專利名稱：節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑及其制備方法，該粘合劑適用于節(jié)能燈玻璃球泡與燈頭塑料件之間的粘合，屬于水基粘合劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人類社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)和節(jié)能越來越受到人們重視，節(jié)能燈的推廣使用成為節(jié)電領(lǐng)域里的一項(xiàng)重大措施。目前，世界每年生產(chǎn)節(jié)能燈近百億支，主要產(chǎn)地在中國。用來保護(hù)節(jié)能燈燈管的玻璃球泡與燈頭塑料件之間連接的主要靠膠粘劑(下稱泡口膠)來膠接。近年來，我國各節(jié)能燈生產(chǎn)廠家采用的泡口膠主要有熱固性酚醛樹 脂加填料型膠粘劑，單、雙組份熱固性環(huán)氧樹脂加填料型膠粘劑，單、雙組份聚氨醋膠和單、 雙組份硅酮硫化膠粘劑等，這些膠有的存在環(huán)境污染、有的制造工藝復(fù)雜、成本高，幾乎都存在著在生產(chǎn)和使用過程中易出現(xiàn)玻璃球泡爆裂等方面的問題，不能滿足國家對環(huán)保、安全、節(jié)能燈的質(zhì)量和使用壽命方面的要求。為了克服上述粘合劑的不足，人們開始應(yīng)用聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液，俗稱白乳膠來作為泡口膠的成膜物質(zhì)。因?yàn)榘兹槟z是無毒、無臭的熱塑性聚合物，具有良好的粘接、耐光、不易老化等性能，是水基復(fù)合膠粘劑的重要基材，被認(rèn)為是一種綠色環(huán)保型膠粘劑。目前，部分節(jié)能燈生產(chǎn)企業(yè)正在使用白乳膠基材的節(jié)能燈粘合劑。但由于醋酸乙烯酯單體自身的特點(diǎn)，以及乳液聚合工藝的因素，使得白乳膠存在一些不足。比如，此聚合物乳液耐水性和耐濕性較差，在潮濕環(huán)境中均攤開膠；耐熱性差，固化后的膠層具有熱塑性，軟化點(diǎn)低，只有45-90°C，固化后的膠層在軟化點(diǎn)以上就出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，使粘接強(qiáng)度急劇下降；耐凍融性差，(TC以下就會(huì)凍結(jié)，產(chǎn)生破乳現(xiàn)象。另外，當(dāng)白乳膠與填料、顏料和助劑研磨制得泡口膠后，干燥速度較慢，干燥溫度較高，同時(shí)干燥過程中伴有大量氣泡，導(dǎo)致固化后的粘合劑內(nèi)部存在較多孔隙，降低了粘接強(qiáng)度。為此，目前急需研制新一代成本低、在生產(chǎn)和使用過程中不出現(xiàn)玻璃球泡泡口爆裂的環(huán)保型節(jié)能燈泡口膠。丙烯酸酯膠粘劑就是較為理想的一種膠粘劑，它是由丙烯酸酯單體與不飽和烯烴類單體通過聚合、再添加適量助劑制備而成。由于丙烯酸酯單體中含有酯基，這種酯基屬于氫鍵結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的結(jié)合力。該膠粘劑的粘接性能優(yōu)良，又因原材料屬于熱塑性結(jié)構(gòu)，其溶解性好，膠的制備比較簡單易行，投資少，見效快，加上其優(yōu)異的粘接性，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)以及人們?nèi)粘Ｉ钪杏猛緲O為廣泛，已成為不可短缺的、人們所依賴的膠種之一。丙烯酸酯膠粘劑屬于傳統(tǒng)膠系列，其品種多樣，質(zhì)量穩(wěn)定，用量大，特別是近年來，隨著新技術(shù)在其選材、配方設(shè)計(jì)和制備中的廣泛利用，使這一傳統(tǒng)膠種充滿了生機(jī)與活力，呈現(xiàn)出極為光明的發(fā)展前景。鑒于目前市場上應(yīng)用的節(jié)能燈泡口膠的特點(diǎn)，將丙烯酸酯類共聚物乳液引入到泡品膠制品中，將有助于提高節(jié)能燈的質(zhì)量，并形成節(jié)能燈專用膠系列。綜觀國內(nèi)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫，涉及節(jié)能燈專用膠方面的資料很少，大部分?jǐn)⑹龅氖潜┧狨ヮ愓澈蟿┑闹苽渑c改性，以及在皮革、造紙、紡織印染、塑料工業(yè)和金屬制品方面的應(yīng)用。2007年張恩天申請了 “節(jié)能燈玻璃球泡與燈頭塑料件膠接用膠粘劑及其制備方法”的專利(申請?zhí)?00710145214. 8)。該發(fā)明公開了一種膠接節(jié)能燈玻璃球泡與燈頭塑料件之間的膠粘劑，其制備方法及應(yīng)用。張恩天認(rèn)為該膠粘劑既可加熱固化又可室溫下放置進(jìn)行冷固化；熱膨脹率低，具有良好的耐冷熱交變性能，在固化和使用過程受熱、遇冷的情況下不易造成玻璃球泡泡口的爆裂；在固化和使用過程無有害物質(zhì)放出，可充分滿足環(huán)保無污染的要求；經(jīng)130°C、200小時(shí)間斷式熱老化，未出現(xiàn)玻璃球泡泡口的爆裂以及脫落等現(xiàn)象，可以取代高彈態(tài)高熱膨脹率膠粘材料，用于節(jié)能燈玻璃球泡泡口的膠接。該發(fā)明的膠粘劑，主要成膜物質(zhì)是以水為分散介質(zhì)的聚醋酸乙烯乳液和外加多種填料和添加劑制造出來的耐高溫、環(huán)保型節(jié)能燈燈頭膠接使用的膠粘劑。
2009年上海漠王復(fù)合材料科技有限公司申請了 “一種節(jié)能燈用抗裂粘合劑及其制備方法”(申請?zhí)?00910045466. 2)的發(fā)明專利，提供一種環(huán)保、性價(jià)比高的節(jié)能燈用抗裂粘合劑，來解決目前節(jié)能燈用粘合劑的粘結(jié)性差、環(huán)保性較低以及所引起的易松動(dòng)問題。2011年杭州電子科技大學(xué)申請了“一種節(jié)能燈粘合劑的制備方法”(申請?zhí)?01110269304. 4)的發(fā)明專利。該方法通過將聚醋酸乙烯醋乳液和有機(jī)硅乳液進(jìn)行復(fù)合，制備的節(jié)能燈用粘合劑不僅粘結(jié)強(qiáng)度高，同時(shí)耐熱性和耐老化性等綜合性能也更好。綜合上述專利資料，并結(jié)合我們對丙烯酸酯乳液聚合的工作經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為節(jié)能燈粘合劑水基化是未來發(fā)展的趨勢，解決粘結(jié)強(qiáng)度低、干燥速度慢、抗裂性差、與粘合材料相容性差等問題，仍然是節(jié)能燈粘合劑研究和開發(fā)中必須關(guān)注的主題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑及其制備方法，旨在解決目前節(jié)能燈用粘合劑粘結(jié)強(qiáng)度低、環(huán)保性差和耐氣候條件差等問題，以提高節(jié)能燈產(chǎn)品的品質(zhì)。本發(fā)明粘合劑配伍簡單、用量少、成本適中，粘合強(qiáng)度高、干燥速度快，耐溫性好。技術(shù)方案一種節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑，所述的粘合劑原料，按質(zhì)量比其組份為聚合物乳液100，各種填料100-500，增強(qiáng)劑0. 1-3，防老劑0. 05-3，殺菌劑0. 1-5,水20-100，粘合劑固含量為75-85%。所述的聚合物乳液包括聚醋酸乙烯乳液、苯-丙乳液、醋-丙乳液中的一種或其多種混合，上述乳液的固含量為28-60%。所述的填料包括鈦白粉、滑石粉、重晶石粉、石英粉、氧化鋁粉、輕鈣粉和重鈣粉中的一種或多種混合。所述的增強(qiáng)劑為碳纖維粉，使用前采用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性。所述的偶聯(lián)劑為r-氨丙基三乙氧基硅烷。所述的防老劑為2-巰基苯并咪唑。所述的殺菌劑為苯甲酸鈉、五氯酚鈉和5-氯-2-甲基_4_異噻唑啉-3-酮中的一種或多種混合。節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑的制備方法將聚合物乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種填料、增強(qiáng)劑、防老劑、殺菌劑，繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)用途不同，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑粘度的大小。有益效果以水為分散介質(zhì)的聚合物乳液為粘結(jié)材料，其固化和使用過程中僅有少量水分釋出，沒有有毒有害物質(zhì)釋放出來，不會(huì)對環(huán)境或人體造成危害，所以膠粘劑是一種環(huán)保型的膠粘劑。由于采用的聚合物乳液具有良好的耐熱性且分子鏈具有內(nèi)增韌機(jī)制，避免了外加增塑劑對產(chǎn)品性能的影響。由于應(yīng)用碳纖維粉進(jìn)行增強(qiáng)，賦予膠粘劑耐熱、耐沖擊和抗裂等等特性，使膠粘劑在其固化和使用過程中不會(huì)造成玻璃制球泡的碎裂，提高了節(jié)能燈的抗裂標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
將IOOkg苯-丙乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種欽白粉50kg ；400目重晶石粉IOOkg ；400目氧化招粉80kg ；800目白炭黑120kg ；改性碳纖維粉0. 5kg ;防老劑0. Ikg ;殺菌劑0. Ikg ;水20kg。加完后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)粘合器件用膠的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑的粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定)達(dá)0. 5-3 Pa s即可停止攪拌出料。實(shí)施例2
將IOOkg醋-丙乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢 加入各種欽白粉IOOkg ；400目重晶石粉IOOkg ；400目氧化招粉80kg ；800目白炭黑70kg ；改性碳纖維粉I. 5kg ;防老劑0. Ikg ;殺菌劑0. Ikg ;水20kg。加完后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)粘合器件用膠的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑的粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定)達(dá)1-5 Pa s即可停止攪拌出料實(shí)施例3
將IOOkg醋-丙乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種欽白粉80kg ；400目重晶石粉50kg ；400目氧化招粉IOOkg ；800目白炭黑120kg ；改性碳纖維粉Ikg ;防老劑0. Ikg ;殺菌劑0. Ikg ;水20kg。加完后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)粘合器件用膠的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑的粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定)達(dá)2-6 Pa s即可停止攪拌出料。實(shí)施例4
將20kg醋-丙乳液和80kg聚醋酸乙烯乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種鈦白粉80kg ；400目重晶石粉80kg ；400目氧化鋁粉IOOkg ；800目白炭黑90kg ;改性碳纖維粉Ikg ;防老劑0. Ikg ;殺菌劑0. Ikg ；/jC 2kg。加完后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)粘合器件用膠的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑的粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定)達(dá)0. 5-3 Pa s即可停止攪拌出料。實(shí)施例5
將40kg醋-丙乳液和60kg苯-丙乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種欽白粉80kg ；400目重晶石粉80kg ；400目氧化招粉IOOkg ；800目白炭黑90kg ;改性碳纖維粉Ikg ;防老劑0. Ikg ;殺菌劑0. Ikg ;水20kg。加完后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)粘合器件用膠的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑的粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定)達(dá)0. 2-5 Pa s即可停止攪拌出料。實(shí)施例6
將20kg醋-丙乳液、40kg聚醋酸乙烯乳液和40kg苯-丙乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種鈦白粉IOOkg ;改性碳纖維粉0. Ikg ;防老劑0. 05kg ;殺菌劑0. Ikg ;水20kg。加完后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)粘合器件用膠的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑的粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定)達(dá)0. 2-5Pa s即可停止攪拌出料。實(shí)施例7
將40kg聚醋酸乙烯乳液和60kg苯-丙乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種400目重晶石粉IOOkg ;改性碳纖維粉I. 2kg ;防老劑0. Ikg ;殺菌劑3kg ;水80kg。加完后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)粘合器件用膠的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑的粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定)達(dá)0.2-5 Pa-S即可停止攪拌出料。實(shí)施例8
將IOOkg聚醋酸乙烯乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種400目氧化鋁粉IOOkg ;改性碳纖維粉I. 2kg ;防老劑0. Ikg ;殺菌劑3kg ；水80kg。加完后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)粘合器件用膠的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑的粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定)達(dá)0. 2-5 Pa s即可停止攪拌出料。實(shí)施例8 將IOOkg聚醋酸乙烯乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種800目白炭黑120kg ;改性碳纖維粉I. 2kg ;防老劑0. Ikg ;殺菌劑3kg ；/jC80kg。加完后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)粘合器件用膠的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑的粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定)達(dá)0. 2-5Pa s即可停止攪拌出料。實(shí)施例9
將20kg醋-丙乳液、40kg聚醋酸乙烯乳液和40kg苯-丙乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種鈦白粉IOOkg ；400目重晶石粉120kg ；400目氧化鋁粉160kg ；800目白炭黑120kg ;改性碳纖維粉3kg ;防老劑3kg ;殺菌劑5kg ；水100kg。加完后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。根據(jù)粘合器件用膠的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)水量控制粘合劑的粘度(用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定)達(dá)0. 2-5Pa.S即可停止攪拌出料。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑，其特征在于所述的粘合劑原料，按質(zhì)量比其組份為聚合物乳液100，各種填料100-500，增強(qiáng)劑0. 1-3，防老劑0. 05-3，殺菌劑0. 1-5,水20-100，粘合劑固含量為75-85%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑，其特征在于所述的聚合物乳液包括聚醋酸乙烯乳液、苯-丙乳液、醋-丙乳液中的一種或其多種混合，上述乳液的固含量為 28-60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑，其特征在于所述的填料包括鈦白粉、滑石粉、重晶石粉、石英粉、氧化鋁粉、輕鈣粉和重鈣粉中的一種或多種混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑，其特征在于所述的增強(qiáng)劑為碳纖維粉，使用前采用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為T-氛丙基二乙氧基娃燒。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑，其特征在于所述的防老劑為2-巰基苯并咪唑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑，其特征在于所述的殺菌劑為苯甲酸鈉、五氯酚鈉和5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮中的一種或多種混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑的制備方法，其特征在于將聚合物乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種填料、增強(qiáng)劑、防老劑、殺菌劑，繼續(xù)攪拌I小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。
全文摘要
一種節(jié)能燈碳纖維增強(qiáng)粘合劑,所述的粘合劑原料，按質(zhì)量比其組份為聚合物乳液100，各種填料100-500，增強(qiáng)劑0.1-3，防老劑0.05-3，殺菌劑0.1-5，水20-100，粘合劑固含量為75-85%。其制備方法將聚合物乳液加入帶有電動(dòng)攪拌的混合器中，在開動(dòng)攪拌器的情況下，依次緩慢加入各種填料、增強(qiáng)劑、防老劑、殺菌劑，繼續(xù)攪拌1小時(shí)，物料呈白色膏狀粘稠液體。有益效果以水為分散介質(zhì)的聚合物乳液為粘結(jié)材料是一種環(huán)保型的膠粘劑；具有良好的耐熱性且分子鏈具有內(nèi)增韌機(jī)制，避免了外加增塑劑對產(chǎn)品性能的影響；由于應(yīng)用碳纖維粉進(jìn)行增強(qiáng)，賦予膠粘劑耐熱、耐沖擊和抗裂等等特性，提高了節(jié)能燈的抗裂標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C09J125/14GK102719204SQ20121023561
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者倪良, 周志勇 申請人:鎮(zhèn)江智鷹照明光源有限公司