一种PVC管材用高强度胶黏剂的制备方法与流程

本发明涉及胶黏剂，具体为一种pvc管材用高强度胶黏剂的制备方法。

背景技术：

1、聚氯乙烯（pvc）来源广泛、加工方便，其制品具有优良的耐腐蚀性和一定的机械强度，除在日用制品方面的应用外，在化工防腐方面也得到了广泛的应用，例如pvc管材作为一种新型的建筑材料在建筑物排水排污方面的应用越来越广泛，但目前大多数采用焊接成型，会使pvc制品强度下降较大，且pvc管本身的承压能力比较低，安装过程中，常常由于施工方法不当、管子与管件配合不好，使得竣工后的pvc管路有漏水或渗水现象，无法达到验收要求，解决办法通常有两种：一是拆除渗漏水部分的管路，重新安装；二是采用胶黏剂进行防渗漏处理，前者费时费工而且经济损失较大，后者具有施工方便的特点，因此可采用合适的胶黏剂对焊缝部位或整个制品外部进行增强。

2、在合成胶粘剂中，丙烯酸酯系胶粘剂用于pvc材料间的粘接时，丙烯酸酯胶粘剂的有机挥发物含量低，并且粘接牢固，但当用于pvc管材粘接时，由于pvc管材表面光滑，因而初粘力较低，粘接强度较差；改性过氯乙烯胶粘剂且具有与聚氯乙烯相似的结构，是一种很好的pvc粘接材料，但此胶粘剂中使用的溶剂如环己酮、苯、甲苯、氯代烃等均是是有毒的挥发性物质，会给工作人员及周围环境造成危害；聚醋酸乙烯类胶粘剂价格低廉、生产容易，以水为分散介质，安全无毒、对环境无污染，但当用于pvc管材的粘接时，由于其表面较为光滑，因而粘接强度较差；现有技术中的聚氨酯胶黏剂中的氨基甲酸酯极性键、酯键、醚键、脲键等，对多种材料有着较好的粘接性能，具有湿润性好、初始粘接强度高、无毒、无污染等特点，但是pvc管材的应用场景较为广泛，在各种恶劣条件下会失去粘结性能，因此需要对其进行改性以满足更多的pvc管材的应用领域。

3、本发明通过合成含有磺酸盐和有机硅的聚氨酯交联剂，磺酸盐可使分子间的静电作用力增大，在粘接界面上对聚氨酯分子链较强的极性分子产生吸附，有机硅具有良好的耐腐蚀性能，多重交联剂的加入使得结构越致密，小分子的渗入困难，提高了胶黏剂的耐腐蚀性能和力学强度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处，提供了一种pvc管材用高强度胶黏剂的制备方法，解决了现有pvc管材用胶黏剂粘结性能、强度较差的问题，环保无毒。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种pvc管材用高强度胶黏剂的制备方法，胶黏剂包括以下重量份数的组份：100份过氯乙烯树脂、5-25份马来酸酐改性氯化聚氯乙烯树脂、2-10份多重交联聚氨酯乳液、15-25份醇酸树脂、15-30份增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、200-300份混合溶剂、600-700份轻质碳酸钙。

4、制备方法为：向溶解槽内加入称量好的过氯乙烯树脂、马来酸酐改性氯化聚氯乙烯树脂和混合溶剂，搅拌使树脂充分溶胀并溶解，然后加入多重交联聚氨酯乳液、醇酸树脂、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯，搅拌均匀后，加入轻质碳酸钙，搅拌至细腻均匀后，得到pvc管材用高强度胶黏剂。

5、进一步的，混合溶剂为醋酸丁酯和丙酮按照1g：（1.2-1.5）g的比例混合均匀而成。

6、进一步的，多重交联聚氨酯乳液的制备方法为：

7、（1）向反应烧瓶中加入1,3-双(氯甲基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和n,n-二甲基甲酰胺，搅拌均匀后，加入碳酸钾和3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠，搅拌反应，反应结束后，冷却至室温，过滤，滤液浓缩，干燥后得到双烯丙氧基四甲基二硅氧烷磺酸钠。制备反应式如下：

8、

9、（2）向反应烧瓶中加入双烯丙氧基四甲基二硅氧烷磺酸钠和乙醇，搅拌均匀后，加入三羟甲基氨基甲烷和催化剂，搅拌反应，反应结束后，浓缩，柱层析分离，得到多羟基磺酸钠基有机硅交联剂。制备反应式如下：

10、

11、（3）向装有冷凝管的反应瓶中加入聚酯二元醇，在100-110℃下真空脱水1-2h，加入异佛尔酮二异氰酸酯、多羟基磺酸钠基有机硅交联剂和二月桂酸二丁基锡，在70-80℃下反应2-5h，冷却至40-50℃，加入三乙胺中和，在蒸馏水中高速剪切分散10-20min，减压蒸馏，得到多重交联聚氨酯乳液。

12、进一步的，步骤（1）中1,3-双(氯甲基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、碳酸钾、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠的比例关系为1mol:（2.2-2.5）mol:（2-2.1）mol。

13、进一步的，步骤（1）中反应温度为80-100℃，反应时间为5-10h。

14、进一步的，步骤（2）中催化剂为苄基三乙基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、四丁基溴化铵中的任意一种。

15、进一步的，步骤（2）中双烯丙氧基四甲基二硅氧烷磺酸钠、三羟甲基氨基甲烷和催化剂的比例关系为1mol:（2.05-2.2）mol:（0.001-0.003）mol。

16、进一步的，步骤（2）中反应温度为60-75℃，反应时间为8-16h。

17、进一步的，步骤（3）中聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、多羟基磺酸钠基有机硅交联剂、二月桂酸二丁基锡的比例关系为（0.4-0.5）mol:1mol:（0.1-0.3）mol:（0.0015-0.0025）mol。

18、采取上述技术方案，本发明的有益效果在于：

19、本发明首先将1,3-双(氯甲基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷和3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠在碳酸钾的作用下反应，得到双烯丙氧基四甲基二硅氧烷磺酸钠，接着利用其烯基与三羟甲基氨基甲烷的氨基发生迈克尔加成反应，得到多羟基磺酸钠基有机硅交联剂，然后与聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯发生聚合反应，得到多重交联聚氨酯乳液，最后与过氯乙烯树脂、马来酸酐改性氯化聚氯乙烯树脂等混合均匀，得到pvc管材用高强度胶黏剂。

20、马来酸酐改性氯化聚氯乙烯树脂是氯化聚氯乙烯树脂是与马来酸酐反应后的产物，其结构式与聚氯乙烯非常相似，聚氨酯与马来酸酐改性氯化聚氯乙烯树脂的相容性好，根据“相似相溶”的原理，良好的相容性能增强分子间的吸附，有利于聚氨酯在粘接界面上的互相扩散和渗透，使聚氨酯与pvc材料的界面消失，同时可与多重交联聚氨酯乳液形成交联网状结构，使分子链受阻不易移动，从而生成更多的有序化的脲基、氨基甲酸酯及氢键，使聚氨酯胶黏剂与pvc基材之间形成更强的作用力，在pvc上的润湿性逐渐改善，与pvc材料形成更加牢固的结合。

21、多重交联聚氨酯乳液中的磺酸钠亲水基团在乳胶表面分布的越密集越均匀，粒子间的库仑力和分子间作用力不断增加，在高速剪切力的作用下，更容易形成均匀的粒子，粒径越小，粒子间的空隙越小，粒子运动越困难，使得乳液黏度增大，综合性能较为优异；聚氨酯结构中的脲基、氨基甲酸酯等极性基团可与磺酸钠基团形成氢键，同时聚氨酯与pvc之间交联度的增加，使得胶膜结构越致密，小分子的渗入困难，酸环境对氨酯键的破坏力减弱，有机硅具有较好的耐腐蚀性能，提高了胶黏剂的力学性能和耐酸性能。

22、本发明制备的胶黏剂，不仅在pvc管材中应用广泛，能快速堵住pvc管路上的渗漏，同样能堵住pvc管路与水泥楼板交接处的渗漏，也能解决目前其他管道的水渗漏及密封问题，由于添加的填料为极性材料，因此该胶黏剂同样适用于厨房和卫生间的下水管道系统的渗漏水问题，应用范围广泛。