PVC各類型材的自粘和互粘，經(jīng)本產(chǎn)品復(fù)合的裝飾板材，具有優(yōu)異的外觀質(zhì)量和極高的粘合強(qiáng)度。為了更好地實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)舉出如下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1甲組份的制備在溶解釜中加入48克甲苯和43.2克乙基苯溶劑，在攪拌狀態(tài)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，待固體料全部溶解后，加入4.8克過氧化苯甲酰，再次攪拌均勻，制得120克固含量為22%的甲組份。乙組份的制備在另一溶解釜中加入48克甲苯、49克甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻后再加入3克二甲基苯胺，繼續(xù)攪勻，制得100克固含量為52%的乙組份。實(shí)施例2甲組份的制備在溶解釜中加入52.5克二甲苯和46.5克乙基苯溶劑，在攪拌狀態(tài)下加入24克聚苯乙烯及21克聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解后，加入4.5克過氧化甲乙酮，再次攪拌均勻，制得150克固含量為33%的甲組份。乙組份的制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，攪拌均勻后再加入2.4克環(huán)垸酸鈷，繼續(xù)攪勻，制得120克固含量為40%的乙組份。實(shí)施例3甲組份的制備在溶解釜中加入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(tài)下加入18克聚苯乙烯及28.8克聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解后，加入5.4克過氧化環(huán)已酮，再次攪拌均勻，制得180克固含量為29%的甲組份。乙組份的制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，攪拌均勻后再加入2.6克辛酸鈷、1.3克二乙基苯胺，繼續(xù)攪勻，制得130克固含量為48%的乙組份。實(shí)施例4甲組份的制備在溶解釜中加入47.5克甲苯和70.3克乙基苯溶劑，在攪拌狀態(tài)下加入38克聚苯乙烯及30.4克聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解后，加入3.8克過氧化苯甲酰，再次攪拌均勻，制得190克固含量為38%的甲組份。乙組份的制備在另一溶解釜中加入26.4克甲苯、47.3克環(huán)已酮、35.2克甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻后再加入4.4克二甲基苯胺，繼續(xù)攪勻，制得110克固含量為36%的乙組份。應(yīng)用實(shí)施例1實(shí)施例1的甲組份50克和乙組份15克混合，用于PS板材與軟PVC薄膜復(fù)合，經(jīng)壓輥溫度70—80°C滾壓后立刻初粘定位，在20°C左右室溫下固化1天后，按/T2790"1995《膠粘劑180。剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法撓性材料對(duì)剛性材料》進(jìn)行180。剝離強(qiáng)度試驗(yàn)，破壞發(fā)生在PS板或PVC薄膜上。應(yīng)用實(shí)施例2實(shí)施例2的甲組份50克和乙組份45克混合，用于PS板與PS板粘接，在25°。固化1天后，按GB6328—86《膠粘劑剪切沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)方法》進(jìn)行兩個(gè)試塊膠接后的剪切沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)，PS板被剪斷。應(yīng)用實(shí)施例3實(shí)施例3的甲組份50克和乙組份25克混合，用于軟PCV薄膜與軟PVC薄膜復(fù)合，在20°C固化1天后，按/T2791—1995《膠粘劑T剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法撓性材料對(duì)撓性材料》進(jìn)行T型剝離強(qiáng)度試驗(yàn)，PVC薄膜被撕破。權(quán)利要求1、一種雙組份室溫固化膠粘劑，其特征在于其示意單元結(jié)構(gòu)式為R為長(zhǎng)鏈烴基該雙組份膠的產(chǎn)品指標(biāo)如下，以下含量都為重量百分比(1)外觀無(wú)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(quán)利要求1所述的雙組份室溫固化膠粘劑的制造方法，其步驟包括:a、甲組份的制備在溶解釜中加入有機(jī)溶劑，攪拌狀態(tài)下加入聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解后，加入有機(jī)過氧化物引發(fā)劑，再次攪拌均勻，制得甲組份；b、乙組份的制備在另一溶解釜中加入有機(jī)溶劑、甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻后再加入促進(jìn)劑，繼續(xù)攪勻，制得乙組份；其中甲組份各物質(zhì)用量以重量百分比計(jì)為聚甲基丙烯酸甲酯10~40%:聚苯乙烯1040%;有機(jī)溶劑45~76%;有機(jī)過氧化物引發(fā)劑1~4%;其中乙組份各物質(zhì)用量以重量百分比計(jì)為甲基丙烯酸甲酯30~56%;有機(jī)溶劑40~69%;促進(jìn)劑1~4%。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙組份室溫固化膠粘劑的制造方法，其特征在于步驟a中所述的有機(jī)過氧化物引發(fā)劑為氧化一還原引發(fā)體系的過氧化二苯甲酰、過氧化甲乙酮或過氧化環(huán)已酮。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙組份室溫固化膠粘劑的制造方法，其特征在于步驟b中所述的促進(jìn)劑為氧化一還原引發(fā)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(huán)烷酸鈷、環(huán)垸酸鋅、環(huán)垸酸錳或辛酸鈷。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙組份室溫固化膠粘劑的制造方法，其特征在于所述有機(jī)溶劑為甲苯、乙基苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、環(huán)已酮，及其中兩種或兩種以上的混合物。6、一種權(quán)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復(fù)合，及這兩種材料各類型材的自粘及相互之間粘接中的應(yīng)用。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙組份室溫固化膠粘劑的應(yīng)用，其特征在于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制造方法和應(yīng)用，包括在溶解釜中加入有機(jī)溶劑，攪拌狀態(tài)下加入聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯顆粒料，待固體料全部溶解后，加入有機(jī)過氧化物引發(fā)劑，制得甲組份在另一溶解釜中加入有機(jī)溶劑、甲基丙烯酸甲酯，攪拌均勻后再加入促進(jìn)劑，制得乙組份。甲乙組份配比按使用季節(jié)溫濕度變化而調(diào)整。本產(chǎn)品專用于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(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，使用方便，用戶可根據(jù)對(duì)固化速度的要求及氣候變化調(diào)整兩組份配比，粘合接頭牢固，破壞性試驗(yàn)發(fā)生在基材上。文檔編號(hào)C09J4/06GK101343520SQ20071005271公開日2009年1月14日申請(qǐng)日期2007年7月9日優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日發(fā)明者何紹群,周建明申請(qǐng)人:周建明