裝飾用SBS基免釘膠的研制

王向陽 鄧浩

摘要：研究了以2種不同結(jié)構(gòu)SBS彈性體混合物為主粘料的免釘膠配方，考查了SBS彈性體、增粘樹脂、填料、混合溶劑的配比，以及抗氧劑等助劑的用量對免釘膠性能的影響，制得固含量為70%的免釘膠。測試結(jié)果表明，研制的SBS免釘膠性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且成本適中，具有一定推廣價值。

關(guān)鍵詞：免釘膠；增粘樹脂；SBS彈性體；有害物質(zhì)限量

中圖分類號：TQ433.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-5922（2014）04-0064-03

免釘膠是一種多功能裝飾膠粘劑，主要用于粘接固定各種木線、門套線、石膏線、地板瓷磚、各種裝飾掛件及各種墻板工程等。近些年裝飾用免釘膠逐漸取代了以前室內(nèi)外裝修采用的打釘、鉆眼等固定方式，有效避免了噪音和粉塵污染，也減輕了對房屋結(jié)構(gòu)的破壞，得到了越來越廣泛的應(yīng)用[1]。

裝飾萬能膠主要有溶劑型氯丁橡膠（CR）膠粘劑、溶劑型SBS（苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物）膠粘劑等[2]。其中SBS基膠粘劑由于其固有的優(yōu)點受到越來越多地應(yīng)用[3]。目前室內(nèi)墻面輕質(zhì)裝飾板用免釘膠行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布[4，5]，為免釘膠進(jìn)一步推廣及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗提供了依據(jù)。本文中采用SBS彈性體為主體材料研制出了符合使用要求的裝飾用免釘膠。

1 實驗部分

1.1 主要實驗設(shè)備及測試儀器

2 L行星攪拌實驗機(jī)，高速分散試驗機(jī)，氣動擠槍，電熱鼓風(fēng)干燥箱，萬能拉力機(jī)等。

1.2 試驗原材料及配比

線型結(jié)構(gòu)SBS 彈性體A：80～120（質(zhì)量份，下同）；星型結(jié)構(gòu)SBS彈性體B：140～180；萜烯樹脂：150～170；脂肪族改性C9石油樹脂：120～140；對叔丁基酚醛樹脂：70～90；超細(xì)高嶺土：80～100；超細(xì)滑石粉：150～180；納米碳酸鈣：240～280；活性氧化鎂：7.5～10；環(huán)保溶劑ExxsoL DSP：320～340；二甲苯：80～85；抗氧劑CIBA IRGANOX 1010：1.6～2.0。

1.3 免釘膠的制備

（1）對叔丁基酚醛樹脂螯合液制備：用混合溶劑溶解對叔丁基酚醛樹脂制備成50%溶液，再加入一定比例的活性氧化鎂，以水作為催化劑，攪拌活化6 h至反應(yīng)完全。

（2）在一定量的混合溶劑中，依次加入預(yù)先制備好的50%對叔丁基酚醛樹脂螯合液、脂肪族改性C9石油樹脂、萜烯樹脂、SBS彈性體A、SBS彈性體B、抗氧劑等，溶解完全后加入活性氧化鎂、超細(xì)高嶺土、超細(xì)滑石粉、納米碳酸鈣并分散均勻，冷卻后將物料移至包裝壓機(jī)活塞下出料包裝成320 g管裝。

1.4 常規(guī)性能測試

采用氣動擠槍進(jìn)行擠出性、晾置時間等試驗并制備各類試塊。主要性能測試指標(biāo)及方法依據(jù)《JC/T 2186—2013室內(nèi)墻面輕質(zhì)裝飾板用免釘膠》，結(jié)果見表1。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶劑的選擇

在免釘膠中，溶劑直接影響PS、PB嵌段的形態(tài)，進(jìn)而影響粘接強(qiáng)度[6]。溶劑選擇的原則主要基于溶解性能、環(huán)保性能、成本、揮發(fā)速度以及抗凍性等[7，8]。工業(yè)上使用較多的溶劑組合為甲苯-環(huán)己烷體系和二甲苯-環(huán)己烷體系[9]，據(jù)此本產(chǎn)品中選用二甲苯-環(huán)保型石油溶劑DSP的混合溶劑，不同配比的混合溶劑組合試驗結(jié)果見表2。綜合成本、環(huán)保性能及免釘膠干燥速率等性能，選擇m二甲苯/mDSP=20/80，混合溶劑用量為總量的30%，符合有害物質(zhì)限量、固含量指標(biāo)及晾置時間指標(biāo)要求。

2.2 SBS彈性體型號的選擇

SBS彈性體按結(jié)構(gòu)形態(tài)主要分為線型和星型2種，線形結(jié)構(gòu)的SBS彈性體溶解性好，但內(nèi)聚強(qiáng)度不足；星型結(jié)構(gòu)SBS彈性體溶解性稍差，但內(nèi)聚強(qiáng)度較大[6]。本文采用LG化學(xué)線形結(jié)構(gòu)的SBS彈性體A與星形結(jié)構(gòu)的SBS彈性體B搭配使用，經(jīng)過試驗確定mA/mB=80/20。SBS彈性體不同配比對硬度、加工性及幾種常見基材剪切強(qiáng)度的影響見表3。

2.3 增粘樹脂的選擇

SBS彈性體本身是非極性的，其范德華力及滲透性能都很弱，粘接強(qiáng)度低，故需要加入增粘樹脂[10]。本實驗中選用增粘樹脂為低熔點萜烯樹脂、對叔丁基酚醛樹脂、脂肪族改性C9石油樹脂。通過試驗，確定最佳配比為：mC9石油樹脂/m萜烯樹脂/m對叔丁基酚醛樹脂=35/45/20，免釘膠邵氏硬度為75，剪切強(qiáng)度也符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4 顏填料的選擇

通過優(yōu)化免釘膠配方中的顏填料的配比可獲得較好的觸變性從而提高免釘膠的施工性能，也有利于改善免釘膠的收縮性，提高其粘接強(qiáng)度、裝飾性并降低成本[11，12]。經(jīng)多次試驗確定填料質(zhì)量比為：m超細(xì)高嶺土/m超細(xì)滑石粉/m納米碳酸鈣=16/34/50?；钚匝趸V是基于叔丁基酚醛樹脂螯合需要量加入，推薦量為叔丁基酚醛樹脂的10%左右。

2.5 其他助劑

SBS彈性體中含有不飽和鍵，較容易老化，本實驗中選用抗氧劑1010作為穩(wěn)定劑，通過對免釘膠耐老化性能考查并結(jié)合成本指標(biāo)，確定加量為免釘膠總量的0.1%。

2.6 加工工藝對產(chǎn)品性能的影響

SBS彈性體基免釘膠加工工藝對其最終性能影響頗大。溶解階段必須保證增粘樹脂、彈性體等充分溶解，以避免與填料互相潤濕不佳而導(dǎo)致貯存性能不好；有效控制叔丁基酚醛樹脂的螯合過程，如催化劑水的加量、溫度、反應(yīng)時間等[13]，以避免螯合液分層；填料分散階段須保證填料的良好分散狀態(tài)（細(xì)度低于50 μm），有利于SBS彈性體及各增粘樹脂與粉體間互相融合，從而使免釘膠獲得較好的綜合性能；包裝階段應(yīng)注意溫度的控制，同時防范操作過程中空氣被卷入膠漿。

3 結(jié)語

（1）采用m二甲苯/mDSP=20/80混合溶劑，對SBS彈性體及各增粘樹脂等具有較好的溶解性能，制得的膠漿具有較好的抗凍性、施工性和干燥性能，通過對固含量的控制，達(dá)到了JC/T 2186—2013中相關(guān)有害物質(zhì)限量的要求

（2）免釘膠加工工藝重點應(yīng)控制彈性體及增粘樹脂的溶解、叔丁基酚醛樹脂的螯合反應(yīng)、填料的分散過程、出料包裝過程等4方面。

（3）研制的免釘膠可用于常見的多種基材，且成本性能比適中，具有較高的推廣價值。

參考文獻(xiàn)

[1]周意琳，等.新型建筑材料免釘膠簡介[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2013，14（4）：128-128.

[2]鄧翠燕，王奉平，等.一種建筑裝飾用免釘膠： CN，200910039623[P].2009-10-07.

[3]馬建江，黃向.我國SBS市場產(chǎn)品應(yīng)用狀況分析[J].廣東化工，2012，39（14）：186-188.

[4]《木材與石膏、金屬及PVC墻面材料粘結(jié)用膠粘劑（液體釘）》、《隔熱涂膜玻璃》兩項標(biāo)準(zhǔn)順利通過審查[J].中國建材科技，2012（3）：31-31.

[5]JC/T 2186—2013，室內(nèi)墻面輕質(zhì)裝飾板用免釘膠[S].

[6]陳登龍.建筑用的新型SBS萬能膠的研制[J].化學(xué)與粘合，2003（3）：141-142.

[7]劉萍，畢建波.SBS粘合劑中溶劑的選擇[J].中國膠粘劑，200l，l0（2）：28-29.

[8]王素英，李子?xùn)|.氯丁膠粘劑混合溶劑選擇的新方法[J].粘接，1991，12（3）：25-27.

[9]陳樂培，陳慶強(qiáng)，等.環(huán)保型SBS裝飾膠粘劑的研制[J].國外建材科技，2003，24（5）：26-28.

[10]北京粘接學(xué)會譯，李金林編. 膠粘劑技術(shù)與應(yīng)用手冊[M].北京：宇航出版社，1991.

[11]李子?xùn)|，李廣宇，等.SBS系列膠粘劑的進(jìn)展[J].粘接，1999，20（5）：31-35.

[12]楊宗志.關(guān)于膠粘劑和密封劑顏填料的選擇[J].粘合劑，1990（4）：43-47.

[13]劉建國，王潔，等.活性氧化鎂在氯丁橡膠膠粘劑中的作用機(jī)理[J].橡膠資源利用，2003（4）：23-25.

Development of SBS-based free nail glue for decorating

WANG Xiang-yang，DENG Hao

（Qingdao Ledar Chemical Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266300，China）

Abstract：In the paper，the free nail glue formulations based on the mixture of two different structures SBS elastomers as the main material were investigated.The effects of SBS elastomer，tackifying resin，filler，proportion of mixed solvent and amount of additives such as antioxidant 1010 on the performance of the free nail glue were explored，and a free nail glue with solid content of 70% was prepared. The test results showed that the SBS based free nail glue performance meets the requirements of relevant standards，the cost is moderate，and the glue has a certain value of popularization.

Key words：free nail glue；tackifying resin；SBS elastomer；harmful substances limit