草皮用氯丁膠粘劑的研究

朱俊杰，陳炳耀，李 軍

(1.廣東順德三和化工有限公司，廣東 佛山 528325；2.廣東三和化工科技有限公司，廣東 中山 528429)

氯丁膠粘劑是一種溶劑型橡膠膠粘劑。常規(guī)制備的氯丁膠粘劑，主要成分為高結(jié)晶型氯丁橡膠、增粘劑、溶劑、助劑等，具有原材料貨源充足且成本低，生產(chǎn)簡單，膠粘劑的初粘力大，粘接強(qiáng)度高，耐候性好，適用范圍廣等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于家具、皮革、建筑、室內(nèi)裝修等行業(yè)。

但目前市面上常見的氯丁膠粘劑使用的溶劑體系中均含有芳香烴、鹵代烴類溶劑，對(duì)人體健康非常不友好。

因此，研究一種無三苯、無鹵代烴的低毒性草皮用氯丁膠粘劑非常有意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

氯丁橡膠SN244X-2、氯丁橡膠SN244X-3、C9石油樹脂、酚醛樹脂、環(huán)己烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酮、防老劑、增塑劑、活性氧化鎂。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

開放式煉膠機(jī)、電動(dòng)攪拌機(jī)、數(shù)顯黏度計(jì)、電子拉力試驗(yàn)機(jī)。

1.3 制備工藝

1.3.1 煉膠

將氯丁橡膠放入煉膠機(jī)進(jìn)行塑煉，塑煉過程中加入活性氧化鎂及防老劑，然后剪碎待用。

1.3.2 預(yù)反應(yīng)液制備

將部分混合溶劑投入三口燒瓶，然后加入酚醛樹脂及活性氧化鎂進(jìn)行攪拌反應(yīng)，螯合反應(yīng)8h后加入防老劑，繼續(xù)攪拌1h后即得預(yù)反應(yīng)液。

1.3.3 氯丁膠粘劑的制備

將混合溶劑投入三口燒瓶，加入煉好剪碎的氯丁橡膠、預(yù)反應(yīng)液、C9石油樹脂、增塑劑，進(jìn)行攪拌，待溶解完全即得氯丁膠粘劑。

1.4 性能測(cè)試

1.4.1 黏度

按GB/T 2794中的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

1.4.2 不揮發(fā)物含量

按GB/T 2793中的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

1.4.3 初粘強(qiáng)度

按LY/T1206中的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

1.4.4 拉伸剪切強(qiáng)度

按LY/T1206中的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

1.4.5 耐干熱性

按LY/T1206中的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

1.4.6 游離甲醛含量

按GB/T18583中的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

1.4.7 有害物質(zhì)限量

按GB/T18583中的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 橡膠的選擇

氯丁橡膠SN244X-2、氯丁橡膠SN244X-3的溶解黏度不同，后者較前者高，膠片的選擇主要考慮其對(duì)膠粘劑黏度的影響，因此，采用兩種型號(hào)膠片不同比例搭配進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見下表1。

表1 兩種型號(hào)膠片不同比例搭配進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表1(續(xù))

由表1可以看出，橡膠的搭配比例對(duì)黏度的影響較大，其他方面無大的影響?？紤]到施工刮膠的流暢度和膠液的穩(wěn)定性等因素，綜合考慮，選擇m(SN244X-2)∶ m(SN244X-3)=5∶5最為合適。

2.2 溶劑體系的搭配選擇

溶劑體系的選擇主要考慮到溶解度參數(shù)。氯丁橡膠的溶解度參數(shù)為9.2～9.4，溶于甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、二氯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳等，微溶于環(huán)己烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯等。氯丁膠粘劑的固含量低，溶劑量大，且多為有毒、有害的化合物。芳香烴溶劑毒性最大，經(jīng)肝臟代謝，排至膀胱，有引發(fā)膀胱癌的可能，潛伏期長達(dá)20年。鹵代烴類的溶劑的刺激性和毒性也非常大。由于考慮到毒性和污染性，本次實(shí)驗(yàn)用到的溶劑均不屬于良溶劑，因此還需考慮對(duì)膠片的溶解性。不同溶劑配比對(duì)膠粘劑性能的影響如下表2所示。

表2 不同溶劑配比對(duì)膠粘劑性能的影響

由上表2可以看出，當(dāng)環(huán)己烷和丙酮的用量過多時(shí)，對(duì)橡膠的溶解性差。當(dāng)m(環(huán)己烷)∶m(乙酸乙酯)∶m(乙酸甲酯)∶m(丙酮)=3∶1∶3∶1時(shí)，初粘強(qiáng)度和拉伸剪切強(qiáng)度最優(yōu)，因此，混合溶劑體系選擇m(環(huán)己烷)∶m(乙酸乙酯)∶m(乙酸甲酯)∶m(丙酮)=3∶1∶3∶1的比例進(jìn)行搭配。

2.3 樹脂用量的選擇

為提高粘接強(qiáng)度、耐熱性及耐水性，延長粘性保持時(shí)間，氯丁膠粘劑中通常會(huì)加入一系列樹脂，其中酚醛樹脂效果最好，其與氧化鎂的螯合反應(yīng)更加大大提高了氯丁膠粘劑的性能。因此酚醛樹脂是必不可少的。

本次不考慮酚醛樹脂，主要針對(duì)C9石油樹脂的用量對(duì)氯丁膠粘劑性能的影響，見表3。

表3 C9石油樹脂的用量對(duì)氯丁膠粘劑性能的影響

由上表3可以看出，隨著C9石油樹脂用量的增加，黏度逐漸降低，當(dāng)用量到3%時(shí)，初粘強(qiáng)度和拉伸剪切強(qiáng)度最大，因此，C9石油樹脂的用量選擇為3%。

2.4 活性氧化鎂用量的選擇

活性氧化鎂也是氯丁膠粘劑的重要組份，它的作用有很多，例如，它可吸收氯丁膠粘劑在貯存和使用過程中緩慢釋放出的氯化氫，還能防止煉膠時(shí)燒焦，還是樹脂的反應(yīng)劑。

所用的氧化鎂要求粒子很小，活性很高?；钚匝趸V的用量對(duì)氯丁膠粘劑的性能有著很大影響，隨著用量的增加，粘接強(qiáng)度會(huì)提高，分層也會(huì)減輕，因?yàn)橛欣谛纬筛嗟尿衔?，但若超過一定用量，性能反而下降，具體見下表4。

表4 活性氧化鎂用量對(duì)粘接強(qiáng)度的影響

由上表可以看出，在螯合預(yù)反應(yīng)液時(shí)，活性氧化鎂的用量選擇8份左右最為合適。

3 結(jié)論

一種無三苯、無鹵代烴的低毒性草皮用氯丁膠粘劑最優(yōu)配方如下：

(1)氯丁橡膠SN244X-2、氯丁橡膠SN244X-3的搭配質(zhì)量比例為5∶5；

(2)混合溶劑體系選擇m(環(huán)己烷)∶m(乙酸乙酯)∶m(乙酸甲酯)∶m(丙酮)=3∶1∶3∶1；

(3)C9石油樹脂的用量選擇為3%；

(4)在螯合預(yù)反應(yīng)液時(shí)，活性氧化鎂的用量選擇8份左右。