CN106318227A - 一种具有弹性和抗氧化性的有机‑无机复合胶黏剂及其使用方法 - Google Patents

一种具有弹性和抗氧化性的有机‑无机复合胶黏剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于复合胶黏剂领域，涉及一种具有弹性和抗氧化性的有机‑无机复合胶黏剂及其使用方法。该复合胶黏剂由A、B两种组分组成，A组份与B组分的质量比为1‑1.2：1,A组份与B组分分别由以下重量份数的原料组成：A组分：波美度38‑42的水玻璃90‑110份，混合橡胶乳液20‑35份，硅烷偶联剂1.0‑1.5份，羧甲基纤维素钠1.0‑2.0份，水25‑40份；B组分：二氧化硅50‑80份，氟硅酸钠15‑25份，三聚磷酸钠5‑10份，聚丙烯酰胺0.5‑1份。平时A组分和B组分分开存放，使用时将混匀后的B组分缓慢加入到A组份中并不断搅拌，直至A组分与B组分达到相应的质量比时停止加入B组分，持续搅拌5‑10min，混合均匀后即可进行施工作业。本发明的有益效果为，其具有一定弹性和抗氧化性，且耐水性和耐酸性较好。

Description

一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂及其使用 方法
技术领域
本发明属于复合胶黏剂领域，涉及一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂及其使用方法，该复合黏剂具体为一种利用混合橡胶乳液改性钠水玻璃胶黏剂。
背景技术
钠水玻璃作为一种传统的无机胶黏剂，它不仅具有较好的粘接性能、耐酸性能，而且机械强度高、耐火性能良好，所以近十几年它在我国防火涂料中的应用较为广泛(蔡建坤,郑毅芳,瞿波,等.复合粘接材料对钢结构防火涂料性能的影响[J].消防科学与技术,2008,27(09):671-674.)。但是它的缺点也极为突出，不仅耐水性差、易受潮泛碱，而且固化后的粘接层脆、易裂，溃散性差，表面易粉化，弹性差，旧砂再生和回收困难(朱纯熙,卢晨,季敦生.水玻璃砂基础理论[M].上海:上海科学技术出版社,2000.)。目前已有不少学者对钠水玻璃的改性进行了研究。朱纯熙等对水玻璃改性的机理进行了探究，认为水玻璃的化学改性剂应具备一定的氢键活性、分子内因羟基增多而水溶性增大时活性下降、聚合度随活性的增大而升高、改性化合物分子应该能够与聚硅酸分子每nm2含有5-8个硅羟基的结构相匹配(朱纯熙,卢晨,季敦生,等.水玻璃添加剂的分类和选用原则[J].铸造,1997(09):50-52.)。朱筠等采用聚氧化乙烯对水玻璃进行了改性研究，最终得到的改性的水玻璃在保证其粘接效率的前提下，改善了水玻璃的老化现象，增强了它的型砂强度，而且浇注后容易出砂，便于对旧砂进行干法回收(朱筠,於有根,周联山.聚氧化乙烯改性水玻璃粘结剂的研究[J].铸造,2006,55(08):839-841.)。史优良等利用硅丙乳液对水玻璃进行了改性研究，得到了一种水性的车间底漆。这种底漆不仅具有优良的防锈性能、耐热性能、焊接性能，而且在施工过程中避免产生大量的氧化锌粉尘，大大降低了其对施工人员的身体危害(史优良.一种水性无机车间底漆:中国,104987758A[P].2015-10-21)。
发明内容
针对现有技术中钠水玻璃胶黏剂及其一些改性复合胶黏剂存在的耐水性差，固化后的粘接层脆、易裂，溃散性差，表面易粉化及弹性差等不足，本发明提供一种价格低廉且具有一定弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂，其由A、B两种组分组成，A组份与B组分的质量比为1-1.2：1,A组份与B组分分别由以下重量份数的原料组成：
A组分：波美度38-42的水玻璃90-110份，混合橡胶乳液20-35份，硅烷偶联剂1.0-1.5份，羧甲基纤维素钠1.0-2.0份，水25-40份；
B组分：二氧化硅50-80份，氟硅酸钠15-25份，三聚磷酸钠5-10份，聚丙烯酰胺0.5-1份。
其中A组份常温下为均一稳定的乳液，B组份常温下为粉末状固体。
具体的，所述混合橡胶乳液由羧基丁腈胶乳与硅丙乳液按照5.5-6.5：1的质量比混合而成。羧基丁腈橡胶乳是一种常规化工产品，其为一种阴离子型高分子聚合物乳液，为丙烯腈、丁二烯和含羟基的第三单体三元共聚物的胶乳，总固含量45％以上，pH值7.5-10。硅丙乳液是将含有不饱和键的有机硅单体与丙烯酸类单体加入合适的助剂，通过核壳包覆聚合工艺聚合而成的乳液。结合了有机硅耐高温性、耐候性、耐化学品性，疏水、表面能低不易污染性和丙烯酸类树脂的高保色性、柔韧性、附着性。是一种高耐候、高耐水、抗污染的环保型建筑用乳液及涂料，固含量约为46％。
优选的，所述混合橡胶乳液由羧基丁腈胶乳与硅丙乳液按照6：1的质量比混合而成。
优选的，所述硅烷偶联剂为KH-550。
本发明还提供了上述的具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂的使用方法：A组分和B组分分开存放，使用时将混匀后的B组分缓慢加入到A组份中并不断搅拌，直至A组分与B组分达到相应的质量比时停止加入B组分，持续搅拌5-10min，混合均匀后即可进行施工作业。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的复合胶黏剂以水玻璃为主体，其廉价易得，而且其本身就具有较好的耐酸性；以混合橡胶乳液为水玻璃的改性剂，它不仅能够显著的增加水玻璃的耐水性，还能明显改善水玻璃粘接层脆、易裂和溃散性差等问题，最终得到的复合胶黏剂固化后具有一定的弹性和抗氧化性；此外，混合橡胶乳液以羟基丁腈胶乳为主，硅丙乳液为助溶剂，硅丙乳液可增加有机成分羟基丁腈胶乳与无机成分水玻璃的相容性；而且，以二氧化硅作为耐酸填料，可使复合胶黏剂具有更好的耐酸性能；其使用方法简单，适用性好，尤其是可广泛用于化工腐蚀性物料的反应设备耐酸瓷砖衬里的粘接。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明中使用到的药品均为市售产品，其中二氧化硅、氟硅酸钠、三磷酸钠、聚丙烯酰胺均为市售粉末状产品。
实施例1
一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂，其有A、B两种组分组成，其中A、B两种组分的重量比为1:1，按重量份计，A、B两种组分的成分如下：
A组分的组成及含量：波美度38-42的水玻璃98份，混合橡胶乳液22份，硅烷偶联剂1份，羧甲基纤维素钠1.2份，水30份。其中混合橡胶乳液由羧基丁腈胶乳与硅丙乳液按照6：1的质量比混合而成。硅烷偶联剂为KH-550。
B组分的组成及含量：二氧化硅60份，氟硅酸钠18份，三聚磷酸钠5份，聚丙烯酰胺0.6份。
将实施例1制得的有机-无机复合胶黏剂的B组分缓慢的加入到A组分，并不断搅拌，直至达到所要求的配比时停止加入B组分，搅拌混匀，然后用一块钢板和一块耐酸瓷砖测试它的粘接性能。结果显示，粘接力较强，粘结层有有一定弹性，受力时不会发生脆性开裂，能满足使用要求。然后将剩余样品分成两份静置固化，30min初固化，将完全固化烘干后的样品分别称重后放在水中和60％的硫酸中并置于60℃的恒温箱中用以测定它的耐水性和耐酸性能，结果显示，7天之后，水中的样品烘干之后质量为原来的98.1％，60％的硫酸中的样品表面变黄，烘干之后质量为原来的97.1％。
实施例2
一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂，其有A、B两种组分组成，其中A、B两种组分的重量比为1:1，按重量份计，A、B两种组分的成分如下：
A组分的组成及含量：波美度38-42的水玻璃98份，混合橡胶乳液30份，硅烷偶联剂1.2份，羧甲基纤维素钠1.4份，水30份。其中混合橡胶乳液由羧基丁腈胶乳与硅丙乳液按照6.5：1的质量比混合而成。硅烷偶联剂为KH-550。
B组分的组成及含量：二氧化硅65份，氟硅酸钠22份，三聚磷酸钠5份，聚丙烯酰胺0.6份。
将实施例2制得的有机-无机复合胶黏剂的B组分缓慢的加入到A组分，并不断搅拌，直至达到所要求的配比时停止加入B组分，搅拌混匀，然后用一块钢板和一块耐酸瓷砖测试它的粘接性能。结果显示，粘接力较强，粘结层有有一定弹性，受力时不会发生脆性开裂，能满足使用要求。然后将剩余样品分成两份静置固化，20min初固化，将完全固化烘干后的样品分别称重后放在水中和60％的硫酸中并置于60℃的恒温箱中用以测定它的耐水性和耐酸性能，结果显示，7天之后，水中的样品烘干之后质量为原来的98.2％，60％的硫酸中的样品表面变黄，烘干之后质量为原来的95.3％。
实施例3
一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂，其有A、B两种组分组成，其中A、B两种组分的重量比为1.1:1，按重量份计，A、B两种组分的成分如下：
A组分的组成及含量：波美度38-42的水玻璃105份，混合橡胶乳液25份，硅烷偶联剂1.3份，羧甲基纤维素钠1.3份，水35份。其中混合橡胶乳液由羧基丁腈胶乳与硅丙乳液按照5.5：1的质量比混合而成。硅烷偶联剂为KH-550。
B组分的组成及含量：二氧化硅65份，氟硅酸钠20份，三聚磷酸钠7份，聚丙烯酰胺0.6份。
将实施例3制得的有机-无机复合胶黏剂的B组分缓慢的加入到A组分，并不断搅拌，直至达到所要求的配比时停止加入B组分，搅拌混匀，然后用一块钢板和一块耐酸瓷砖测试它的粘接性能。结果显示，粘接力较强，粘结层有有一定弹性，受力时不会发生脆性开裂，能满足使用要求。然后将剩余样品分成两份静置固化，28min初固化，将完全固化烘干后的样品分别称重后放在水中和60％的硫酸中并置于60℃的恒温箱中用以测定它的耐水性和耐酸性能，结果显示，7天之后，水中的样品烘干之后质量为原来的97.9％，60％的硫酸中的样品表面变黄，烘干之后质量为原来的96.4％。
实施例4
一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂，其有A、B两种组分组成，其中A、B两种组分的重量比为1:1.2，按重量份计，A、B两种组分的成分如下：
A组分的组成及含量：波美度38-42的水玻璃105份，混合橡胶乳液30份，硅烷偶联剂1.4份，羧甲基纤维素钠1.6份，水38份。其中混合橡胶乳液由羧基丁腈胶乳与硅丙乳液按照5.7：1的质量比混合而成。硅烷偶联剂为KH-550。
B组分的组成及含量：二氧化硅72份，氟硅酸钠23份，三聚磷酸钠8份，聚丙烯酰胺0.7份。
将实施例4制得的有机-无机复合胶黏剂的B组分缓慢的加入到A组分，并不断搅拌，直至达到所要求的配比时停止加入B组分，搅拌混匀，然后用一块钢板和一块耐酸瓷砖测试它的粘接性能。结果显示，粘接力较强，粘结层有有一定弹性，受力时不会发生脆性开裂，能满足使用要求。然后将剩余样品分成两份静置固化，30min初固化，将完全固化烘干后的样品分别称重后放在水中和60％的硫酸中并置于60℃的恒温箱中用以测定它的耐水性和耐酸性能，结果显示，7天之后，水中的样品烘干之后质量为原来的98.3％，60％的硫酸中的样品表面变黄，烘干之后质量为原来的96.8％。
实施例5
一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂，其有A、B两种组分组成，其中A、B两种组分的重量比为1.2:1，按重量份计，A、B两种组分的成分如下：
A组分的组成及含量：波美度38-42的水玻璃110份，混合橡胶乳液33份，硅烷偶联剂1.5份，羧甲基纤维素钠1.8份，水40份。其中混合橡胶乳液由羧基丁腈胶乳与硅丙乳液按照6.3：1的质量比混合而成。硅烷偶联剂为KH-550。
B组分的组成及含量：二氧化硅78份，氟硅酸钠25份，三聚磷酸钠10份，聚丙烯酰胺1份。
将实施例5制得的有机-无机复合胶黏剂的B组分缓慢的加入到A组分，并不断搅拌，直至达到所要求的配比时停止加入B组分，搅拌混匀，然后用一块钢板和一块耐酸瓷砖测试它的粘接性能。结果显示，粘接力较强，粘结层有有一定弹性，受力时不会发生脆性开裂，能满足使用要求。然后将剩余样品分成两份静置固化，30min初固化，将完全固化烘干后的样品分别称重后放在水中和60％的硫酸中并置于60℃的恒温箱中用以测定它的耐水性和耐酸性能，结果显示，7天之后，水中的样品烘干之后质量为原来的98.5％，60％的硫酸中的样品表面变黄，烘干之后质量为原来的94.3％。
对比例1
对比例1以羧基丁腈胶乳代替对实施例1的混合橡胶乳液，其他成分及用量均与实施例1相同。对比例1得到的A组分不稳定，其内有少量白色絮状沉淀，这是因为少了硅丙乳液的助溶作用，羧基丁腈胶乳发生破乳且羧基丁腈胶乳与水玻璃相容性变差，此时，将B组分加入A组分中时，发现较难搅拌混匀，且使用钢板和耐酸瓷砖测试它的粘接性能时发现其粘结力明显降低，受力时耐酸瓷砖易脱落。
对比例2
对比例2中的羧基丁腈胶乳与硅丙乳液的质量比为2：1，即提高硅丙乳液的比例，其他成分及用量均与实施例1相同。对比例2得到的有机-无机复合胶黏剂的B组分加入A组分中时，发现较易混匀，粘接力也相对较好，但粘结层较脆，有开裂现象，固化烘干后的样品放入水中或60％的硫酸中，7天后，质量损失10％以上。
由实施例和对比例可知，按照本发明提供的配比得到的有机-无机复合胶黏剂进行粘结时，粘结力较大、粘结层有一定弹性且不开裂，耐水性及耐酸性均较好，同时60％硫酸具有一定的氧化性，本发明的胶黏剂固化后放入60％硫酸中7天后，仅表面变黄，表明其具有一定的抗氧化性。对比例1及对比例2表明，本发明的混合橡胶乳液的配比是特定的，当超出其配比时会明显影响最终得到的复合胶黏剂的粘结性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂，其特征在于，由A、B两种组分组成，A组份与B组分的质量比为1-1.2：1,A组份与B组分分别由以下重量份数的原料组成：
A组分：波美度38-42的水玻璃90-110份，混合橡胶乳液20-35份，硅烷偶联剂1.0-1.5份，羧甲基纤维素钠1.0-2.0份，水25-40份；
B组分：二氧化硅50-80份，氟硅酸钠15-25份，三聚磷酸钠5-10份，聚丙烯酰胺0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂，其特征在于，所述混合橡胶乳液由羧基丁腈胶乳与硅丙乳液按照5.5-6.5：1的质量比混合而成。
3.根据权利要求2所述的一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂，其特征在于，所述混合橡胶乳液由羧基丁腈胶乳与硅丙乳液按照6：1的质量比混合而成。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-550。
5.一种如权利要求1至4任一项所述的具有弹性和抗氧化性的有机-无机复合胶黏剂的使用方法，其特征在于，A组分和B组分分开存放，使用时将混匀后的B组分缓慢加入到A组份中并不断搅拌，直至A组分与B组分达到相应的质量比时停止加入B组分，搅拌混匀，即可进行施工作业。
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