CN110564353A - 一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂及其制备方法，该金属复合水性粘合剂包括粘合剂组分和固化剂；所述粘合剂组分包括以下质量百分比的原料：水性聚氨酯树脂60‑70％、水性环氧树脂5‑10％、羟基丙烯酸树脂乳液10‑15％、润湿剂0.3‑0.5％、流平剂0.4‑0.6％、消泡剂0.2‑0.4％、增稠剂0.1‑0.15％、干燥调节剂0.2‑0.3％、发泡剂0.5‑1％、去离子水10‑15％。本发明的金属复合水性粘合剂，各原料相辅相成，使得最终产品不仅具有极强的附着力和粘结强度，同时还具有声波衰减、阻隔噪音的作用。

Description

一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂及其制备方法
技术领域
本申请涉及一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂及其制备方法。
背景技术
在航空、军事、汽车、交通等各行业，都存在金属-金属粘结复合工艺，起到使金属制品轻量化以及隔音降噪的作用，特别是在外部噪音较大的封闭空间，外部通过金属传导的噪音经粘结剂层的衰减后，声波的强度下降，从而保护内部人员的听觉***，提高驾乘的舒适性。
随着国家和社会对绿色环保的日益重视,溶剂型粘合剂逐渐被环保的水性粘合剂所取代是个必然的趋势,由于水性粘合剂在节能减排方面的优势,在金属复合粘合剂领域也必然朝着水性化的方向发展。目前关于金属复合的粘合剂主要为溶剂型产品，其主要成膜物质树脂中含有大量溶剂，如苯系物、二甲基甲酰胺等，这些溶剂造成大量的VOC排放，污染大气且对生产和使用的人员造成严重的生理毒害。由于水和有机溶剂在表面张力、溶解力和干燥性等方面存在着巨大差异，水性粘合剂和溶剂型粘合剂在初粘性、附着力、粘结强度、使用工艺方面也有较大不同，所以在金属复合粘合剂方面，水性化也必然存在需要解决以上问题。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种具有足够粘合强度外，还具有减弱外界经金属板传递噪音作用的金属复合水性粘合剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：
一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，包括粘合剂组分和固化剂；所述粘合剂组分包括以下质量百分比的原料：水性聚氨酯树脂60-70％、水性环氧树脂5-10％、羟基丙烯酸树脂乳液10-15％、润湿剂0.3-0.5％、流平剂0.4-0.6％、消泡剂0.2-0.4％、增稠剂0.1-0.15％、干燥调节剂0.2-0.3％、发泡剂0.5-1％、去离子水10-15％。
进一步地，所述固化剂为阴离子型或非离子型水可分散的己二异氰酸酯三聚体，优选阴离子型水可分散的己二异氰酸酯三聚体。
进一步地，所述水性聚氨酯树脂为聚酯型水性聚氨酯树脂，优选含分子量1000-3000的聚酯多元醇和脂肪族二异氰酸酯共聚水分散体，聚酯多元醇优选分子量为1000-3000的己二酸-1,4-丁二醇酯多元醇、己二酸新戊二醇酯多元醇、己二酸-1,6-己二醇酯多元醇、聚己内酯多元醇及其组合物，更优选分子量2000-3000的己二酸-1,6-己二醇酯多元醇、聚己内酯多元醇及其组合物；脂肪族二异氰酸酯优选异佛尔酮二异氰酸酯、计二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯及其组合物，更优选异佛尔酮二异氰酸酯、己二异氰酸酯的组合物。该水性聚氨酯树脂为粘合剂提供了较好的初粘性、拉伸强度及剥离强度。
进一步地，所述水性环氧树脂为双酚A型水性环氧分散体，优选软化点在50-100℃的双酚A型水性环氧分散体，更优选软化点在80-90℃的双酚A型水性环氧分散体；该环氧树脂为粘合剂提供了较好的附着力和剥离强度。
进一步地，所述羟基丙烯酸树脂乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物乳液，优选玻璃化转变温度为40-45℃的羟基含量(占固体份)为2.0-4.0％的羟基丙烯酸乳液，更优选玻璃化转变温度为40-45℃的羟基含量(占固体份)为3-3.5％的羟基丙烯酸乳液。该羟基丙烯酸树脂乳液增强了粘合剂的密着性和剥离强度。
进一步地，所述润湿剂为聚醚改性有机硅类润湿剂；所述流平剂为聚醚改性有机硅类流平剂；所述消泡剂为炔二醇分子消泡剂；所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂；所述干燥调节剂为乙二醇和丙二醇及其组合物。
所述发泡剂为塑料微球发泡剂，优选发泡温度160-220℃塑料微球发泡剂，更优选发泡温度170-200℃的塑料微球发泡剂，最优选发泡温度180-190℃的塑料微球发泡剂。
进一步地，所述水性聚氨酯树脂的固含量为50％；所述水性环氧树脂的固含量为55％；所述羟基丙烯酸树脂乳液的固含量为45％。
具体的，使用时，按质量计，固化剂与粘合剂组分的比例为1:5-10。
作为一种优选，所述粘合剂组分包括以下质量百分比的原料：水性聚氨酯树脂68％、水性环氧树脂10％、羟基丙烯酸树脂乳液10％、润湿剂0.3％、流平剂0.5％、消泡剂0.3％、增稠剂0.1％、干燥调节剂0.3％、发泡剂0.5％、去离子水10％。
一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂的制备方法，包括粘合剂组分的制备：
在粘合剂配制釜中，分别投入水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂和羟基丙烯酸树脂乳液，持续搅拌5-10分钟，在500rpm搅拌下分别加入润湿剂、流平剂、消泡剂、干燥剂、发泡剂、水，搅拌20-30分钟；
提高转速至750rpm，逐步加入增稠剂，同时监测粘度变化，调节粘度至4000-5000mPa.s后停止加入增稠剂，继续搅拌18-23分钟后停止，过200目滤布，得粘合剂组分。
本发明的有益效果在于：
本发明的金属复合水性粘合剂，各原料相辅相成，使得最终产品不仅具有极强的附着力和粘结强度，同时还具有声波衰减、阻隔噪音的作用。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
下面将结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，是由粘合剂组分和固化剂组成；所述粘合剂组分由以下原料制备而成：固含量50％的水性聚氨酯树脂680kg、固含量55％的水性环氧树脂100kg、固含量45％的羟基丙烯酸树脂乳液100kg、润湿剂3kg、流平剂5kg、消泡剂3kg、增稠剂1kg、干燥调节剂3kg、发泡剂5kg、去离子水100kg。
粘合剂组分的具体制备方法如下：
在粘合剂配制釜中，分别投入水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂和羟基丙烯酸树脂乳液，持续搅拌5-10分钟，在500rpm搅拌下分别加入润湿剂、流平剂、消泡剂、干燥剂、发泡剂、水，搅拌20-30分钟；
提高转速至750rpm，逐步加入增稠剂，同时监测粘度变化，调节粘度至4000-5000mPa.s后停止加入增稠剂，继续搅拌18-23分钟后停止，过200目滤布，得粘合剂组分。
粘合剂使用方法：
称取上述方法制得的粘合剂组分，在分散机的低速搅拌下缓慢加入占粘合剂组分15％(质量百分比)的固化剂，持续搅拌5分钟，停止搅拌，80目滤布过滤，即可进行使用。
上述各原料的具体选择如下：水性聚氨酯树脂为含分子量2000的聚酯多元醇和脂肪族二异氰酸酯共聚水分散体，水性环氧树脂为软化点在80℃的双酚A型水性环氧分散体，羟基丙烯酸树脂乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物乳液，润湿剂为聚醚改性有机硅类润湿剂，流平剂为聚醚改性有机硅类流平剂，消泡剂为炔二醇分子消泡剂，增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，干燥调节剂为乙醇和丙二醇及其组合物，发泡剂为发泡温度185℃的塑料微球发泡剂，固化剂为阴离子型水可分散的己二异氰酸酯三聚体。
值得说明的是，本发明的金属复合水性粘合剂在确保粘合剂原本的极高粘结强度的前提下，还具有声波衰减和阻隔噪音的作用，从而实现保护人们的听觉***，能够更好的适用于航空、军事、汽车、交通等各行业。
实施例2
一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，是由粘合剂组分和固化剂组成；所述粘合剂组分由以下原料制备而成：固含量50％的水性聚氨酯树脂600kg、固含量55％的水性环氧树脂100kg、固含量45％的羟基丙烯酸树脂乳液150kg、润湿剂5kg、流平剂6kg、消泡剂3.5kg、增稠剂1.5kg、干燥调节剂3kg、发泡剂10kg、去离子水121kg。上述复合粘合剂的制备方法与实施例1相同。其中，固化剂与粘合剂组分的质量比为1:7。
上述各原料的具体选择如下：水性聚氨酯树脂为含分子量3000的聚酯多元醇和脂肪族二异氰酸酯共聚水分散体，水性环氧树脂为软化点在90℃的双酚A型水性环氧分散体，羟基丙烯酸树脂乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物乳液，润湿剂为聚醚改性有机硅类润湿剂，流平剂为聚醚改性有机硅类流平剂，消泡剂为炔二醇分子消泡剂，增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，干燥调节剂为乙醇和丙二醇及其组合物，发泡剂为发泡温度180℃的塑料微球发泡剂，固化剂为阴离子型水可分散的己二异氰酸酯三聚体。
实施例3
一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，是由粘合剂组分和固化剂组成；所述粘合剂组分由以下原料制备而成：固含量50％的水性聚氨酯树脂700kg、固含量55％的水性环氧树脂50kg、固含量45％的羟基丙烯酸树脂乳液100kg、润湿剂3kg、流平剂4kg、消泡剂2kg、增稠剂1kg、干燥调节剂2kg、发泡剂5kg、去离子水133kg。上述复合粘合剂的制备方法与实施例1相同。使用时，固化剂与粘合剂组分的质量比为1:8。
上述各原料的具体选择如下：水性聚氨酯树脂为含分子量1000的聚酯多元醇和脂肪族二异氰酸酯共聚水分散体，水性环氧树脂为软化点在85℃的双酚A型水性环氧分散体，羟基丙烯酸树脂乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物乳液，润湿剂为聚醚改性有机硅类润湿剂，流平剂为聚醚改性有机硅类流平剂，消泡剂为炔二醇分子消泡剂，增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂，干燥调节剂为乙醇和丙二醇及其组合物，发泡剂为发泡温度190℃的塑料微球发泡剂，固化剂为阴离子型水可分散的己二异氰酸酯三聚体。
实施例4
一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，是由粘合剂组分和固化剂组成；所述粘合剂组分由以下原料制备而成：固含量50％的水性聚氨酯树脂650kg、固含量55％的水性环氧树脂60kg、固含量45％的羟基丙烯酸树脂乳液120kg、润湿剂4kg、流平剂5kg、消泡剂3kg、增稠剂1.5kg、干燥调节剂2.5kg、发泡剂7kg、去离子水147kg。上述复合粘合剂的制备方法与实施例1相同。使用时，固化剂与粘合剂组分的质量比为1:6。
实施例5
一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，是由粘合剂组分和固化剂组成；所述粘合剂组分由以下原料制备而成：固含量50％的水性聚氨酯树脂630kg、固含量55％的水性环氧树脂80kg、固含量45％的羟基丙烯酸树脂乳液140kg、润湿剂4.5kg、流平剂4.5kg、消泡剂3.5kg、增稠剂1.2kg、干燥调节剂2.8kg、发泡剂7.5kg、去离子水126kg。上述复合粘合剂的制备方法与实施例1相同。使用时，固化剂与粘合剂组分的质量比为1:9。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，包括粘合剂组分和固化剂；其特征在于，所述粘合剂组分包括以下质量百分比的原料：水性聚氨酯树脂60-70％、水性环氧树脂5-10％、羟基丙烯酸树脂乳液10-15％、润湿剂0.3-0.5％、流平剂0.4-0.6％、消泡剂0.2-0.4％、增稠剂0.1-0.15％、干燥调节剂0.2-0.3％、发泡剂0.5-1％、去离子水10-15％。
2.根据权利要求1所述的一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，其特征在于，所述固化剂为阴离子型或非离子型水可分散的己二异氰酸酯三聚体。
3.根据权利要求1所述的一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，其特征在于，所述水性聚氨酯树脂为聚酯型水性聚氨酯树脂。
4.根据权利要求1所述的一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，其特征在于，所述水性环氧树脂为双酚A型水性环氧分散体。
5.根据权利要求1所述的一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂乳液为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物乳液。
6.根据权利要求1所述的一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，其特征在于，所述润湿剂为聚醚改性有机硅类润湿剂；所述流平剂为聚醚改性有机硅类流平剂；所述消泡剂为炔二醇分子消泡剂；所述增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂；所述干燥调节剂为乙二醇和丙二醇及其组合物；所述发泡剂为塑料微球发泡剂。
7.根据权利要求1所述的一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，其特征在于，所述水性聚氨酯树脂的固含量为50％；所述水性环氧树脂的固含量为55％；所述羟基丙烯酸树脂乳液的固含量为45％。
8.根据权利要求1所述的一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，其特征在于，使用时，按质量计，固化剂与粘合剂组分的比例为1:5-10。
9.根据权利要求1所述的一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂，其特征在于，所述粘合剂组分包括以下质量百分比的原料：水性聚氨酯树脂68％、水性环氧树脂10％、羟基丙烯酸树脂乳液10％、润湿剂0.3％、流平剂0.5％、消泡剂0.3％、增稠剂0.1％、干燥调节剂0.3％、发泡剂0.5％、去离子水10％。
10.一种用于声波衰减的金属复合水性粘合剂的制备方法，其特征在于，包括粘合剂组分的制备：
在粘合剂配制釜中，分别投入水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂和羟基丙烯酸树脂乳液，持续搅拌5-10分钟，在500rpm搅拌下分别加入润湿剂、流平剂、消泡剂、干燥剂、发泡剂、水，搅拌20-30分钟；
提高转速至750rpm，逐步加入增稠剂，同时监测粘度变化，调节粘度至4000-5000mPa.s后停止加入增稠剂，继续搅拌18-23分钟后停止，过200目滤布，得粘合剂组分。
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