一种超宽幅研磨带用胶粘剂的制作方法

本发明涉及一种胶粘剂，具体涉及一种超宽幅研磨带用胶粘剂。

背景技术：

现代制造业中，工件表面处理技术和工艺要求越来越高，因而对被行业称之为“现代工业牙齿”的涂附磨具产品不断提出新的要求。主要表现为产品的专业化程度愈来愈高，加工的难度愈来愈大，加工的精度愈来愈细，因此磨具产品的高科技含量也不断提升，要求产品不断适应日益发展的现代制造业的需求，于是开发与创新成为每个涂附磨具产品生产厂家谋划发展的重中之重。

在国外，涂附磨具产品砂带磨削已成为较为完整且自成体系的新加工技术。其加工对象和应用领域日趋广泛，几乎能加工所有的工程材料和机械设备。因其具有加工效率高、加工精度细、应用范围广、适应能力强、使用成本低、操作安全方便等特点而倍受用户青睐。其中德、日、美、韩、意等国家的产品一直占据国际市场的主导地位，他们不断应用新材料，研究新技术，使用新方法，所推出的产品专业化程度高、性能全面、规格品种繁，尤其在高档产品方面始终走在世界的前列。大面积的金属板、装饰板、洁面板等需要一次磨削完成，才能避免因诸多因素造成的表面粗糙度不均匀的现象，因此门幅1600mm-1900mm的超宽幅研磨砂带就成了发达国家向市场最新推出的高端产品。

胶粘剂是涂附磨具产品的关键材料，它决定了涂附磨具产品的品质与性能。科学研究表明，影响涂附磨具产品品质的18个要素中，有13个要素在胶粘剂当中。可见胶粘剂是涂附磨具产品的核心材料，也是最关键的材料，是产品的技术含量之所在。目前胶粘剂制备大多是酚醛树脂的改性材料；酚醛树脂是一种人工合成的综合性能优良的高分子材料，其原料易得，价格低廉、工艺设备简单，其制品具有优异的机械性能、耐热、耐寒和绝缘性能，广泛用作模塑料、胶粘剂、涂料等，是涂附磨具产品生产厂家的首选。但是酚醛树脂结构上的酚羟基和亚甲基容易氧化,耐热性受到影响，纯酚醛树脂已不能满足许多高新技术领域的要求，为适应精密加工、车船制造、电子化工及国防军工等高新技术领域的需要，利用各种方法对酚醛树脂进行改性研究，提高其粘结强度与耐热性是酚醛树脂复合改性的研究重点和发展方向。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种超宽幅研磨带用胶粘剂，该胶粘剂抗冲击能力好，抗疲劳能力强，粘结强度高，带水环境施工性能好。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种超宽幅研磨带用胶粘剂，该胶粘剂包括等比例混合的甲乙两组分，其中：

甲组份按质量份数计包括以下组分：

改性酚醛树脂：40-60份，消泡剂：0.5-1.0份，分散剂：0.2-0.5份，有机蒙脱土：1-3份，缓冲剂：0.3-0.5份，防腐剂：0.2-0.3份；

消泡剂为有机硅类消泡剂；分散剂为聚丙烯酸钠；缓冲剂为碳酸氢钠或醋酸钠；防腐剂为罗门哈斯lxe杀菌剂；

乙组份按质量份数计包括以下组分：

有机硅改性环氧树脂：20-30份，聚丙烯纤维：1-3份，偶联剂：1-2份，促进剂：2-5份，消泡剂：0.3-0.5份，触变剂：1-2份，填料：5-7份，阻燃剂：0.5-0.8份，复合稀土：0.01-0.03份；

偶联剂为硅烷偶联剂；促进剂为苯酚；触变剂为表面被有机物处理过的疏水型气相二氧化硅；填料是碳酸钙、硅酸盐、六氟铝酸钠、氟硼酸钾、氟硼酸钠、氟化钙、氟化钠、硬脂酸钙或硬脂酸锌中的至少一种；阻燃剂选用磷酸三酯。

本发明进一步限定的技术方案为：

前述超宽幅研磨带用胶粘剂中，复合稀土按重量百分比包含以下成分：y：13-15%，sc：16-18%，gd：9-11%，sm：18-20%，pr：9-11%，余量为la，以上各组分之和为100%。

前述超宽幅研磨带用胶粘剂中，有机硅改性环氧树脂按质量百分比计包括以下成分：环氧树脂：45-50%，去离子水：15-20%，二月桂酸二丁基锡：10-12%，甲基三乙氧基硅烷：20-24%，以上各组分之和为100%。

技术效果，环氧树脂有优良的附着力和低收缩率；对水、中等酸、碱、盐和溶剂有较好的耐腐蚀性和抗渗透性；其在各种施工条件下均具有良好的成膜性能；能同各种树脂、填料和助剂良好的混溶配制成一系列常用的防腐胶粘剂；易于配制成水性化和厚膜化(高固体化和无溶剂型)等无公害防腐胶粘剂。当然它也有缺点，比如耐候性差,易粉化,高温承受较强的酸、碱、盐和溶剂腐蚀介质能力差。如对环氧树脂进行改性，这些缺陷会显著改善，本发明中采用的是有机硅改性环氧树脂，有机硅改性环氧树脂具有粘结力强、耐化学试剂性能好等优点，且改性环氧能增强了胶粘剂抵御水、离子渗入的能力，提高了胶粘剂与金属基体间的结合力，从而提高胶粘剂的防护能力，此外，还能增加胶粘剂的强度、提高附着力、改善流变性能、降低成本。

前述超宽幅研磨带用胶粘剂中，聚丙烯纤维为3-5mm长度的短纤维。

前述超宽幅研磨带用胶粘剂中，甲组份中改性酚醛树脂按以下方法制备：

（1）造纸黑液经膜处理，去掉部分碱及糖后，经硫酸沉淀，板框压滤得到固体木质素，将在50-55℃下干燥20-22h，然后球磨过120目筛备用；

（2）将步骤（1）中的固体木质素、苯酚、氢氧化钠水溶液混合均匀，加热至80-90℃，反应后降温至50-60℃，继续加入水、氢氧化钠水溶液，搅拌10-12min，加入甲醛，缓慢升温至80-90℃，保温反应30-40min，降温至70-75℃，继续加入氢氧化钠水溶液、甲醛及石墨，，升温至90-95℃，保温反应40-45min，减压脱水，得到改性酚醛树脂。

前述超宽幅研磨带用胶粘剂中，该胶粘剂的制备方法具体如下：

（1）将改性酚醛树脂和有机蒙脱土送至分散缸中搅拌均匀10-30分钟，然后再加入消泡剂、分散剂、缓冲剂、开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为200-230转/min，搅拌10-13min后，然后加入防腐剂，继续搅拌20-30min，搅拌速度为250-300转/min，出料待用；

（2）将有机硅改性环氧树脂和填料混合搅拌均匀，搅拌20-40min，然后加入偶联剂、聚丙烯纤维，继续搅拌40-50min，然后加入促进剂、消泡剂、触变剂、阻燃剂、复合稀土继续混合搅拌均匀，出料；

（3）将甲组份和乙组分搅拌混合均匀，搅拌速度为100-200转/min，搅拌20-30min即可得到该胶粘剂。

本发明的有益效果是：

本发明甲组分中添加了分散剂，分散剂能增加基料间的亲和性，能防止粒子絮聚，降低涂料黏度，牢固地吸附在分散粒子的表面，并且提供良好的空间斥力，使粒子在高速搅拌下充分分散后，不会因为范德华力而再次团聚，吸附层也不会在受到外力作用时从粒子表面剥离而导致体系的不稳定，从而优化胶粘剂的物理与化学性能。

本发明的复合稀土，由于以上稀土元素的金属原子半径大且稀土具有较高的活性，很容易填补物料间的空隙，同时，稀土元素易和氧、硫等元素化合生成熔点高的化合物，复合稀土的加入在一定程度上提高了制备胶粘剂的分散性和相容性，使产品混合均匀也提高了胶粘剂的阻燃性。

蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物，具有独特的一维层状纳米结构。蒙脱土由于层间的大量无机离子而表现出来的疏油性，不利于其在环氧基体中的分散，经有机改性后，可使蒙脱土层间由亲水性转变为亲油性，降低其表面能，同时使蒙脱土的层间距增大，使聚合物的链或单体能进入层间，从而制造出纳米复合材料，显著提高胶体的抗冲击性能和抗疲劳性能。

本发明利用纤维增强材料聚丙烯纤维，使胶体在承受外界应力时，通过微观结构的变形或界面剥离等形式大幅吸收外界能量，故可显著提升胶体抗冲击性能和抗疲劳性能。

疏水型气相二氧化硅作触变剂，胶粘剂施工性能好，特别适合带水环境施工。疏水型气相二氧化硅作触变剂可以显著提升胶粘剂的疏水性和排水性，大幅减弱外来水对胶粘剂界面粘接和胶体固化的不良影响。

本发明采用改性酚醛树脂，酚醛树脂因其具有粘结力强、化学稳定性好、耐水、耐热性强等优点，而被广泛应用于人造板工业，同时酚醛树脂也存在游离甲醛、游离苯酚释放量高、脆性大及固化时间长等缺点。此外，合成酚醛树脂的原料苯酚来自不可再生资源—石油。面对石油资源的日益枯竭、国际油价逐年攀升、游离苯酚和甲醛的毒性及致癌性等不利因素迫使研究者不得不寻找一种无毒且能够部分代替或全部代替苯酚的可再生资源。木质素分子由于具有大量的苯酚结构单元，来源广泛，天然的可再生性、可生物降解、无毒、价格低廉等优点，因此将木质素用来部分或全部替代有毒、昂贵的苯酚用于合成木质素改性酚醛树脂胶粘剂经济效益等方面都具有重要意义，改性的酚醛树脂制备的胶粘剂湿胶合强度为1.84mpa，较未改性的提高了17-18%，黏度达到了940-980mpa·s，贮存期为70天，改性酚醛树脂中加入了石墨可以使其具有抗静电性。

针对超宽幅砂带的性能要求，开发出双组份的胶粘剂，在发挥各自有点的基础上，扬长弊端，使其达到最佳发挥，该胶粘剂抗冲击能力好，抗疲劳能力强，粘结强度高，带水环境施工性能好，耐高温性能强、同时具有高柔韧性等性能。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种超宽幅研磨带用胶粘剂，该胶粘剂包括等比例混合的甲乙两组分，其中：

甲组份按质量份数计包括以下组分：

改性酚醛树脂：40份，消泡剂：0.5份，分散剂：0.2份，有机蒙脱土：1份，缓冲剂：0.3份，防腐剂：0.2份；

消泡剂为有机硅类消泡剂；分散剂为聚丙烯酸钠；缓冲剂为碳酸氢钠；防腐剂为罗门哈斯lxe杀菌剂；

乙组份按质量份数计包括以下组分：

有机硅改性环氧树脂：20份，聚丙烯纤维：1份，偶联剂：1份，促进剂：2份，消泡剂：0.3份，触变剂：1份，填料：5份，阻燃剂：0.5份，复合稀土：0.01份；

偶联剂为硅烷偶联剂；促进剂为苯酚；触变剂为表面被有机物处理过的疏水型气相二氧化硅；填料是碳酸钙；阻燃剂选用磷酸三酯。

在本实施例中，复合稀土按重量百分比包含以下成分：y：13%，sc：16%，gd：9%，sm：18%，pr：9%，余量为la，以上各组分之和为100%。

在本实施例中，有机硅改性环氧树脂按质量百分比计包括以下成分：环氧树脂：45%，去离子水：15%，二月桂酸二丁基锡：10%，甲基三乙氧基硅烷：20%，以上各组分之和为100%。

在本实施例中，聚丙烯纤维为3mm长度的短纤维。

在本实施例中，甲组份中改性酚醛树脂按以下方法制备：

（1）造纸黑液经膜处理，去掉部分碱及糖后，经硫酸沉淀，板框压滤得到固体木质素，将在50℃下干燥20h，然后球磨过120目筛备用；

（2）将步骤（1）中的固体木质素、苯酚、氢氧化钠水溶液混合均匀，加热至80℃，反应后降温至50℃，继续加入水、氢氧化钠水溶液，搅拌10min，加入甲醛，缓慢升温至80℃，保温反应30min，降温至70℃，继续加入氢氧化钠水溶液、甲醛及石墨，升温至90℃，保温反应40min，减压脱水，得到改性酚醛树脂。

上述胶粘剂的制备方法具体如下：

（1）将改性酚醛树脂和有机蒙脱土送至分散缸中搅拌均匀10分钟，然后再加入消泡剂、分散剂、缓冲剂、开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为200转/min，搅拌10min后，然后加入防腐剂，继续搅拌20min，搅拌速度为250转/min，出料待用；

（2）将有机硅改性环氧树脂和填料混合搅拌均匀，搅拌20min，然后加入偶联剂、聚丙烯纤维，继续搅拌40min，然后加入促进剂、消泡剂、触变剂、阻燃剂、复合稀土继续混合搅拌均匀，出料；

（3）将甲组份和乙组分搅拌混合均匀，搅拌速度为100转/min，搅拌20min即可得到该胶粘剂。

本实施例制备的超宽幅研磨带用胶粘剂拉伸剪切强度达到10.9mpa，胶体抗拉强度为24mpa，伸长率为130%，拉伸弹性模量为270mpa。

实施例2

本实施例提供一种超宽幅研磨带用胶粘剂，该胶粘剂包括等比例混合的甲乙两组分，其中：

甲组份按质量份数计包括以下组分：

改性酚醛树脂：60份，消泡剂：1.0份，分散剂：0.5份，有机蒙脱土：3份，缓冲剂：0.5份，防腐剂：0.3份；

消泡剂为有机硅类消泡剂；分散剂为聚丙烯酸钠；缓冲剂为醋酸钠；防腐剂为罗门哈斯lxe杀菌剂；

乙组份按质量份数计包括以下组分：

有机硅改性环氧树脂：30份，聚丙烯纤维：3份，偶联剂：2份，促进剂：5份，消泡剂：0.5份，触变剂：2份，填料：7份，阻燃剂：0.8份，复合稀土：0.03份；

偶联剂为硅烷偶联剂；促进剂为苯酚；触变剂为表面被有机物处理过的疏水型气相二氧化硅；填料是硅酸盐；阻燃剂选用磷酸三酯。

在本实施例中，复合稀土按重量百分比包含以下成分：y：15%，sc：18%，gd：11%，sm：20%，pr：11%，余量为la，以上各组分之和为100%。

在本实施例中，有机硅改性环氧树脂按质量百分比计包括以下成分：环氧树脂：50%，去离子水：20%，二月桂酸二丁基锡：12%，甲基三乙氧基硅烷：24%，以上各组分之和为100%。

在本实施例中，聚丙烯纤维为5mm长度的短纤维。

在本实施例中，甲组份中改性酚醛树脂按以下方法制备：

（1）造纸黑液经膜处理，去掉部分碱及糖后，经硫酸沉淀，板框压滤得到固体木质素，将在55℃下干燥22h，然后球磨过120目筛备用；

（2）将步骤（1）中的固体木质素、苯酚、氢氧化钠水溶液混合均匀，加热至90℃，反应后降温至60℃，继续加入水、氢氧化钠水溶液，搅拌12min，加入甲醛，缓慢升温至90℃，保温反应40min，降温至75℃，继续加入氢氧化钠水溶液、甲醛及石墨，升温至95℃，保温反应45min，减压脱水，得到改性酚醛树脂。

上述胶粘剂的制备方法具体如下：

（1）将改性酚醛树脂和有机蒙脱土送至分散缸中搅拌均匀30分钟，然后再加入消泡剂、分散剂、缓冲剂、开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为230转/min，搅拌13min后，然后加入防腐剂，继续搅拌30min，搅拌速度为300转/min，出料待用；

（2）将有机硅改性环氧树脂和填料混合搅拌均匀，搅拌40min，然后加入偶联剂、聚丙烯纤维，继续搅拌50min，然后加入促进剂、消泡剂、触变剂、阻燃剂、复合稀土继续混合搅拌均匀，出料；

（3）将甲组份和乙组分搅拌混合均匀，搅拌速度为200转/min，搅拌230min即可得到该胶粘剂。

本实施例制备的超宽幅研磨带用胶粘剂拉伸剪切强度达到12.3mpa，胶体抗拉强度为27.5mpa，伸长率为155%，拉伸弹性模量为320mpa。

实施例3

本实施例提供一种超宽幅研磨带用胶粘剂，该胶粘剂包括等比例混合的甲乙两组分，其中：

甲组份按质量份数计包括以下组分：

改性酚醛树脂：50份，消泡剂：0.8份，分散剂：0.3份，有机蒙脱土：2份，缓冲剂：0.4份，防腐剂：0.25份；

消泡剂为有机硅类消泡剂；分散剂为聚丙烯酸钠；缓冲剂为碳酸氢钠；防腐剂为罗门哈斯lxe杀菌剂；

乙组份按质量份数计包括以下组分：

有机硅改性环氧树脂：25份，聚丙烯纤维：2份，偶联剂：2份，促进剂：3份，消泡剂：0.4份，触变剂：1份，填料：6份，阻燃剂：0.7份，复合稀土：0.02份；

偶联剂为硅烷偶联剂；促进剂为苯酚；触变剂为表面被有机物处理过的疏水型气相二氧化硅；填料是六氟铝酸钠；阻燃剂选用磷酸三酯。

在本实施例中，复合稀土按重量百分比包含以下成分：y：14%，sc：17%，gd：10%，sm：19%，pr：10%，余量为la，以上各组分之和为100%。

在本实施例中，有机硅改性环氧树脂按质量百分比计包括以下成分：环氧树脂：48%，去离子水：18%，二月桂酸二丁基锡：11%，甲基三乙氧基硅烷：22%，以上各组分之和为100%。

在本实施例中，聚丙烯纤维为4mm长度的短纤维。

在本实施例中，甲组份中改性酚醛树脂按以下方法制备：

（1）造纸黑液经膜处理，去掉部分碱及糖后，经硫酸沉淀，板框压滤得到固体木质素，将在52℃下干燥21h，然后球磨过120目筛备用；

（2）将步骤（1）中的固体木质素、苯酚、氢氧化钠水溶液混合均匀，加热至85℃，反应后降温至55℃，继续加入水、氢氧化钠水溶液，搅拌11min，加入甲醛，缓慢升温至85℃，保温反应35min，降温至72℃，继续加入氢氧化钠水溶液、甲醛及石墨，升温至92℃，保温反应43min，减压脱水，得到改性酚醛树脂。

上述胶粘剂的制备方法具体如下：

（1）将改性酚醛树脂和有机蒙脱土送至分散缸中搅拌均匀20分钟，然后再加入消泡剂、分散剂、缓冲剂、开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为220转/min，搅拌12min后，然后加入防腐剂，继续搅拌25min，搅拌速度为280转/min，出料待用；

（2）将有机硅改性环氧树脂和填料混合搅拌均匀，搅拌30min，然后加入偶联剂、聚丙烯纤维，继续搅拌45min，然后加入促进剂、消泡剂、触变剂、阻燃剂、复合稀土继续混合搅拌均匀，出料；

（3）将甲组份和乙组分搅拌混合均匀，搅拌速度为150转/min，搅拌25min即可得到该胶粘剂。

本实施例制备的超宽幅研磨带用胶粘剂拉伸剪切强度达到9.6mpa，胶体抗拉强度为20.5mpa，伸长率为120%，拉伸弹性模量为278mpa。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

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