CN108034392B - 一种高粘结强度、耐老化的粘结剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种高粘结强度、耐老化的粘结剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高粘结强度、耐老化的粘结剂，通过如下重量份的原料制备而成：聚己二酸乙二醇酯，60～80份；二甲基联苯二异氰酸酯，25～35份；改性剂，14～18份；二月桂酸二丁基锡，0.04～0.06份；二羟甲基丙酸，6～8份；γ‑氨基丙基三乙氧基硅烷，3～4份；甲基丙烯酸羟丙酯，1～3份；水，130～150份；碱，6～10份；乙烯基单体，15～25份；水溶性引发剂，0.2～0.4份；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为6～8:1；所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。本发明提供的粘结剂粘结强度高，且耐热老化和光老化，不黄变，可以用于制备反光材料。该粘结剂的制备方法简单，易于实施。

Description

一种高粘结强度、耐老化的粘结剂及其制备方法与应用
本申请是申请号为201610604518.5、申请日为2016年07月28日、发明创造名称为“一种高粘结强度、耐老化的粘结剂及其制备方法”的专利的分案申请。
技术领域
本发明属于反光材料领域，具体涉及一种高粘结强度、耐老化的粘结剂及在反光材料中的应用。
背景技术
反光材料广泛应用于交通标志标线、突起路标、轮廓标识、交通锥、防撞筒等各种道路交通安全设施，以及汽车号牌、衣物鞋帽、消防、铁路、水运、矿区等，可分为交通标志反光材料、道路标线反光材料、突起路标、轮廓标、衣物用反光材料等。
反光材料需要长时间暴露在阳光下，尤其是在夏天气温较高的条件下，这对反光材料所使用的粘结剂的耐热老化和耐光老化性能提出了很高的要求。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高粘结强度、耐老化的粘结剂；
本发明的第二目的在于提供上述粘结剂的制备方法；
本发明的第三目的在于提供上述粘结剂在反光材料中的应用。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种高粘结强度、耐老化的粘结剂，通过如下重量份的原料制备而成：聚己二酸乙二醇酯，60～80份；二甲基联苯二异氰酸酯，25～35份；改性剂，14～18份；二月桂酸二丁基锡，0.04～0.06份；二羟甲基丙酸，6～8份；γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，3～4份；甲基丙烯酸羟丙酯，1～3份；水，130～150份；碱，6～10份；乙烯基单体，15～25份；水溶性引发剂，0.2～0.4份；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为6～8:1；所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步地，所述乙烯基单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸乙酯。
进一步地，所述水溶性引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
进一步地，所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为7:1。
上述粘结剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，将聚己二酸乙二醇酯、二甲基联苯二异氰酸酯、改性剂和二月桂酸二丁基锡混合均匀，75～85℃反应2～3小时；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物；
步骤S2，加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，65～75℃反应1～2小时，然后再加入甲基丙烯酸羟丙酯反应0.5～1.5小时；
步骤S3，温度降至20～30℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液；
步骤S4，向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，75～85℃聚合反应3～5小时即得所述高粘结强度、耐老化的粘结剂。
进一步地，步骤S1具体为：将聚己二酸乙二醇酯、二甲基联苯二异氰酸酯、改性剂和二月桂酸二丁基锡混合均匀，80℃反应2.5小时。
进一步地，步骤S2具体为：加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，70℃反应1.5小时，再加入甲基丙烯酸羟丙酯反应1小时。
进一步地，步骤S3具体为：温度降至25℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液。
进一步地，步骤S4具体为：向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，80℃聚合反应4小时即得。
上述粘结剂在反光材料中的应用。
本发明的优点：
本发明提供的粘结剂粘结强度高，且耐热老化和光老化，不黄变，可以用于制备反光材料。该粘结剂的制备方法简单，易于实施。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：粘结剂的制备
原料重量份比：
聚己二酸乙二醇酯，70份；二甲基联苯二异氰酸酯，30份；改性剂，16份；二月桂酸二丁基锡，0.05份；二羟甲基丙酸，7份；γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，3.5份；甲基丙烯酸羟丙酯，2份；水，140份；碱，8份；乙烯基单体，20份；水溶性引发剂，0.3份；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为7:1；碱为氢氧化钠。乙烯基单体为丙烯酸甲酯。水溶性引发剂为过硫酸钾。
制备方法：
步骤S1，将聚己二酸乙二醇酯、二甲基联苯二异氰酸酯、改性剂和二月桂酸二丁基锡混合均匀，80℃反应2.5小时；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物；
步骤S2，加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，70℃反应1.5小时，然后再加入甲基丙烯酸羟丙酯反应1小时；
步骤S3，温度降至25℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液；
步骤S4，向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，80℃聚合反应4小时即得所述粘结剂。
实施例2：粘结剂的制备
原料重量份比：
聚己二酸乙二醇酯，60份；二甲基联苯二异氰酸酯，25份；改性剂，14份；二月桂酸二丁基锡，0.04份；二羟甲基丙酸，6份；γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，3份；甲基丙烯酸羟丙酯，1份；水，130份；碱，6份；乙烯基单体，15份；水溶性引发剂，0.2份；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为6:1；碱为氢氧化钠。乙烯基单体为丙烯酸甲酯。水溶性引发剂为过硫酸钾。
制备方法：
步骤S1，将聚己二酸乙二醇酯、二甲基联苯二异氰酸酯、改性剂和二月桂酸二丁基锡混合均匀，80℃反应2.5小时；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物；
步骤S2，加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，70℃反应1.5小时，然后再加入甲基丙烯酸羟丙酯反应1小时；
步骤S3，温度降至25℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液；
步骤S4，向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，80℃聚合反应4小时即得所述粘结剂。
实施例3：粘结剂的制备
原料重量份比：
聚己二酸乙二醇酯，80份；二甲基联苯二异氰酸酯，35份；改性剂，18份；二月桂酸二丁基锡，0.06份；二羟甲基丙酸，8份；γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，4份；甲基丙烯酸羟丙酯，3份；水，150份；碱，10份；乙烯基单体，25份；水溶性引发剂，0.4份；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为8:1；碱为氢氧化钠。乙烯基单体为丙烯酸甲酯。水溶性引发剂为过硫酸钾。
制备方法：
步骤S1，将聚己二酸乙二醇酯、二甲基联苯二异氰酸酯、改性剂和二月桂酸二丁基锡混合均匀，80℃反应2.5小时；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物；
步骤S2，加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，70℃反应1.5小时，然后再加入甲基丙烯酸羟丙酯反应1小时；
步骤S3，温度降至25℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液；
步骤S4，向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，80℃聚合反应4小时即得所述粘结剂。
实施例4：粘结剂的制备
原料重量份比：
聚己二酸乙二醇酯，70份；二甲基联苯二异氰酸酯，30份；改性剂，16份；二月桂酸二丁基锡，0.05份；二羟甲基丙酸，7份；γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，3.5份；甲基丙烯酸羟丙酯，2份；水，140份；碱，8份；乙烯基单体，20份；水溶性引发剂，0.3份；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为6:1；碱为氢氧化钠。乙烯基单体为丙烯酸甲酯。水溶性引发剂为过硫酸钾。
制备方法：
步骤S1，将聚己二酸乙二醇酯、二甲基联苯二异氰酸酯、改性剂和二月桂酸二丁基锡混合均匀，80℃反应2.5小时；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物；
步骤S2，加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，70℃反应1.5小时，然后再加入甲基丙烯酸羟丙酯反应1小时；
步骤S3，温度降至25℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液；
步骤S4，向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，80℃聚合反应4小时即得所述粘结剂。
实施例5：粘结剂的制备
原料重量份比：
聚己二酸乙二醇酯，70份；二甲基联苯二异氰酸酯，30份；改性剂，16份；二月桂酸二丁基锡，0.05份；二羟甲基丙酸，7份；γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，3.5份；甲基丙烯酸羟丙酯，2份；水，140份；碱，8份；乙烯基单体，20份；水溶性引发剂，0.3份；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为8:1；碱为氢氧化钠。乙烯基单体为丙烯酸甲酯。水溶性引发剂为过硫酸钾。
制备方法：
步骤S1，将聚己二酸乙二醇酯、二甲基联苯二异氰酸酯、改性剂和二月桂酸二丁基锡混合均匀，80℃反应2.5小时；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物；
步骤S2，加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，70℃反应1.5小时，然后再加入甲基丙烯酸羟丙酯反应1小时；
步骤S3，温度降至25℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液；
步骤S4，向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，80℃聚合反应4小时即得所述粘结剂。
实施例6：对比实施例
原料重量份比：
聚己二酸乙二醇酯，70份；二甲基联苯二异氰酸酯，30份；改性剂，16份；二月桂酸二丁基锡，0.05份；二羟甲基丙酸，7份；γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，3.5份；甲基丙烯酸羟丙酯，2份；水，140份；碱，8份；乙烯基单体，20份；水溶性引发剂，0.3份；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为5:1；碱为氢氧化钠。乙烯基单体为丙烯酸甲酯。水溶性引发剂为过硫酸钾。
制备方法：
步骤S1，将聚己二酸乙二醇酯、二甲基联苯二异氰酸酯、改性剂和二月桂酸二丁基锡混合均匀，80℃反应2.5小时；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物；
步骤S2，加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，70℃反应1.5小时，然后再加入甲基丙烯酸羟丙酯反应1小时；
步骤S3，温度降至25℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液；
步骤S4，向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，80℃聚合反应4小时即得所述粘结剂。
实施例7：对比实施例
原料重量份比：
聚己二酸乙二醇酯，70份；二甲基联苯二异氰酸酯，30份；改性剂，16份；二月桂酸二丁基锡，0.05份；二羟甲基丙酸，7份；γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，3.5份；甲基丙烯酸羟丙酯，2份；水，140份；碱，8份；乙烯基单体，20份；水溶性引发剂，0.3份；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为9:1；碱为氢氧化钠。乙烯基单体为丙烯酸甲酯。水溶性引发剂为过硫酸钾。
制备方法：
步骤S1，将聚己二酸乙二醇酯、二甲基联苯二异氰酸酯、改性剂和二月桂酸二丁基锡混合均匀，80℃反应2.5小时；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物；
步骤S2，加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，70℃反应1.5小时，然后再加入甲基丙烯酸羟丙酯反应1小时；
步骤S3，温度降至25℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液；
步骤S4，向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，80℃聚合反应4小时即得所述粘结剂。
实施例8：效果实施例
分别测试实施例1～7制备的粘结剂的性能，测试方法如下。
耐老化性能测试：在紫外光照及70℃的温度下1000小时，然后测试拉伸强度和耐黄变等级，耐热老化性能用拉伸强度衡量；耐光老化性能用耐黄变等级衡量，耐黄变等级测试使用SFJJ-2000C型标准光源箱(上海林新电子有限公司)。
拉伸强度：执行GB/T528-1998标准；LJ-5000N拉力机(承德试验机厂)，拉力机测试条件为室温25℃，空气湿度55％，拉力机加荷速度100mm/min。
剥离强度：执行GB/T2791-1995标准，采用PET材质进行粘结，测试24小时的终粘强度，材质宽度2.5cm；拉力机测试条件为室温25℃，空气湿度55％，拉力机加荷速度100mm/min；LJ-5000N拉力机(承德试验机厂)。
测试结果如下表：
耐黄变等级 剥离强度/(N/2.5cm) 拉伸强度(70℃，1000h)/MPa
实施例1 4.8 68 28
实施例2 4.5 63 25
实施例3 4.6 65 26
实施例4 4.5 64 25
实施例5 4.6 65 26
实施例6 2.8 55 18
实施例7 2.9 56 19
上述结果表明，本发明提供的粘结剂粘结强度高，且耐热老化和光老化，不黄变，可以用于制备反光材料。该粘结剂的制备方法简单，易于实施。另外，实施例中的碱也可以使用氢氧化钾；乙烯基单体也可以使用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸乙酯；水溶性引发剂也可以使用过硫酸铵。上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (9)

1.一种高粘结强度、耐老化的粘结剂，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：聚己二酸乙二醇酯，60～80份；二甲基联苯二异氰酸酯，25～35份；改性剂，14～18份；二月桂酸二丁基锡，0.04～0.06份；二羟甲基丙酸，6～8份；γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，3～4份；甲基丙烯酸羟丙酯，1～3份；水，130～150份；碱，6～10份；乙烯基单体，15～25份；水溶性引发剂，0.2～0.4份；所述改性剂为钛酸异丙酯和巯基乙醇的混合物，二者重量份之比为6～8:1。
2.根据权利要求1所述的高粘结强度、耐老化的粘结剂，其特征在于：所述乙烯基单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸乙酯。
3.根据权利要求1所述的高粘结强度、耐老化的粘结剂，其特征在于：所述水溶性引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵；所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
4.权利要求1～3任一所述粘结剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将聚己二酸乙二醇酯、二甲基联苯二异氰酸酯、改性剂和二月桂酸二丁基锡混合均匀，加热反应；
步骤S2，加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，加热反应，然后再加入甲基丙烯酸羟丙酯继续反应；
步骤S3，温度降至20～30℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液；
步骤S4，向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，聚合反应后即得所述高粘结强度、耐老化的粘结剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中加热反应条件为75～85℃下反应2～3小时。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S2具体为：加入二羟甲基丙酸、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，65～75℃反应1～2小时，再加入甲基丙烯酸羟丙酯反应0.5～1.5小时。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S3具体为：温度降至25℃后，再加入水和碱，剪切乳化得乳液。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤S4具体为：向乳液中添加乙烯基单体，混合均匀后再添加水溶性引发剂，75～85℃下聚合反应3～5小时即得。
9.如权利要求1～3任一项所述的粘结剂在反光材料中的应用。
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