環保型SBS萬能膠配方分析

環保型SBS萬能膠

以SBS彈性體為基料,以增粘樹脂為改性劑,配以合適的混合溶劑製備出一種環保型SBS萬能膠。研究了不同類型的SBS彈性體、增粘樹脂和環保型溶劑的選擇與配比對SBS萬能膠性能的影響,並確定了萬能膠的最佳配方。結果表明,當W(SBS彈性體)=13份[其中m(YH-796):m(YH-801)=6:7]、W(萜烯樹脂)=10份、W(C9石油樹脂)=6.7份、W(脂松香)=6.7份、W(264防老劑)=1份、W(乙酸乙酯)=9.6份、W(乙酸丁酯)=1份、W(環保溶劑油)=52份時,所得萬能膠的剪切強度為1.6MPa、開放時間為60min、25℃時粘度為350MPa·s且抗凍性能合格,該萬能膠完全符合相關標準要求。

結果與討論

不同類型SBS的配比對萬能膠性能的影響

將不同類型的SBS混合使用,其最終效果比使用單一品種的SBS好。通常SBS的混配原則是:線形結構與星形結構混配、苯乙烯(S)含量高的與S含量 低的混配(見表1)。不同類型的SBS彈性體配比與萬能膠開放時間的關係如圖1所示。

環保型SBS萬能膠配方分析

環保型SBS萬能膠配方分析

由圖1可知,低S含量的線型SBS開放時間較長,高S含量的線型SBS開放時間較短,星型結構的SBS開放時間更短。一般裝修用的膠粘劑要求開放時間大於60min,為了滿足此要求,必須搭配使用低S含量的SBS(YH-796)。 SBS的配比與萬能膠剪切強度的關係如圖2 所示,由圖2可知,星型SBS雖然內聚強度大,但硬度高、粘接性差,隨著其用量的增加,剪切強度呈先增後降的趨勢。參照HJ/T 3738-2004標準,要求剪切強度≥1.6MPa,因此,當m(YH-792):m(YH-801)=10:3或m(YH-796):m(YH-801)=6:7時較適宜。

綜合考慮開放時間和剪切強度要求,本實驗確定SBS的最佳配比為m(YH-796):m(YH-801)=6:7。

增粘樹脂的選擇與配比SBS為兩相結構,應選擇與其相容性較好的增粘樹脂進行混配。膠粘劑中常用的嵌段共聚物改性樹脂如表2所示。

環保型SBS萬能膠配方分析

本文選擇了常用的萜烯樹脂(中嵌段增粘劑)、C9石油樹脂(高嵌段增強樹脂)和脂松香(端嵌段可相容樹脂)進行試驗,並將萜烯樹脂用量與萬能膠初粘力的關係列於表3。 由表3可知,當萜烯樹脂的用量為SBS質量的1.8倍時,初粘力達最大值。表4列出了兩種增粘樹脂配比與萬能膠性能的關係。

環保型SBS萬能膠配方分析

環保型SBS萬能膠配方分析

由表4可知,將萜烯樹脂和C9石油樹脂混配後用於萬能膠中,可使萬能膠的初粘力增加,但是隨著混合增粘樹脂中C9含量的增加,軟化點增高,從而 導致開放時間下降;當m(萜烯樹脂):m(C9石油樹脂)為6:4時,萬能膠的初粘力最好,開放時間偏低(為40min)。 松香具有軟化點低、潤溼性好和成本低等特點,因此將松香引入體系中可以延長開放時間、降低成本和增加對極性材料的粘附力。表5列出了三種增粘樹脂配比與萬能膠性能的關係。

環保型SBS萬能膠配方分析

由表5可知,加入少量松香後,萬能膠的初粘力基本不變,而開放時間則明顯增加;過多的松香會導致萬能膠的初粘力明顯下降。綜合性能與成本方面的因素,本實驗確定混合增粘樹脂配比為m(萜烯):m(C9):m(松香)=6:4:4時較適宜。

溶劑的選擇按照HJ/T 220-2005標準,要求ω(苯)≤2000mg/kg;ω(甲苯+二甲苯)≤2000mg/kg;ω(丙酮)≤750mg/kg;以二氯甲烷計,ω(鹵代烴)≤2000mg/kg;總揮發性有機物≤750g/L。能夠符合HJ/T220-2005要求的溶劑只有乙酸乙酯、環己烷和丁酮等溶劑,由於丁酮氣味大、環己烷成本太高,故本實驗選用乙酸乙酯與環保溶劑油作為混合溶劑,表6列出了混合溶劑與萬能膠組分溶解性能的關係。

環保型SBS萬能膠配方分析

由表6可知,當m(乙酸乙酯):m(環保溶劑油)=10:50-20:40時,都可作為SBS特效萬能膠的溶劑。乙酸乙酯雖然毒性較低,但刺激性氣味較濃,根據經驗,添加少許乙酸丁酯可有效降低刺激性氣味,同時不影響溶解性能,通常m(乙酸丁酯):m(乙酸乙酯)=10:100。

驗證性試驗綜上所述,萬能膠各組分的最佳配比如表7所示。按照該最佳配比製得的萬能膠的相關性能如表8所示。

環保型SBS萬能膠配方分析

環保型SBS萬能膠配方分析

結論

(1)選用SBS彈性體,通過各組分的合理配比製備出一種新型的SBS膠粘劑,其性能完全滿足裝修用膠粘劑的要求。

(2)膠粘劑中所用溶劑毒性較低,有利於環境保護,是一種環保型的SBS特效萬能膠。


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