阅读说明：本技术 一种水基胶及其制备方法和应用 (Water-based adhesive and preparation method and application thereof ) 是由 凌万青 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及胶粘剂技术领域,具体涉及一种水基胶及其制备方法和应用。一种水基胶,按重量百分比计,至少包括以下组分：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液60-90％、丁苯胶乳2-15％、增塑剂1-3％、消泡剂0.2-1.5％、水补足100％。本发明提供了一种水基胶,主要应用于家具封边领域,特别适用于无纺布与木皮的复合粘结,与普通白乳胶相比,本发明水基胶胶层柔软型好,解决了胶层太硬,不合适成卷运输和储存的问题；耐高温性能、耐水性和抗老化性能优异,解决了板材封边后,封边条在高温高湿环境下,木皮与无纺布分层的问题；且不渗胶、不透胶,与基体间的粘结强度高。(The invention relates to the technical field of adhesives, in particular to a water-based adhesive and a preparation method and application thereof. A water-based adhesive at least comprises the following components in percentage by weight: 60-90% of vinyl acetate-ethylene copolymer emulsion, 2-15% of styrene-butadiene latex, 1-3% of plasticizer, 0.2-1.5% of defoaming agent and water for supplementing 100%. The invention provides a water-based adhesive, which is mainly applied to the field of edge sealing of furniture and is particularly suitable for composite bonding of non-woven fabrics and veneers; the high-temperature resistance, the water resistance and the ageing resistance are excellent, and the problem that the veneer and the non-woven fabric are layered in a high-temperature and high-humidity environment of the edge banding strip after the edge banding of the plate is performed is solved; and the adhesive is not penetrated and penetrated, and the bonding strength between the adhesive and the matrix is high.)

一种水基胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种水基胶及其制备方法和应用。

背景技术

随着家具制造的材料、工艺不断更新和发展，MDF中密度板，刨花板(PB)和胶合板在家具制造中的使用越来越多。这些板材在使用过程中都需要封边，传统上使用PVC膜等高分子聚合材料的封边条，但缺少回归自然的感觉。随着人们追求自然风格，因此出现了在人造板上贴面用木皮的中高档家具。这类家具，使用人造板材，造价低，但能够给人一种类似于全实木的自然风格的感觉。同时，对于板材的边部，也需要与板材正面一样，用大自然的木材进行封边。目前为节省木材，降低成本，板材边部选择木皮，封边木皮比较薄，一般在0.15-0.6mm左右，在储存和运输和使用过程中，容易破碎和开裂，浪费严重。为解决这个问题，出现了一种在木皮背面复合一层无纺布的工艺，利用无纺布固定木皮，从而使木皮不容易破碎和开裂，容易成卷，方便运输、储存和使用。

目前，市场上使用传统的白乳胶进行无纺布与木皮的复合，存在着很多缺陷和问题，急需解决。本发明主要针对无纺布木皮在生产复合、储存、运输和使用中遇到的问题，提供了一种耐高温，耐水，不渗胶、透胶、胶层软的特种水基胶。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种水基胶，按重量百分比计，至少包括以下组分：至少包括以下组分：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液60-90％、丁苯胶乳2-15％、增塑剂1-3％、消泡剂0.2-1.5％、水补足100％。

作为本发明一种优选的技术方案，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液在25℃下的动力学粘度为500-5000cP。

作为本发明一种优选的技术方案，所述丁苯胶乳为羧基丁苯胶乳。

作为本发明一种优选的技术方案，所述丁苯胶乳在25℃下的动力学粘度为50-500cP。

作为本发明一种优选的技术方案，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液与丁苯胶乳的重量比为(5-15)：1。

本发明的第二个方面提供了所述水基胶的制备方法，至少包括以下步骤：将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、丁苯胶乳加入反应釜，搅拌30-60min至混合均匀；然后加入增塑剂、消泡剂和水，继续搅拌30-60min，出料即得。

本发明的第三个方面提供了所述水基胶的应用，应用于木皮与无纺布复合领域。

本发明的第四个方面提供了所述水基胶的使用方法，所述水基胶与异氰酸酯混合均匀后，即可使用；所述水基胶与异氰酸酯的重量比为100：(1-10)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述异氰酸酯为二异氰酸酯。

作为本发明一种优选的技术方案，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种。

有益效果

本发明提供了一种水基胶，主要应用于家具封边领域，尤其适用于无纺布与木皮的复合胶粘，通过在木皮背面复合一层无纺布，保证木皮不易断裂，能成卷，便于运输和储存。本发明提供的水基胶与普通白乳胶相比：

(1)普通白乳胶(聚醋酸乙烯乳液)进行木皮与无纺布的复合，虽然胶层的强度足够，但胶干后，胶层比较硬，木皮在运输和成卷时，容易脆裂；本发明水基胶胶层柔软型好，解决了胶层太硬，不合适成卷运输和储存的问题。

(2)无纺布木皮作为家具封边条使用时，封边工艺的操作温度在130-220℃，在封边过程中容易导致无纺布与木皮之间的脱落、开胶，粘合效果差；本发明水基胶耐高温性能优异，粘合效果好。

(3)普通水基胶耐水性和抗老化性能差，在不同温度、湿度的环境下，容易脱胶开裂；本发明水基胶的耐水性和抗老化性能优异，解决了板材封边后，家具封边条在高温高湿环境下，木皮与无纺布分层的问题。

(4)普通白乳胶容易通过木皮和无纺布渗透出来，导致透胶，形成黑点，影响美观。本发明水基胶解决了渗胶、透胶问题。

(5)无纺布与木皮的复合工艺，一般是采用连续式滚筒压合，滚筒内设有加热装置，普通的白乳胶，不耐高温，不适合这种复合工艺。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种水基胶，按重量百分比计，至少包括以下组分：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液60-90％、丁苯胶乳2-15％、增塑剂1-3％、消泡剂0.2-1.5％、水补足100％。

在一种优选的实施方式中，所述水基胶，按重量百分比计，包括以下组分：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液85％、丁苯胶乳10％、增塑剂2％、消泡剂1％、水补足100％。

醋酸乙烯-乙烯共聚乳液

醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液(英文简称：EVA)是以醋酸乙烯和乙烯单体为基本原料，与其它辅料通过乳液聚合方法共聚而成的高分子乳液。主要应用于粘合剂、保温、防水、涂料、玻璃纤维、造纸和工程织物、纺织品、水泥改良剂、纸加工等领域。其中粘合剂领域主要应用于木材粘结、纸品粘结、水性覆膜胶和卷烟粘合剂。在建筑领域应用包括保温砂浆、防水涂料、建筑粘结剂和界面剂等。

本发明中，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液在25℃下的动力学粘度为500-5000cP。

在一种优选的实施方式中，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液在25℃下的动力学粘度为2500-4500cP。

在一种优选的实施方式中，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的pH值为4.5-6.5。

本发明中，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液的来源，没有特别的限制，可提及台湾大连化学DA-101、DA-102、DA-143中的至少一种；优选DA-102。

丁苯胶乳

丁苯胶乳是由丁二烯和苯乙烯进行乳液共聚合而制成的。按照苯乙烯和丁二烯的比例不同有不同的牌号。根据乳液共聚合的温度不同又有高温(50℃)丁苯乳胶和低温(5℃)丁苯乳胶之分，后者的性能优于前者，后者的强度高、耐寒性好。丁苯胶乳胶黏剂的耐热性和耐老化性均比天然胶乳胶黏剂好，即使老化后也不发黏，不软化，而是变硬。丁苯乳胶胶黏剂中的大分子链性极小，故粘接强度较差，但是价格便宜，主要用在纸加工上，可用作塑料、橡胶、织物、轮胎帘子线、石棉密封垫圈和建材的胶黏剂，也可用来制作压敏胶。为了提高丁苯胶日胶黏剂的黏着性，可以加入松香、古马隆树脂和多元酸酯等，能显著提高其黏着性。

本发明中，所述丁苯胶乳为羧基丁苯胶乳。

在一种优选的实施方式中，所述丁苯胶乳在25℃下的动力学粘度为50-500cP。

本发明中，所述丁苯胶乳的来源，没有特别的限制，可提及巴斯夫SD332N、SD417、SD516、SD507、SD6519、SD903中的至少一种；优选SD507。

本发明中，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液与丁苯胶乳的重量比为(5-15)：1。

在一种优选的实施方式中，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液与丁苯胶乳的重量比为(6-10)：1。

在一种更优选的实施方式中，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液与丁苯胶乳的重量比为8：1。

发明人在研究过程中意外发现，当醋酸乙烯-乙烯共聚乳液与丁苯胶乳的重量比为(5-15)：1，尤其当醋酸乙烯-乙烯共聚乳液与丁苯胶乳的重量比为8：1时，制得的水基胶胶层的抗渗透性、耐温性达到最佳。发明人认为可能的原因是：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和丁苯胶乳分子结构的相似性，复合成一种高效稳定的聚合物乳液，分子间交织形成一种三维网状结构，涂布过程不易发生破乳，成膜后不渗胶，且耐温性能优异；聚合物乳液分子结构中富含极性基团-羧基，具有较高的成膜性和粘结力，能生成强而韧的胶膜；同时丁苯胶乳能调节胶液黏度，改善胶液的流动性，成膜光亮平滑；另外，因分子链中还含有极性基，如酯基等，与无纺布纤维的结合性好，具有高的黏合性。

增塑剂

塑化剂是在工业生产上被广泛使用的高分子材料助剂，又称增塑剂。凡是添加到聚合物材料中能使聚合物塑性增加的物质都称为塑化剂。塑化剂的使用可以改善高分子材料的性能，降低生产成本，提高生产效益。增塑剂是一类重要的化工产品添加剂，作为助剂普遍应用于塑料制品、混凝土、泥灰、水泥、石膏、化妆品及清洗剂等材料中，特别是在聚氯乙烯塑料制品中，为了增加塑料的可塑性和提高塑料的强度，需要添加邻苯二甲酸酯，其含量有时可达产品的50％。增塑剂的作用主要是减弱树脂分子间的次价键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的结晶性，增加树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强，容易加工，可合法用于工业用途，广泛存在于食品包装、化妆品、医疗器材，以及环境水体中。

本发明中，所述增塑剂，没有特别的限制，可提及柠檬酸酯类增塑剂和环氧类增塑剂中的一种。

所述柠檬酸酯类增塑剂，可提及如柠檬酸三丁酯(TBC)、柠檬酸三辛酯(TOC)、乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)、乙酰柠檬酸三辛酯(ATOC)等。

所述环氧类增塑剂，可提及环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯、9，10-环氧硬脂酸辛酯等。

在一种优选的实施方式中，所述增塑剂为环氧乙酰亚麻油酸甲酯。

消泡剂

消泡剂是一类能降低水、溶液、悬浮液等的表面张力，防止泡沫形成，或使原有泡沫减少或消灭的物质。消泡剂的应用十分广泛，如食品工业、造纸工业、水处理、采油工业、印染工业、涂料工业、洗涤剂工业、橡胶胶乳工业、气溶胶工业、日化工业、医药工业、奶制品工业等。

本发明中，所述消泡剂，没有特别的限制，可提及非硅型消泡剂、聚醚型消泡剂、有机硅型消泡剂、聚醚改性有机硅型消泡剂等。

在一种优选的实施方式中，所述消泡剂为聚醚改性有机硅型消泡剂。

本发明中，所述有机硅型消泡剂的来源，没有特别的限制，可提及东莞市德丰消泡剂有限公司，型号DF-2684。

水

本发明中，所述水，没有特别的限制，可提及自来水、去离子水和蒸馏水等。

在一种优选的技术方案中，所述水为去离子水。

本发明的第二个方面提供了所述环保水基胶的制备方法，至少包括以下步骤：将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、丁苯胶乳加入反应釜，搅拌30-60min至混合均匀；然后加入增塑剂、消泡剂和水，继续搅拌30-60min，出料即得。

本发明的第三个方面提供了所述水基胶的应用，应用于木皮与无纺布复合领域。

在一种优选的实施方式中，所述水基胶应用于无纺布与木皮的复合粘结。

本发明的第四个方面提供了所述胶粘剂的使用方法：所述水基胶的使用方法，其特征在于，所述水基胶与异氰酸酯混合均匀后，即可使用；所述水基胶与异氰酸酯的重量比为100：(1-10)。

异氰酸酯

单异氰酸酯是有机合成的重要中间体，可制成一系列氨基甲酸酯类杀虫剂、杀菌剂、除草剂，也用于改进塑料、织物、皮革等的防水性。二官能团及以上的异氰酸酯可用于合成一系列性能优良的聚氨酯泡沫塑料、橡胶、弹力纤维、涂料、胶粘剂、合成革、人造木材等。目前应用最广、产量最大的是有：甲苯二异氰酸酯(Toluene Diisocyanate，简称TDI)；二苯基甲烷二异氰酸酯(MethylenediphenylDiisocyanate，简称MDI)。

本发明中，所述异氰酸酯为二异氰酸酯。

在一种优选的实施方式中，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种。

在一种更优选的实施方式中，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

本发明中，所述异氰酸酯的来源，没有特别的限制，可提及亨斯曼的5005、日本三井的M200。

本发明中，所述水基胶与异氰酸酯的重量比为100：(1-10)。

在一种优选的实施方式中，所述水基胶与异氰酸酯的重量比为100：(2-5)。

在一种更优选的实施方式中，所述水基胶与异氰酸酯的重量比为100：3。

发明人在研究过程中发现，本发明采用水基胶与异氰酸酯混合后使用，尤其当水基胶与异氰酸酯的重量比为100：3时，制得的水基胶的强度、耐温性和耐水性得到显著的提升。发明人认为可能的原因是：水基胶在使用过程中，异氰酸酯与羟基交联形成牢固的氨酯键和脲键等化学键；同时水基胶中的羧基可以与异氰酸酯基反应形成不溶于水的网状交联结构，使异氰酸酯和水基胶之间产生协同作用，有效提高了水基胶的强度、耐温性和耐水性。本发明中，异氰酸酯作为一种固化剂与水基胶配合使用。水基胶与固化剂现场混合，按照比例搅拌均匀后使用。胶与固化剂混合后，必须在2小时内使用完毕，否则失效。本发明水基胶不加固化剂，也可以单独使用，但耐热性和强度会明显降低。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例

实施例1

实施例1提供了一种水基胶，按重量百分比计，包括以下组分：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液85％、丁苯胶乳10％、增塑剂2％、消泡剂1％、水补足100％。

所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液选自台湾大连化学，型号DA-102。

所述丁苯胶乳为羧基丁苯胶乳选自巴斯夫，型号SD507。

所述增塑剂为环氧乙酰亚麻油酸甲酯。

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，选自东莞市德丰消泡剂有限公司，型号DF-2684。

所述水为去离子水。

所述环保水基胶的制备方法，包括以下步骤：将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、丁苯胶乳加入反应釜，搅拌60min至混合均匀；然后加入增塑剂、消泡剂和水，继续搅拌60min，出料即得。

所述水基胶的使用方法，其特征在于，所述水基胶与异氰酸酯混合均匀后，即可使用；所述水基胶与异氰酸酯的重量比为100：3；所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，选自日本三井的M200。

实施例2

实施例2提供了一种水基胶，按重量百分比计，包括以下组分：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液60％、丁苯胶乳12％、增塑剂3％、消泡剂1.5％、水补足100％。

所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液选自台湾大连化学，型号DA-102。

所述丁苯胶乳为羧基丁苯胶乳选自巴斯夫，型号SD507。

所述增塑剂为环氧乙酰亚麻油酸甲酯。

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，选自东莞市德丰消泡剂有限公司，型号DF-2684。

所述水为去离子水。

所述环保水基胶的制备方法，包括以下步骤：将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、丁苯胶乳加入反应釜，搅拌60min至混合均匀；然后加入增塑剂、消泡剂和水，继续搅拌60min，出料即得。

所述水基胶的使用方法，其特征在于，所述水基胶与异氰酸酯混合均匀后，即可使用；所述水基胶与异氰酸酯的重量比为100：1；所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，选自日本三井的M200。

实施例3

实施例3提供了一种水基胶，按重量百分比计，包括以下组分：醋酸乙烯-乙烯共聚乳液90％、丁苯胶乳6％、增塑剂1％、消泡剂0.2％、水补足100％。

所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液选自台湾大连化学，型号DA-102。

所述丁苯胶乳为羧基丁苯胶乳选自巴斯夫，型号SD507。

所述增塑剂为环氧乙酰亚麻油酸甲酯。

所述消泡剂为有机硅型消泡剂，选自东莞市德丰消泡剂有限公司，型号DF-2684。

所述水为去离子水。

所述环保水基胶的制备方法，包括以下步骤：将醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、丁苯胶乳加入反应釜，搅拌60min至混合均匀；然后加入增塑剂、消泡剂和水，继续搅拌60min，出料即得。

所述水基胶的使用方法，其特征在于，所述水基胶与异氰酸酯混合均匀后，即可使用；所述水基胶与异氰酸酯的重量比为100：3；所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯，选自日本三井的M200。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于，所述醋酸乙烯-乙烯共聚乳液在25℃下的动力学粘度为750±250cps，购买于广州市启华化工有限公司，牌号GW-707。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于，不包括丁苯胶乳。

实施例6

实施例6与实施例1的区别在于，所述水基胶直接使用，没有与异氰酸酯混合。

实施例7

实施例7与实施例1的区别在于，所述异氰酸酯为对甲苯磺酰异氰酸酯。

性能测试

分别采用本发明实施例1-7制备的水基胶进行无纺布木皮复合，施胶量为150g/m²，陈化时间为20min，所述无纺布和木皮的选材、制备方法和工艺参数均为本领域技术人员熟知的技术方案，按GB/T17657-1999《人造板及饰面人造板理化性能实验方法》测试胶合板的干状和湿状胶合强度。

湿状胶合强度按II类胶合板测试方法检测：将试件放在(63±3)℃的热水中浸渍3h，取出后在室温下冷却10min。

胶合板干状和湿状胶合强度大于0.70MPa，满足II类胶合板要求。

检测结果显示，实施例1-3的校核强度均满足II类胶合板要求；实施例4-7均不满足II类胶合板要求。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。