一种低温真空吸塑用粘结剂及其应用的制作方法

本技术涉及一种低温真空吸塑用粘结剂及其应用，属于真空吸塑用粘结剂。

背景技术：

1、目前市场上主流真空吸塑胶的活化温度通常在70℃以上，使用时首先需将板材真空吸塑位置加热到超过70℃，并将吸塑胶均匀刷涂、喷涂或辊涂到相应位置，待水分挥发完毕进行真空吸塑。pvc、pet等塑料绷紧粘贴到相应的真空吸塑位置，由于高温极易引起塑料薄膜的分子取向，真空吸塑结束后降温产生内应力，如若吸塑胶无优秀的初粘强度和终粘强度，真空吸塑粘贴后的塑料薄膜极易产生翘边、缩边等现象。而且塑料薄膜本身具有一定的透水透气功能，在通常家居使用环境下，由于家居内部水汽等的挥发，也容易造成薄膜的褶皱等问题。这与真空吸塑胶的长期稳定耐老化有极大的关系。

2、此外，目前家居真空吸塑胶粘剂种类鱼龙混杂，质量良莠不齐。由于家居市场竞争激烈，家居制造企业为节省成本，通常选用廉价的真空吸塑胶粘剂。这些胶粘剂可能采用质量较差的丙烯酸酯类乳液或水性聚氨酯乳液，其voc含量较高，现场施工以及后期用户使用都存在较大的环境污染隐患。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，提供了一种低温真空吸塑用粘结剂，通过在水性聚氨酯乳液中加入自制二元醇，能够显著降低粘结剂的活化温度，彻底避免由于塑料高温分子取向造成的粘结翘边、缩边等状况，提升真空吸塑胶的粘结强度，解决真空吸塑胶施工过程中和家居板材使用过程中的环境污染问题。

2、根据本技术的一个方面，提供了一种低温真空吸塑用粘结剂，其包括：丙烯酸乳液30wt％-50wt％，消泡剂0.1wt％-0.5wt％，增稠剂0.5wt％-1.0wt％、流平剂0.1wt％-0.5wt％，余量为水性聚氨酯乳液；

3、所述水性聚氨酯乳液包括10-15份多元醇、30-40份脂肪族异氰酸酯、5-10份自制醇、0.1-2份扩链剂、0.01-0.05份催化剂和0.2-0.5份乳化剂，所述自制醇由单体a、4-戊烯-1-胺和单体a反应得到，所述单体a选自4-戊烯醛和/或丙烯醛，所述单体b选自3-巯基丙醇、2-戊硫醇、3-巯基-1-己醇、6-巯基己醇和4-巯基-1-丁醇中的至少一种。

4、本技术采用丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液作为粘结剂的基体材料，不添加其他有机溶剂成分，确保使用过程中亦无voc排放，水性聚氨酯乳液中采用自制醇能够调整聚氨酯的结构组成，降低粘结剂的活化温度，因此能够降低真空吸塑的施工温度和能耗，从而避免塑料因高温取向造成的粘结翘边、缩边的问题，并且还能够提高粘结剂的粘结强度，提高板材的力学性能和耐温性。

5、自制醇中采用单体a和4-戊烯-1-胺反应得到两端含有双键的中间体，之后中间体再与单体b反应时，单体b中的巯基和中间体两端的双键发生加成反应，得到两端含有羟基的自制醇。该自制醇的加入能够调整聚氨酯分子结构，提高聚氨酯的链段柔韧性，使其与丙烯酸乳液复配时能够快速固化交联，降低活化温度。

6、可选地，所述单体a选自摩尔比为1:2的4-戊烯醛和丙烯醛。

7、可选地，所述单体b选自摩尔比为1:1的3-巯基-1-己醇和6-巯基己醇。

8、可选地，所述自制醇的制备方法为包括下述步骤：

9、s1：将单体a和4-戊烯-1-胺反应得到中间体ⅰ；

10、s2：将所述中间体ⅰ与单体b混合，加入引发剂后反应得到所述自制二元醇。

11、可选地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈，所述引发剂的用量占4-戊烯-1-胺的0.5wt％。

12、自制醇的步骤s1中单体a的醛基与4-戊烯-1-胺反应，得到的中间体两端为双键，中间含有亚胺基团，该亚胺基团能够促进自制醇与脂肪族二异氰酸酯的反应，并促进粘结剂的活化，从而降低活化温度；采用摩尔比为1:2的4-戊烯醛和丙烯醛，能够调整中间体分子链的长度，从而提高自制醇的链段柔韧性，使得活化温度进一步降低；单体b和中间体混合，在引发剂存在下使得巯基和双键发生反应得到两端带有羟基的自制醇，自制醇的中形成c-s键，其存在能够使得链段柔韧性增加，促进聚氨酯的交联固化反应，从而降低活化温度。

13、单体b采用摩尔比为1:1的3-巯基-1-己醇和6-巯基己醇一是能够增加自制醇的链长，使得聚氨酯交联网络的交联点适中，从而提高粘结剂的粘结强度，二是能够进一步提高水性聚氨酯乳液中聚氨酯预聚体的链段柔韧性，从而降低活化温度；三是经过研究发现，采用上述摩尔比的单体b能够提高水性聚氨酯乳液的稳定性，并且提高该粘结剂制备的材料的拉伸强度、断裂伸长率和耐候性能，延长材料的使用寿命；四是上述摩尔比的单体b的参与下，水性聚氨酯乳液和丙烯酸乳液的稳定性增加，该粘结剂的耐候耐老化性能提高。

14、可选地，所述单体a与所述4-戊烯-1-胺的摩尔比为0.95-1.05:1。

15、可选地，所述单体b与所述4-戊烯-1-胺的摩尔比为10-15:1。

16、可选地，步骤s1中的反应温度为50-70℃，反应时间为30-50min。

17、可选地，步骤s2中的反应温度为60-70℃，反应时间为4-6h。

18、上述温度及时间能够保证单体a和4-戊烯-1-胺充分反应形成中间体，中间体中含有两个双键，单体b与4-戊烯-1-胺的摩尔比能够提高中间体与单体b的反应效率，并提高自制醇的收率。

19、可选地，所述水性聚氨酯乳液制备方法包括下述步骤：

20、(1)将多元醇、脂肪族异氰酸酯和催化剂加入至溶剂中，在50-60℃下反应10-20min，之后加入自制二元醇后继续反应1-2h，继续加入溶剂降粘后得到中间体ⅱ溶液；

21、(2)向所述中间体ⅱ溶液中加入扩链剂快速搅拌5-10min，随后按固含量为45wt％-50wt％加入去离子水和乳化剂，50-60℃下继续反应40-60min，脱出溶剂，即得所述水性聚氨酯乳液。

22、步骤(1)中多元醇与异氰酸酯在催化剂存在下初步反应，之后自制醇继续与剩余的异氰酸酯进行反应，自制醇的分子量相比于多元醇的分子量低，因此自制醇的反应效率更高，若是先加入自制醇再加入多元醇，则会导致多元醇与异氰酸酯基团的反应效率降低，影响中间体的分子结构，从而降低聚氨酯交联网络的交联密度，降低粘结剂的粘结强度。

23、可选地，所述多元醇为苯酐聚酯多元醇，其分子量为2000。

24、可选地，所述脂肪族异氰酸酯选自hmdi、ipdi、hdi中的至少一种。

25、可选地，所述增稠剂选自缔合型聚氨酯。

26、可选地，所述消泡剂选自有机硅类消泡剂。

27、可选地，所述流平剂选自有机硅氧烷流平剂。

28、可选地，所述乳化剂选自吐温20或吐温80。

29、可选地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡。

30、可选地，所述扩链剂选自乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇中的至少一种。

31、根据本技术的又一个方面，提供了上述任一项所述的低温真空吸塑用粘结剂在家具中的应用。

32、本技术的有益效果包括但不限于：

33、1.本技术的低温真空吸塑用粘结剂采用丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液进行配伍，二者的相容性及温度性较高，能够将粘结剂的活化温度控制在50℃以下，并提高干燥成膜后膜材的拉伸强度、断裂伸长率、粘结强度和耐候性。

34、2.本技术的低温真空吸塑用粘结剂能够降低真空吸塑的施工温度，彻底避免由于塑料高温分子取向造成的粘结翘边、缩边等状况，提升真空吸塑胶的粘结强度，解决真空吸塑胶施工过程中和家居板材使用过程中的环境污染问题。

35、3.本技术的低温真空吸塑用粘结剂在应用中以喷胶工序中的干燥工段、吸塑工序中的工作台加热和吸塑工段为切入点，将原有的干燥工段温度50℃降低30-35℃(夏季可不加热)，将工作台上加温温度从110℃-120℃下调至50℃-60℃，将吸塑工段真空压力降低0.05mpa，实现板材在喷胶、吸塑工序的低温化操作，降低生产能耗。

36、4.本技术的低温真空吸塑用粘结剂无voc和无溶剂排放，实现家居用真空吸塑板材的全链条绿色低碳化，并提高客户体验，可推动低能耗、无污染、高耐候板材在家居行业的应用。