常用地毯膠研究

董常濤

(青島大學(xué)，山東 青島 266071)

1 引言

地毯作為一種軟質(zhì)鋪地材料具有美化生活環(huán)境、吸音、隔音、防塵等功能。地毯膠是制備地毯的主要輔助原料之一，其作用是固結(jié)絨頭和粘結(jié)背襯。目前膠乳是市場(chǎng)上的主流粘合劑，但其在烘干過(guò)程中存在能耗高、聚合物熱分解產(chǎn)物污染環(huán)境等缺陷，因此為了降低環(huán)境污染、提升產(chǎn)品品質(zhì)、節(jié)約能耗等，以熱熔性粘合材料固結(jié)地毯絨頭的方式逐漸受到人們的青睞。

2 常見(jiàn)膠乳粘合劑

地毯膠乳以丁苯膠乳及醋丙膠乳等為主，其中丁苯膠乳多用于簇絨地毯及化纖地毯，具有成本低、異味小、粘接強(qiáng)度較好，能使地毯具有一定的硬挺度和屈撓性等優(yōu)點(diǎn)。醋丙膠乳主要用于各種機(jī)制地毯和簇絨地毯，它具有分子量大、對(duì)基材粘接性能好、透明度高、耐老化性能好等優(yōu)點(diǎn)。

2.1 常見(jiàn)膠乳粘合劑研究現(xiàn)狀

董宏偉等人[1]概述了丁苯膠乳在地毯領(lǐng)域的使用情況，并指出在生產(chǎn)簇絨地毯時(shí)使用丁苯膠乳的工藝主要有三種：預(yù)涂、二次背襯和發(fā)泡背襯。為了使膠乳復(fù)合物的耐浮泡性好、干燥性好、粘結(jié)強(qiáng)度高，生產(chǎn)廠家紛紛對(duì)地毯膠乳進(jìn)行改進(jìn)。如日本瑞翁公司為了減少地毯生產(chǎn)過(guò)程中的浮泡，提出以含丙烯酰胺的羥基丁苯膠乳、氨基酸化合物、有機(jī)硅氧烷等制備膠乳復(fù)合物。日本旭化成公司在羥基丁苯膠乳(XSBR)中加入非離子表面活性劑和有機(jī)硅氧烷來(lái)提高復(fù)合物的耐水性、粘結(jié)性等，而在XSBR中加入縮水甘油醚型環(huán)氧化物可提高其耐浮泡性、剝離強(qiáng)度。

葉楚平[2]簡(jiǎn)要論述了化纖地毯背襯用量最大的丁苯橡膠型粘合劑的特點(diǎn)。丁苯橡膠型粘合劑主要原料是丁苯橡膠，是以丁二烯和苯乙烯為單體在催化劑作用下經(jīng)乳液或溶液聚合而得到的高分子彈性體，其中苯乙烯的含量與地毯的原材料和粘合劑配方有關(guān)。未經(jīng)硫化的丁苯膠乳在配制化纖地毯背襯粘合劑時(shí)雖操作簡(jiǎn)便、無(wú)污染，但由于其本身極性小，粘附性能差，需進(jìn)行改進(jìn)。古馬隆樹(shù)脂、松香酸、聚丙烯酸鈉等對(duì)丁苯膠乳都有增粘作用，松香酸與脂肪烯烴環(huán)氧化物反應(yīng)得到的羥基酯是性能十分優(yōu)良的丁苯膠乳增粘劑。也可以將不飽和脂肪酸與丁二烯、苯乙烯接枝共聚，在主鏈上引入羧基制得改性丁苯膠乳，但是普通的羧基丁苯橡膠乳液極不穩(wěn)定，隨室內(nèi)溫度的升高和酸堿度的變化，易產(chǎn)生凝膠，導(dǎo)致粘結(jié)強(qiáng)度降低。張斌等人[3]用粘性樹(shù)脂改性羧基丁苯橡膠乳，討論了樹(shù)脂/羧基丁苯膠乳的比例對(duì)地毯膠粘結(jié)強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)增粘樹(shù)脂與羧基丁苯橡膠乳液進(jìn)行乳化反應(yīng)后，制得的地毯膠觸變性好，粘結(jié)強(qiáng)度高；張貴修[4]概述了羧基丁苯膠乳的合成工藝以及聚合后處理過(guò)程，指出其在栽絨地毯加工中的應(yīng)用以及三種輥筒浸涂工藝方式；沈志強(qiáng)[5]考察了乳化劑、乙烯基型不飽和羧酸單體及其中和度、加料方式以及攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)聚合反應(yīng)及膠乳性能的影響，并采用無(wú)皂、高溫乳液聚合工藝合成了性能良好的地毯背襯用羧基丁苯膠乳。實(shí)驗(yàn)證明高溫?zé)o皂聚合工藝適用于地毯背襯用羧基丁苯膠乳，產(chǎn)品質(zhì)量相當(dāng)于國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品指標(biāo)，工藝操作方便，同時(shí)在生產(chǎn)中具備乳化劑用量低、反應(yīng)時(shí)間短、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)。

李丞茂[6]用甲醛對(duì)聚乙烯醇(PVA)進(jìn)行改性，再配制交聯(lián)劑，從而制得PVA縮甲醛地毯粘合劑，介紹了其制備方法、產(chǎn)品性能、使用方法以及簡(jiǎn)要工藝流程等。這種粘合劑成本低、彈性好、耐水性強(qiáng)，克服了以羧基丁苯膠乳為主的地毯使用膠乳原材料短缺、價(jià)格高的缺點(diǎn)。

姜喜文等人[7]介紹了以丙烯酸酯為主要成分的106地毯乳膠，簡(jiǎn)述了106地毯乳膠的性能指標(biāo)、使用工藝。對(duì)工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)該地毯乳膠的烘焙溫度為120℃～150℃，地毯膠粘度是4000 mPa·s，拔絨強(qiáng)力的平均值是27.63 N，剝離強(qiáng)力平均值是28.7 N，地毯乳膠用量589.3 g/m2，技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了地毯行業(yè)用膠的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但其在堿性條件下會(huì)自增稠，所以在使用時(shí)不能與其它堿性乳膠混用。由于純丙烯酸酯乳液原料價(jià)格較高，鄭永軍[8]采用復(fù)配改性、提高交聯(lián)密度等技術(shù)，研制出一種苯丙乳液/丁苯膠乳/聚醋酸乙烯乳液三元地毯膠，與國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品相比具有成本低、膠鈣比高等優(yōu)勢(shì)，脫膠后的地毯成品硬挺性好，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 常見(jiàn)膠乳粘合劑的缺點(diǎn)

采用乳膠作為粘合劑對(duì)絨紗以及襯布固結(jié)是目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的方法，但是這種工藝存在三個(gè)亟待解決的問(wèn)題：乳膠大都使用丁二烯、苯乙烯、醋酸乙烯等單體聚合而成，地毯烘干過(guò)程中，剩余的單體以及聚合物受熱分解會(huì)揮發(fā)，對(duì)環(huán)境造成危害；生產(chǎn)廠家為使地毯的絨頭拔出力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)會(huì)增加涂膠量，但這會(huì)嚴(yán)重降低地毯的品質(zhì)，使其彈性降低，硬度增加，同時(shí)高含膠量的地毯不能作為優(yōu)等品來(lái)使用；背膠工藝的涂膠和干燥固化工序效率低、能耗高，烘干過(guò)程也會(huì)使地毯產(chǎn)生濕熱收縮，降低產(chǎn)品制成率。

3 常見(jiàn)熱熔粘合劑

為了克服膠乳型粘合劑的缺陷，國(guó)內(nèi)外相繼研發(fā)了熱熔性粘合劑及其地毯粘合技術(shù)。目前熱熔膠的品種主要有乙烯-醋酸乙烯型(簡(jiǎn)稱(chēng)EVA型)、聚酰胺型、聚氨酯型等，其中EVA熱熔膠易制備且適用領(lǐng)域廣泛，受到市場(chǎng)青睞。

3.1 常見(jiàn)熱熔粘合劑的使用

熱熔膠的特點(diǎn)是常溫下呈固態(tài)，加熱到熔點(diǎn)后能表現(xiàn)出優(yōu)異的粘接性能，室溫就能快速凝固，無(wú)需硫化和使用大型烘干設(shè)備，不會(huì)發(fā)生蠕變，無(wú)溶劑揮發(fā)、無(wú)毒、不易環(huán)境污染，對(duì)水或潮濕空氣也較穩(wěn)定，可滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化操作和高效率的要求。

葉楚平[9]簡(jiǎn)要介紹了EVA熱熔地毯背襯粘合劑的基本組成、配方示例及其制備方法。指出用于化纖地毯的EVA熱熔粘合劑是由EVA樹(shù)脂、抗氧劑、增粘劑以及填充劑等配制而成。該粘合劑的缺點(diǎn)是EVA熱熔地毯背襯粘合劑熔融溫度高，易造成涂膠困難或涂膠不均；高升平等人[10]通過(guò)摻入粘接強(qiáng)度高的聚合物或有機(jī)材料，制得了一種價(jià)格低廉、熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、粘結(jié)強(qiáng)度高的地毯熱熔膠。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著高聚物含量的增加，熱熔膠的抗拉強(qiáng)度提高，流動(dòng)性下降，可根據(jù)氣化膜的粘接要求調(diào)節(jié)其加入量；吳永升[11]對(duì)全球熱熔膠工業(yè)的市場(chǎng)、應(yīng)用、技術(shù)、材料供應(yīng)和生產(chǎn)廠家的狀況進(jìn)行了介紹，指出了存在的問(wèn)題；王淮珠[12]介紹了EVA熱熔膠使用前的準(zhǔn)備工作，使用環(huán)境與適用條件以及在使用EVA熱熔膠的注意事項(xiàng)；左海波等人[13]對(duì)熱熔膠粘劑的發(fā)展現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)要介紹，討論了聚合物基體、增粘劑、蠟、抗氧化劑、填充劑等組分對(duì)熱熔膠性能的影響。指出聚合物基體對(duì)熱熔膠的性能起關(guān)鍵作用，決定了膠的結(jié)晶度、粘度、拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、柔性等性能；增粘劑可改善膠的潤(rùn)濕性，使其與被粘物體充分粘合，從而提高粘接強(qiáng)度；蠟可提高基體-增粘劑的相容性，提高膠的粘彈性和剝離強(qiáng)度；抗氧化劑能夠避免膠的高分子鏈在熱和氧的作用下，發(fā)生氧化反應(yīng)；填充劑可以降低熱熔膠的成本，同時(shí)也會(huì)對(duì)膠的粘度、結(jié)晶速度、粘接強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度等產(chǎn)生影響。

3.2 常見(jiàn)熱熔粘合劑的缺點(diǎn)

熱熔膠雖然具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，但也存在如下缺點(diǎn)：熔體粘度大，流動(dòng)性與滲透性差，難以浸潤(rùn)絨頭紗導(dǎo)致絨頭拔出力較低，因而主要用來(lái)粘結(jié)簇絨地毯襯布；熔融溫度高，不僅能耗高，還會(huì)使地毯中的纖維受到損傷，影響地毯質(zhì)量；易出現(xiàn)涂膠困難或者涂膠不均勻的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

地毯膠作為制備地毯的主要輔助原料之一，應(yīng)具備一定的粘結(jié)力、軟硬度適宜、富有彈性及膠液存儲(chǔ)穩(wěn)定性好等性能。相對(duì)于傳統(tǒng)的地毯膠，熱熔膠雖具有無(wú)溶劑揮發(fā)、無(wú)毒、不易污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，但也存在能耗高、施膠困難等問(wèn)題。因此地毯膠產(chǎn)品需從高性能、低耗能及生態(tài)環(huán)保等方面進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)新與開(kāi)發(fā)。