一种机器用橡皮筋胶及其制备方法
阅读说明：本技术 一种机器用橡皮筋胶及其制备方法 (Rubber band glue for machine and preparation method thereof ) 是由 朱传华 王鹏 齐维彬 李国旗 刘杨 于 2020-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种机器用橡皮筋胶及其制备方法,该机器用橡皮筋胶,包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸酯84-95％,增稠剂4-15％,促进剂0.02-1％。本发明还提供了上述机器用橡皮筋胶的制备方法,包括步骤：向α-氰基丙烯酸酯中加入促进剂,在室温下搅拌均匀,之后加入增稠剂,搅拌均匀即得。本发明的橡皮筋胶具有良好的韧性,粘接强度大,用于橡皮筋的粘接后,接头韧性好、胶层透明,无白化现象,不易断裂,粘接速度快并且稳定性好,胶水在整个流水线作业中不会变稠,不影响粘接。(The invention provides a rubber band glue for a machine and a preparation method thereof, wherein the rubber band glue for the machine comprises the following raw materials in percentage by mass: 84-95% of alpha-cyanoacrylate, 4-15% of thickening agent and 0.02-1% of accelerator. The invention also provides a preparation method of the rubber band glue for the machine, which comprises the following steps: adding an accelerator into the alpha-cyanoacrylate, stirring uniformly at room temperature, then adding a thickening agent, and stirring uniformly to obtain the alpha-cyanoacrylate. The rubber band glue has good toughness and high bonding strength, and after being used for bonding the rubber band, the joint has good toughness, the glue layer is transparent, the whitening phenomenon is avoided, the fracture is not easy to occur, the bonding speed is high, the stability is good, the glue cannot become thick in the whole assembly line operation, and the bonding is not influenced.)
技术领域
本发明涉及一种机器用橡皮筋胶及其制备方法，属于胶黏剂技术领域。
背景技术
橡皮筋是一种用橡胶与乳胶制成的短圈，具有伸长率大、回弹性好、价格低、使用方便等优点，具有较大的应用市场。橡皮筋生产时需要使用胶黏剂进行粘接，目前橡皮筋需靠手动粘结，但是使用机器加工橡皮筋的工厂越来越多，手工用胶黏剂并不适用于机器生产，手工用胶粘剂粘接橡皮筋时一般操作时间在4～5秒钟，而机器用橡皮筋胶需要的操作时间一般只有2秒钟左右，因此手工用胶粘剂的粘结速度较慢，不适用于机器粘结橡皮筋，并且胶水在整个流水线过程中不能变稠，否则影响粘接。
α-氰基丙烯酸酯类化合物，由于其高阴离子聚合的特性，遇水即聚合固化，从而在粘接材料表面产生一定的粘接力，常用其来制备胶黏剂，α-氰基丙烯酸酯胶黏剂通常采用湿气固化，粘结强度高，固化速度快。但是目前α-氰基丙烯酸酯胶黏剂存在以下缺点：胶层的脆性较高，不能耐受冲击和延展，并且容易产生白化现象。
因此，随着使用机器加工橡皮筋的工厂越来越多，机器用橡皮筋胶黏剂的使用逐渐替代手工用胶黏剂，急需研发出新型的基于α-氰基丙烯酸酯的具有较好韧性和稳定性以及白化程度低的机器用橡皮筋胶黏剂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种机器用橡皮筋胶及其制备方法。本发明的橡皮筋胶具有良好的韧性，粘接强度大，用于橡皮筋的粘接后，接头韧性好、胶层透明，无白化现象，不易断裂，粘接速度快并且稳定性好，胶水在整个流水线作业时，胶水不会变稠，不影响粘接。
本发明的技术方案如下：
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸酯84-95％，增稠剂4-15％，促进剂0.02-1％。
根据本发明优选的，所述α-氰基丙烯酸酯为α-氰基丙烯酸乙酯、α-氰基丙烯酸甲酯、α-氰基丙烯酸正丁酯、α-氰基丙烯酸叔丁酯、α-氰基丙烯酸正辛酯、α-氰基丙烯酸乙氧基乙酯、α-氰基丙烯酸甲氧基乙酯中的一种或两种以上的组合；优选的，所述α-氰基丙烯酸酯为α-氰基丙烯酸乙酯。
根据本发明优选的，所述增稠剂为乙烯丙烯酸酯橡胶、氯醋树脂二元共聚物、氯醋树脂三元共聚物中的一种或两种以上的组合；优选的，所述增稠剂为氯醋树脂三元共聚物；
进一步优选的，所述乙烯丙烯酸酯橡胶为丙烯酸甲酯质量含量为8-40％的乙烯共聚物，所述乙烯丙烯酸酯橡胶的重均分子量为5万-10万；
进一步优选的，所述氯醋树脂二元共聚物为氯乙烯-醋酸乙烯聚合物，其中氯乙烯质量含量为85.5-86.5％，所述氯醋树脂二元共聚物的重均分子量为1万-1.5万；
进一步优选的，所述氯醋树脂三元共聚物为氯乙烯、醋酸乙烯和马来酸的三元共聚物，各组分的质量含量分别为：氯乙烯84％，醋酸乙烯15％，马来酸1％；所述氯醋树脂三元共聚物的重均分子量为1万-5万；
根据本发明优选的，所述促进剂为杯芳烃、聚醚多元醇、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合；优选的，所述促进剂为聚醚多元醇；
进一步优选的，所述杯芳烃为对叔丁基杯[4]芳烃和/或氧杂杯芳烃；所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、三官能度的聚四氢呋喃多元醇中的一种或两种以上的组合，所述聚氧化丙烯二醇的重均分子量为650-4000，所述聚四氢呋喃二醇的重均分子量为650-2000，所述四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇的重均分子量为1000-4000，所述三官能度的聚四氢呋喃多元醇的重均分子量为650-6000；所述聚乙二醇为聚乙二醇400、聚乙二醇2000、聚乙二醇6000、聚乙二醇12000中的一种或两种以上的组合；所述聚乙二醇二丙烯酸酯为聚乙二醇600二丙烯酸酯或聚乙二醇400二丙烯酸酯。
根据本发明，上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
向α-氰基丙烯酸酯中加入促进剂，在室温下搅拌均匀，之后加入增稠剂，搅拌均匀即得。
根据本发明，所得的机器用橡皮筋胶的粘度可以通过调节增稠剂与α-氰基丙烯酸酯的比例进行调节，从而适用于不同直径的橡皮筋的粘接。
本发明的技术特点及有益效果如下：
1、本发明采用特定种类的促进剂应用于本发明原料体系，能够有效控制聚合速度即胶黏剂的粘接速度，使本发明的胶黏剂能够具有较快粘接速度，满足机器粘接橡皮筋的要求，同时所得机器用橡皮筋胶的保质期较长。如将本发明的促进剂替换为冠醚类如18-冠-6，其会大大降低胶黏剂的保质期。
2、本发明机器用橡皮筋胶使用的增稠剂的结构与α-氰基丙烯酸酯主体结构相似，相容性较好，不需加热即可溶解，所得胶水的柔韧性好，粘接橡皮筋后，接头韧性好。
3、本发明各组分共同作用使得本发明机器用橡皮筋胶具有较高的柔韧性、较快的粘接速度、较强的剪切强度和较长的保质期，并且不易白化，应用于橡皮筋粘接后，所得橡皮筋美观、粘接处不发白；并且接头处柔韧性好，不发脆，粘结效果强，耐冲击和延展。本发明机器用橡皮筋胶稳定性好，胶水在整个流水线作业中不会变稠，不影响粘接。
4、本发明的机器用橡皮筋胶的生产工序简单，简单搅拌即可完成生产，便于大规模生产使用。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
同时下述的实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中所用氯醋树脂三元共聚物为氯乙烯、醋酸乙烯和马来酸的三元共聚物，各组分的质量含量分别为：氯乙烯84％，醋酸乙烯15％，马来酸1％；所述氯醋树脂三元共聚物的重均分子量为4万。
实施例中所用乙烯丙烯酸酯橡胶为丙烯酸甲酯质量含量为20％的乙烯共聚物，其重均分子量为8万。
实施例中所用聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇，重均分子量为2000；所用杯芳烃为对叔丁基杯[4]芳烃。
对比例中所用废弃固α-氰基丙烯酸乙酯是按照下述方法制备得到的：
将固化后的α-氰基丙烯酸乙酯胶水产品经水冷锤式粉碎机粉碎10min，粉碎后的固体过100目筛，得到废弃固α-氰基丙烯酸乙酯；所述水冷锤式粉碎机型号为CF-400A；所述α-氰基丙烯酸乙酯胶水产品为本领域普通市售产品。
实施例1
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯92.5％，氯醋树脂三元共聚物7％，聚醚多元醇0.5％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
实施例2
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯91.5％，氯醋树脂三元共聚物8％，聚醚多元醇0.5％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
实施例3
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯89.5％，氯醋树脂三元共聚物10％，聚醚多元醇0.5％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
实施例4
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯86.5％，氯醋树脂三元共聚物13％，聚醚多元醇0.5％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
实施例5
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯86.98％，氯醋树脂三元共聚物13％，杯芳烃0.02％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入杯芳烃，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
实施例6
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯86.85％，氯醋树脂三元共聚物13％，聚乙二醇600二丙烯酸酯0.15％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚乙二醇600二丙烯酸酯，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
实施例7
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯91.5％，乙烯丙烯酸酯橡胶8％，聚醚多元醇0.5％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入乙烯丙烯酸酯橡胶，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
对比例1
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯92.5％，氯醋树脂三元共聚物7％，18-冠-6 0.5％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入18-冠-6，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
本对比例中促进剂使用18-冠-6代替聚醚多元醇。
对比例2
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯92.5％，废弃固α-氰基丙烯酸乙酯7％，聚醚多元醇0.5％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入废弃固α-氰基丙烯酸乙酯，加热至75℃搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
本对比例中增稠剂使用废弃固α-氰基丙烯酸乙酯代替氯醋树脂三元共聚物。
对比例3
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯92.5％，聚甲基丙烯酸甲酯7％，聚醚多元醇0.5％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入聚甲基丙烯酸甲酯，加热至75℃搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
本对比例中增稠剂使用聚甲基丙烯酸甲酯代替氯醋树脂三元共聚物。
对比例4
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯81.5％，氯醋树脂三元共聚物18％，聚醚多元醇0.5％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
本对比例中增稠剂的比例过高。
对比例5
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯97.5％，氯醋树脂三元共聚物2％，聚醚多元醇0.5％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
本对比例中增稠剂的比例过低。
对比例6
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯91％，氯醋树脂三元共聚物7％，聚醚多元醇2％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
本对比例中促进剂的比例过高。
对比例7
一种机器用橡皮筋胶，包括以下质量百分比的原料组成：α-氰基丙烯酸乙酯92.99％，氯醋树脂三元共聚物7％，聚醚多元醇0.01％。
上述机器用橡皮筋胶的制备方法，包括步骤如下：
将α-氰基丙烯酸乙酯加入三口烧瓶内，加入聚醚多元醇，在室温下搅拌均匀；然后加入氯醋树脂三元共聚物，室温搅拌溶解后再搅拌0.5h，即得。
本对比例中促进剂的比例过低。
试验例
将实施例1-7以及对比例1-7制备的机器用橡皮筋胶进行韧性、粘接速度、剪切强度、保质期的测试。
测试1、柔韧性测试：
取一张卷纸，卷成棒状，持一端浸入胶水中，待胶水完全固化后，进行90度弯曲测试，直至卷纸表面固化的胶层断裂时，记录所弯曲的次数，所弯曲的次数越多则柔韧性越好，其结果如表1所示。
测试2、粘接速度：
在温度为23±2℃、相对湿度为60％±10％的试验条件下，对不同直径的橡皮筋进行粘接测试，从对接开始计时，至接头不自行脱落为橡皮筋的粘接速度。
测试3、剪切强度：
符合GB/T 7124规定的试片，用200～240目砂布对试片进行横向打磨(打磨面积不能少于粘接面积，用洗衣粉或其他洗染剂的水溶液对打磨面积进行清洗，再用水进行清洗，再以丙酮清洗，置于硅胶干燥器中备用。在一周内使用)，然后在一平放的试片的粘接面上，用2g瓶滴加约2-3滴试样，立即附上另一试片(粘接面积为12.5mm×25mm)，并用夹具固定，在温度为23±2℃，相对湿度60％±10％的试验条件下，放置24h后待测，使用电子万能材料试验机测试剪切强度，具体测试方法为：将试片两端分别用铁销固定在试验机的两个接头处，试验机开始移动直至将两片试片粘接处拉开，此时试验机所用的力通过电脑换算可得。其结果如表1所示。
测试4、保质期的测试
(1)测定制备的机器用橡皮筋胶在72℃下固化所需时间，固化所需时间越长，保质期越长。
(2)将制备的机器用橡皮筋胶在室温下存储，记录胶水固化的时间。其结果如表1所示。
表1实施例以及对比例制备的机器用橡皮筋胶的性能测试数据
从表1可以看出，本发明实施例制备得到的机器用橡皮筋胶具有较好的柔韧性，使得胶层固化后脆性降低，提高了橡皮筋粘接后接头的柔韧程度，同时本发明实施例制备的机器用橡皮筋胶具有较长的保质期和较快的粘接速度以及较高的剪切强度，粘接后无白化现象；实施例1制备的机器用橡皮筋胶质量最好，实施例2、实施例3和实施例4分别将氯醋树脂的含量提高，制备不同粘度的胶水来粘接不同直径的橡皮筋，也得到较好的效果；实施例5以对叔丁基杯[4]芳烃为促进剂所得机器用橡皮筋胶的保质期略短于聚醚多元醇；实施例6以聚乙二醇600二丙烯酸酯为促进剂的机器用橡皮筋胶粘接速度略慢于聚醚多元醇；实施例7以乙烯丙烯酸酯橡胶为增稠剂的机器用橡皮筋胶粘接速度略慢于聚醚多元醇，但是实施例6-7制备的橡皮筋胶可以满足机器用胶黏剂的要求。实施例制备的机器用橡皮筋胶的性能均优于对比例的产品。
对比实施例1和对比例1可以看出，使用聚醚多元醇作为促进剂，机器用橡皮筋胶的保质期最长，对比例1使用18-冠-6为促进剂，所得机器用橡皮筋胶的保质期大大缩短；对比例2使用废弃固α-氰基丙烯酸乙酯为增稠剂，虽然所得机器用橡皮筋胶的保质期较长、成本较低，但是胶层脆性较高，韧性差，测试2次就能将胶层掰断；对比例3使用聚甲基丙烯酸甲酯为增稠剂，所得机器用橡皮筋胶的胶层脆性较高，韧性差；对比实施例1和对比例4、对比例5可以看出，增稠剂的比例过高，降低橡皮筋的粘接速度，增稠剂的比例过低，会影响胶层的柔韧程度。因此，需将增稠剂的种类以及比例限定在本发明的范围内。对比实施例1和对比例6、对比例7可以看出，促进剂的比例过高，胶水的保质期大大缩短，促进剂的比例过低，会影响胶水的粘接速度。因此，需将促进剂的种类以及比例限定在本发明的范围内。
上述实施例仅是实例性质的。对于本领域的技术人员，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变性，本发明的范围又所附权利要求及其等同物限定。
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