CN117165187B - 一种人造草粘接胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种人造草粘接胶及其制备方法，属于粘接胶制备技术领域，所述粘接胶包括异丁烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、烯丙基聚氧乙烯醚、聚山梨酯‑20、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、1,6‑二异氰酰基己烷、甲基丙烯酸八氟戊酯、3‑缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、去离子水、引发剂和缓冲剂。本发明将聚山梨酯‑20、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠复配，增加了粘接胶的稳定性，同时又将各种材料结合，使制得的粘接胶具有优异的防水性和耐热性。
Description
技术领域
本发明属于粘接胶制备技术领域，具体地，涉及一种人造草粘接胶及其制备方法。
背景技术
人造草坪是一种以塑料化纤产品为材料，通过人工制作的人工草坪，它具有部分天然草坪的功能，并因其较好的耐磨性、均匀性以及较低的养护管理需求而被广泛接受；人造草坪的防水粘接胶是用于固定人造草坪铺设过程中的接缝和边缘部位，以增强其防水能力和稳固性的一种材料。市面上现有人造草粘接胶层出不穷，但其粘结性和耐热能力都欠佳，致使人造草坪在使用过程中容易出现渗水脱落或黏合部分过热融化的现象，极大影响了使用效果。因此，提供一种具有极好防水、耐热性的人造草粘接胶显得尤为必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人造草粘接胶及其制备方法，本发明以1,6-二异氰酰基己烷消耗体系单体中的亲水基团，同时在体系形成网状结构聚合物，使水分子很难渗透进入固化后的粘接胶内部；在此基础上，辅以甲基丙烯酸八氟戊酯，引入氟基团，以氟烃链段包围体系未消耗完全的亲水基团，形成屏蔽保护作用，从而增强粘接胶的防水性能；以聚山梨酯-20和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠复配，协效增加了制得的粘接胶的稳定性，进而增加了粘接胶的防水能力；以3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷为原料之一使制得粘接胶具有突出的耐热性。解决了现有技术中存在的粘接胶防水、耐热性能欠佳的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种人造草粘接胶，所述粘接胶包括如下重量份原料：
作为本发明的一种优选技术方案，所述粘接胶还包括氨水。
作为本发明的一种优选技术方案，所述引发剂为过硫酸钾。
作为本发明的一种优选技术方案，所述缓冲剂为碳酸氢钠。
作为本发明的一种优选技术方案，所述粘接胶的制备方法包括如下步骤：
S1、将2/5重量份的去离子水、聚山梨酯-20和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠控温搅拌，搅拌完成后加入异丁烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、烯丙基聚氧乙烯醚和3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，控温控速搅拌，得到中间液，备用；
S2、将剩余去离子水、引发剂和缓冲剂控温控速搅拌，搅拌完成后控温，然后保持搅拌速度不变，加入步骤S1备用的中间液，当中间液加入过半时升温，升温完成后搅拌，搅拌完成后保温，得到待过筛液；
S3、将待过筛液自然冷却，然后加入1,6-二异氰酰基己烷和甲基丙烯酸八氟戊酯搅拌，接着过筛，用氨水调节pH，得到粘接胶。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤S1中所述控温搅拌的温度为24-28℃、时间为15-20min；所述控温控速搅拌的温度为45-50℃、速度为700-750r/min、时间为0.5-1h。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤S2中所述中间液的滴加方式为等速在2.5-3h内滴加完毕。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤S2中所述控温控速搅拌的温度为25-28℃、速度为240-260r/min、时间为10-15min；所述搅拌完成后控温的温度为70-75℃；所述中间液加入过半时升温为升温至80-85℃；所述升温完成后搅拌的搅拌时间为10-15min；所述保温的时间为1.5-2h。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤S3中所述自然冷却为自然冷却至35℃以下；所述搅拌的时间为0.5-1h；所述过筛为过100-150目筛；所述调节pH为调节至pH值7-8。
本发明的有益效果：
(1)本发明加入了1,6-二异氰酰基己烷和甲基丙烯酸八氟戊酯，使制得粘接胶具有优异的防水性。这是因为，本发明以1,6-二异氰酰基己烷消耗体系单体中的亲水基团，降低亲水基团的含量，同时在体系形成网状结构聚合物，使水分子很难渗透进入固化后的粘接胶内部；在此基础上，辅以甲基丙烯酸八氟戊酯，引入氟基团，以氟烃链段包围体系未消耗完全的亲水基团，形成屏蔽保护作用，从而增强粘接胶的防水性能。
(2)本发明将非离子型乳化剂聚山梨酯-20和阴离子型乳化剂十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠作为复配乳化剂，协效增加了制得的粘接胶的稳定性，进而增加了粘接胶的防水能力。这是由于，本发明的聚山梨酯-20和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠交替吸附在体系粒子表面，增大了体系粒子表面上乳化剂离子之间的距离，同时，以聚山梨酯-20的静电屏蔽作用降低了粒子表面静电张力、增大吸附牢度，进而增加制成品的乳液稳定性，此外，聚山梨酯-20还能形成水化层，因而本发明采用的复配乳化剂能使粒子间具静电斥力，又在粒子表面上形成较厚水化层，从而使粘接胶具有很大的稳定性，进一步增加了粘接胶的防水能力。
(3)本发明加入了3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，使制得粘接胶具有突出的耐热性。这是因为，本发明以3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷引入环氧基团和键能较高的硅氧烷键，环氧基团在体系中会发生水解并反应，增加了体系中的交联度、限制了聚合物分子链运动，而硅氧烷键键能较高，想要破坏硅氧键必须有更高的热量，因此，3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷通过增加体系交联度、提高键能进而增加了粘接胶的耐热性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种人造草粘接胶，所述粘接胶包括如下重量份原料：
所述粘接胶还包括氨水。
所述粘接胶的制备方法包括如下步骤：
S1、将上述2/5重量份的去离子水、聚山梨酯-20和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠控温26℃搅拌15min，搅拌完成后加入异丁烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、烯丙基聚氧乙烯醚和3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，控温50℃控速700r/min搅拌1h，得到中间液，备用；
S2、将剩余去离子水、引发剂和缓冲剂控温25℃控速250r/min搅拌15min，搅拌完成后控温70℃，然后保持搅拌速度不变，等速在2.5h内滴加完毕步骤S1备用的中间液，当中间液加入过半时升温至85℃，升温完成后搅拌10min，搅拌完成后保温1.5h，得到待过筛液；
S3、将待过筛液自然冷却至35℃以下，然后加入1,6-二异氰酰基己烷和甲基丙烯酸八氟戊酯搅拌0.5h，接着过100目筛，用氨水调节pH至8，得到粘接胶。
实施例2
一种人造草粘接胶，所述粘接胶包括如下重量份原料：
所述粘接胶还包括氨水。
所述粘接胶的制备方法包括如下步骤：
S1、将上述2/5重量份的去离子水、聚山梨酯-20和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠控温28℃搅拌18min，搅拌完成后加入异丁烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、烯丙基聚氧乙烯醚和3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，控温45℃控速725r/min搅拌0.5h，得到中间液，备用；
S2、将剩余去离子水、引发剂和缓冲剂控温26℃控速260r/min搅拌13min，搅拌完成后控温75℃，然后保持搅拌速度不变，等速在3h内滴加完毕步骤S1备用的中间液，当中间液加入过半时升温至80℃，升温完成后搅拌13min，搅拌完成后保温2h，得到待过筛液；
S3、将待过筛液自然冷却至35℃以下，然后加入1,6-二异氰酰基己烷和甲基丙烯酸八氟戊酯搅拌1h，接着过120目筛，用氨水调节pH至8，得到粘接胶。
实施例3
一种人造草粘接胶，所述粘接胶包括如下重量份原料：
所述粘接胶还包括氨水。
所述粘接胶的制备方法包括如下步骤：
S1、将上述2/5重量份的去离子水、聚山梨酯-20和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠控温24℃搅拌20min，搅拌完成后加入异丁烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、烯丙基聚氧乙烯醚和3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，控温48℃控速750r/min搅拌0.5h，得到中间液，备用；
S2、将剩余去离子水、引发剂和缓冲剂控温28℃控速240r/min搅拌10min，搅拌完成后控温73℃，然后保持搅拌速度不变，等速在2.5h内滴加完毕步骤S1备用的中间液，当中间液加入过半时升温至83℃，升温完成后搅拌15min，搅拌完成后保温1.5h，得到待过筛液；
S3、将待过筛液自然冷却至35℃以下，然后加入1,6-二异氰酰基己烷和甲基丙烯酸八氟戊酯搅拌1h，接着过150目筛，用氨水调节pH至7，得到粘接胶。
对比例1
与实施例3相比，区别在于，对比例1中不添加1,6-二异氰酰基己烷，其余操作步骤和参数均不变。
对比例2
与实施例3相比，区别在于，对比例1中不添加甲基丙烯酸八氟戊酯，其余操作步骤和参数均不变。
对比例3-4
与实施例6相比，区别在于，对比例3-4中聚山梨酯-20和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠重量份如表1所示，其余操作步骤和参数均不变。
表1
| 聚山梨酯-20(重量份) | 十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠(重量份) | |
| 对比例3 | 0.9 | 0 |
| 对比例4 | 0 | 0.9 |
对比例5
与实施例3相比，区别在于，对比例5中不添加3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，其余操作步骤和参数均不变。
性能检测
(1)耐水性测试：称取实施例1-3和对比例1-4制得的粘接胶30g于玻璃培养皿中，自然干燥，制成薄膜，将薄膜裁剪成15mm×15mm的正方形试样，称取试样质量(精确至0.001g)，将其放入装有蒸馏水的培养皿中，蒸馏水没过薄膜的上表面，在室温下浸泡24h后取出，用滤纸轻轻擦拭掉薄膜表面的水分，并立即称重。采用吸水率表征薄膜的耐水性，每个试样测试3次，结果取平均值，薄膜的吸水率计算公式为：W＝(m1-m0)/m0×100％；
式中，W——薄膜的吸水率，％；
m0——试样的初始质量，g；
m1——试样吸水后的质量，g；
其结果如表2所示。
(2)耐热性测试：称取实施例1-3和对比例5制得的粘接胶30g于玻璃培养皿中，自然干燥，制成薄膜，将薄膜裁剪成15mm×15mm的正方形试样，分别测试试样在100℃1h下、130℃1h下、160℃1h下的MD和TD方向上的收缩。隔膜热收缩率测试涉及纵向和横向两个方向，其结果如表2所示。
表2
由表2实施例1-3和对比例1-4吸水率数据来看，本发明制得的粘接胶具有优异的防水性，这是因为，本发明以1,6-二异氰酰基己烷消耗体系单体中的亲水基团，降低亲水基团的含量，同时在体系形成网状结构聚合物，使水分子很难渗透进入固化后的粘接胶内部；在此基础上，辅以甲基丙烯酸八氟戊酯，引入氟基团，以氟烃链段包围体系未消耗完全的亲水基团，形成屏蔽保护作用，从而增强粘接胶的防水性能；此外，本发明还将聚山梨酯-20和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠作为复配乳化剂，协效增加了制得的粘接胶的稳定性，进而增加了粘接胶的防水能力。
由表2实施例1-3和对比例5纵、横向方向热收缩率来看，本发明制得的粘接胶具有突出的耐热性。这是因为，本发明以3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷引入环氧基团和键能较高的硅氧烷键，环氧基团在体系中会发生水解并反应，增加了体系中的交联度、限制了聚合物分子链运动，而硅氧烷键键能较高，想要破坏硅氧键必须有更高的热量，因此，3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷通过增加体系交联度、提高键能进而增加了粘接胶的耐热性。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种人造草粘接胶，其特征在于，所述粘接胶包括如下重量份原料：
所述粘接胶还包括氨水；
所述粘接胶的制备方法包括如下步骤：
S1、将2/5重量份的去离子水、聚山梨酯-20和十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠控温搅拌，搅拌完成后加入异丁烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、烯丙基聚氧乙烯醚和3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，控温控速搅拌，得到中间液，备用；
S2、将剩余去离子水、引发剂和缓冲剂控温控速搅拌，搅拌完成后控温，然后保持搅拌速度不变，加入步骤S1备用的中间液，当中间液加入过半时升温，升温完成后搅拌，搅拌完成后保温，得到待过筛液；
S3、将待过筛液自然冷却，然后加入1,6-二异氰酰基己烷和甲基丙烯酸八氟戊酯搅拌，接着过筛，用氨水调节pH，得到粘接胶。
2.根据权利要求1所述的一种人造草粘接胶，其特征在于，所述缓冲剂为碳酸氢钠。
3.根据权利要求1所述的一种人造草粘接胶，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾。
4.根据权利要求1所述的一种人造草粘接胶，其特征在于，步骤S1中所述控温搅拌的温度为24-28℃、时间为15-20min；所述控温控速搅拌的温度为45-50℃、速度为700-750r/min、时间为0.5-1h。
5.根据权利要求1所述的一种人造草粘接胶，其特征在于，步骤S2中所述中间液的滴加方式为等速在2.5-3h内滴加完毕。
6.根据权利要求1所述的一种人造草粘接胶，其特征在于，步骤S2中所述控温控速搅拌的温度为25-28℃、速度为240-260r/min、时间为10-15min；所述搅拌完成后控温的温度为70-75℃。
7.根据权利要求1所述的一种人造草粘接胶，其特征在于，步骤S2中所述中间液加入过半时升温为升温至80-85℃；所述升温完成后搅拌的搅拌时间为10-15min；所述保温的时间为1.5-2h。
8.根据权利要求1所述的一种人造草粘接胶，其特征在于，步骤S3中所述自然冷却为自然冷却至35℃以下；所述搅拌的时间为0.5-1h；所述过筛为过100-150目筛；所述调节pH为调节pH值至7-8。
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