專利名稱：一種微米納米材料復合改性的水性粘合劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含微米納米材料的水性粘合劑，屬于粘合劑技術領域。
技術背景目前，水性乳液型粘合劑一般都是在適當的聚合條件下，以丙烯酸酯、醋 酸乙烯酯等為主要原料，通過乳液聚合法合成。由于不用或僅含很少量有機溶 劑，從而減少了有機溶劑的污染。但水性乳液型粘合劑還有很多不足之處，比 如干燥速度慢、耐水性差、特別是乳液粘合劑的粘接強度一直很難有明顯的提 高。近年來，用納米填料對溶劑型粘合劑進行改性的研究取得一些進展，納米 填料的加入使溶劑型粘合劑的界面結合強度、穩(wěn)定性、耐磨性和耐水性都有很 大的提高。而水性乳液型粘合劑方面的改進不大，使用增粘劑可以提高水性粘 合劑的結合強度，但作用還是很有限的。 發(fā)明內容針對現有技術上的不足，本發(fā)明的主要目的在于制備一種納米及微米材料 復合改性的水性粘合劑，通過納米及微米材料的復合改性，提高水性粘合劑的 剪切強度、韌性、耐水性及延展性，從而使水性粘合劑的綜合性能顯著提高。為了實現上述目的，本發(fā)明通過以下兩步途徑實現(1)在水性粘合劑中 加入一定比例的微米級無機粉體材料，以減少水性粘合劑干燥時的收縮率，提 高粘結強度。(2)加入一定比例的納米級無機改性劑，與微米級填料一起形成 無機填料網絡結構，使應力分布均勻，進一步改善膠粘劑性能。
具體實施例方式
本發(fā)明所涉及的微米納米材料改性的水性粘合劑，其特征是1. 選用的無機納米材料改性劑主要是指碳酸鈣、高嶺土、 二氧化硅、硫 酸鋇、硅灰石、硅酸鋁、滑石粉、氧化鋁、碳酸鎂、硫酸鈣、氯化鋇其中一種 或一種以上的混合物。2. 選用的無機微米材料改性劑主要是指硫酸鋇、硫酸鈣、氯化鋇、硅酸 鋁、立德粉、陶土、硅灰石、高嶺土、碳酸鈣、碳酸鎂、白炭黑、二氧化硅微 粉、滑石粉、白云石粉、云母粉、碳化硅粉、剛玉粉其中一種或一種以上的混 合物。3. 選用的水性粘合劑的乳液是乳液型粘合劑選自聚醋酸乙烯乳液、醋酸 乙烯-丙烯酸丁脂共聚乳液、醋酸乙烯-順丁烯二酸酯乳液、醋酸乙烯-丙烯酸酯 共聚乳液、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚乳液、醋酸乙烯-氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳 液、醋酸乙烯-羥甲基丙烯酰胺共聚乳液、醋酸乙烯-丙烯酸丁酯-羥甲基丙烯酰 胺共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液、丙烯酸 乳液、聚氨酯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、環(huán)氧樹脂乳液其中一種或一種 以上的混合物。4.水性粘合劑的質量配比為A) 微米級固體填料粉15%-25%;B) 納米級固體填料粉0. 1%-5%;C) 乳液粘合劑75%-85 %。本發(fā)明的制備方法為取一定量的乳液和微米級粉體充分攪拌混合，待用；取一定量的納米級粉體置于一定量的水中，利用超聲波充分分散，直至呈透明狀，成為納米改性劑分散液；然后取一定量分散好的納米改性劑分散液加入微 米級粉體與乳液的混合物中，充分攪拌，最后即得微米納米改性的水性粘合劑。
粘合劑基體選用的至少是一種可以用作粘合劑的乳液，優(yōu)先選擇聚醋酸乙 烯乳液、聚氨酯乳液，聚醋酸乙烯-乙烯乳液和丙烯酸乳液等。
微米級無機粉體改性劑優(yōu)先選用的為碳酸鈣粉、石英粉、滑石粉、云母粉、 碳化硅微粉和剛玉微粉等。
納米級改性劑優(yōu)先選用的是碳酸f5、氧化鋁、二氧化硅、硫酸鋇、硅酸鋁、等。
本發(fā)明制備的水性粘合劑，通過微米級和納米級粉體材料的改性，大大提 高了水性粘合劑的剪切強度、耐水性、韌性及延展性，因而使水性粘合劑的綜 合性能提高，應用領域擴大。
對粘合劑試驗模塊的材料試驗機剪切強度試驗表明，微納米改性后的乳液
粘合劑比未改性的乳液粘合劑剪切強度提高80%-150%倍。粘結試樣的力-位移曲 線檢測表明，微納米材料改性粘合劑試驗模塊達到最大極限應力載荷后，當外 應力消除，粘合劑仍然能夠達到原有結合強度的88%,體現出納米改性粘合劑具 有很好的韌性。而對照組的普通乳液粘合劑達到最大極限應力載荷后，即發(fā)生 結合部位斷裂，應力消除后無法恢復，韌性不好。模塊耐水性試驗表明納米改 性粘合劑耐水時間比對照組的不含納米材料的同類乳液粘合劑提高70倍。
下面以不同制備實施實例進一步闡述本發(fā)明。
實施例l:制備滑石粉和納米碳酸鈣改性的水性粘合劑
用天平稱取83.18g聚醋酸乙烯乳液和18. Olg滑石粉，充分攪拌，待用。 取12. 4g含納米硫酸鋇粉體5%的分散液加入乳液和滑石粉的混合物中，充分攪 拌，即得到性能優(yōu)良的滑石粉和納米硫酸鋇改性的水性粘合劑。
其中納米硫酸鋇水分散液的制備方法為將納米硫酸鋇粉體與水按質量5: 95的比例在容器中進行28KHz超聲波作用下的振蕩分散，30-60分鐘后制備成
均勻的透明或半透明的分散液。 實施例2:
用天平稱取80. 33g丙烯酸乳液和23. 72g碳酸鈣微粉，充分攪拌，待用。 取15g含納米二氧化硅粉體6%的分散液加入丙烯酸乳液和碳酸鈣微粉的混合物 中，充分攪拌，即得到性能良好的微米和納米粉體改性的水性粘合劑。
其中納米二氧化硅水分散液的制備方法為將納米二氧化硅粉體與水按質 量6: 94的比例在容器中進行超聲波作用下的震蕩分散，30-60分鐘后制備成均 勻的透明或半透明的分散液。
實施例3:
用天平稱取83. 18g乙烯-聚醋酸乙烯共聚乳液和22g硅酸鋁粉，充分攪拌， 待用。取16g含納 酸鋇粉體5%的分散液加入乙烯_聚醋酸乙烯共聚乳液和硅 酸鋁粉的混合物中，充分攪拌，即得到性能優(yōu)良的改性水性粘合劑。
權利要求
1. 一種微米納米材料復合改性的水性粘合劑，其特征在于，在水性乳液型粘合劑中加入微米改性劑和納米改性劑。
2. 根據權利要求1所述的復合改性的水性粘合劑，其特征在于，所述納米改性 劑選自納米級的二氧化硅、碳酸鈣、氧化鋁、硅酸鋁、碳酸鎂、硫酸鋇、硫酸 鈣、氯化鋇、氧化鋁、高嶺土、硅灰石、滑石粉等其中一種或一種以上的混合 物，并將該納米級改性材料制成水分散體使用。
3. 根據權利要求1所述的復合改性的水性粘合劑，其特征在于，所述微米級改 性劑選自微米級的硫酸鋇、硫酸鈣、氯化鋇、硅酸鋁、立德粉、陶土、硅灰石、 高嶺土、碳酸鈣、碳酸鎂、白炭黑、二氧化硅微粉、滑石粉、白云石粉、云母 粉、碳化硅粉、剛玉粉其中一種或一種以上的混合物。
4. 根據權利要求1所述的復合改性的水性粘合劑，其特征在于，所述乳液型粘 合劑選自聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-丙烯酸丁脂共聚乳液、醋酸乙烯-順丁烯 二酸酯乳液、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-叔碳酸乙烯共聚乳液、 醋酸乙烯-氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-羥甲基丙烯酰胺共聚乳液、醋 酸乙烯-丙烯酸丁酯-羥甲基丙烯酰胺共聚乳液、乙烯-醋酸乙烯共聚乳液、乙烯 -醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液、丙烯酸乳液、聚氨酯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳 液、環(huán)氧樹脂乳液其中一種或一種以上的混合物。
5. 根據權利要求1所述的水性粘合劑，其特征在于水性粘合劑的質量配比為A) 微米級固體填料粉15%-25%;B) 納米級固體填料粉0. 1%-5%;C) 乳液粘合劑75%-85 %。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微米納米材料復合改性的水性粘合劑。所述的改性水性粘合劑是以乳液粘合劑為基體，選用微米級和納米級無機粉體為改性劑，制得復合改性的水性粘合劑。該方法不僅能提高水性粘合劑的界面結合力，而且能大大改善其耐水性、韌性和延展性，使水性粘合劑的綜合性能提高。
文檔編號C09J9/00GK101210157SQ200610171590
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權日2006年12月31日
發(fā)明者王月紅, 鄭天亮, 鄭曠宇 申請人:鄭曠宇