草皮用氯丁胶粘剂的研究

朱俊杰，陈炳耀，李 军

(1.广东顺德三和化工有限公司，广东 佛山 528325；2.广东三和化工科技有限公司，广东 中山 528429)

氯丁胶粘剂是一种溶剂型橡胶胶粘剂。常规制备的氯丁胶粘剂，主要成分为高结晶型氯丁橡胶、增粘剂、溶剂、助剂等，具有原材料货源充足且成本低，生产简单，胶粘剂的初粘力大，粘接强度高，耐候性好，适用范围广等特点。广泛应用于家具、皮革、建筑、室内装修等行业。

但目前市面上常见的氯丁胶粘剂使用的溶剂体系中均含有芳香烃、卤代烃类溶剂，对人体健康非常不友好。

因此，研究一种无三苯、无卤代烃的低毒性草皮用氯丁胶粘剂非常有意义。

1 实验部分

1.1 实验原料

氯丁橡胶SN244X-2、氯丁橡胶SN244X-3、C9石油树脂、酚醛树脂、环己烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酮、防老剂、增塑剂、活性氧化镁。

1.2 实验仪器

开放式炼胶机、电动搅拌机、数显黏度计、电子拉力试验机。

1.3 制备工艺

1.3.1 炼胶

将氯丁橡胶放入炼胶机进行塑炼，塑炼过程中加入活性氧化镁及防老剂，然后剪碎待用。

1.3.2 预反应液制备

将部分混合溶剂投入三口烧瓶，然后加入酚醛树脂及活性氧化镁进行搅拌反应，螯合反应8h后加入防老剂，继续搅拌1h后即得预反应液。

1.3.3 氯丁胶粘剂的制备

将混合溶剂投入三口烧瓶，加入炼好剪碎的氯丁橡胶、预反应液、C9石油树脂、增塑剂，进行搅拌，待溶解完全即得氯丁胶粘剂。

1.4 性能测试

1.4.1 黏度

按GB/T 2794中的规定进行测定。

1.4.2 不挥发物含量

按GB/T 2793中的规定进行测定。

1.4.3 初粘强度

按LY/T1206中的规定进行测定。

1.4.4 拉伸剪切强度

按LY/T1206中的规定进行测定。

1.4.5 耐干热性

按LY/T1206中的规定进行测定。

1.4.6 游离甲醛含量

按GB/T18583中的规定进行测定。

1.4.7 有害物质限量

按GB/T18583中的规定进行测定。

2 结果与讨论

2.1 橡胶的选择

氯丁橡胶SN244X-2、氯丁橡胶SN244X-3的溶解黏度不同，后者较前者高，胶片的选择主要考虑其对胶粘剂黏度的影响，因此，采用两种型号胶片不同比例搭配进行实验。结果见下表1。

表1 两种型号胶片不同比例搭配进行实验结果

表1(续)

由表1可以看出，橡胶的搭配比例对黏度的影响较大，其他方面无大的影响。考虑到施工刮胶的流畅度和胶液的稳定性等因素，综合考虑，选择m(SN244X-2)∶ m(SN244X-3)=5∶5最为合适。

2.2 溶剂体系的搭配选择

溶剂体系的选择主要考虑到溶解度参数。氯丁橡胶的溶解度参数为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，微溶于环己烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯等。氯丁胶粘剂的固含量低，溶剂量大，且多为有毒、有害的化合物。芳香烃溶剂毒性最大，经肝脏代谢，排至膀胱，有引发膀胱癌的可能，潜伏期长达20年。卤代烃类的溶剂的刺激性和毒性也非常大。由于考虑到毒性和污染性，本次实验用到的溶剂均不属于良溶剂，因此还需考虑对胶片的溶解性。不同溶剂配比对胶粘剂性能的影响如下表2所示。

表2 不同溶剂配比对胶粘剂性能的影响

由上表2可以看出，当环己烷和丙酮的用量过多时，对橡胶的溶解性差。当m(环己烷)∶m(乙酸乙酯)∶m(乙酸甲酯)∶m(丙酮)=3∶1∶3∶1时，初粘强度和拉伸剪切强度最优，因此，混合溶剂体系选择m(环己烷)∶m(乙酸乙酯)∶m(乙酸甲酯)∶m(丙酮)=3∶1∶3∶1的比例进行搭配。

2.3 树脂用量的选择

为提高粘接强度、耐热性及耐水性，延长粘性保持时间，氯丁胶粘剂中通常会加入一系列树脂，其中酚醛树脂效果最好，其与氧化镁的螯合反应更加大大提高了氯丁胶粘剂的性能。因此酚醛树脂是必不可少的。

本次不考虑酚醛树脂，主要针对C9石油树脂的用量对氯丁胶粘剂性能的影响，见表3。

表3 C9石油树脂的用量对氯丁胶粘剂性能的影响

由上表3可以看出，随着C9石油树脂用量的增加，黏度逐渐降低，当用量到3%时，初粘强度和拉伸剪切强度最大，因此，C9石油树脂的用量选择为3%。

2.4 活性氧化镁用量的选择

活性氧化镁也是氯丁胶粘剂的重要组份，它的作用有很多，例如，它可吸收氯丁胶粘剂在贮存和使用过程中缓慢释放出的氯化氢，还能防止炼胶时烧焦，还是树脂的反应剂。

所用的氧化镁要求粒子很小，活性很高。活性氧化镁的用量对氯丁胶粘剂的性能有着很大影响，随着用量的增加，粘接强度会提高，分层也会减轻，因为有利于形成更多的螯合物，但若超过一定用量，性能反而下降，具体见下表4。

表4 活性氧化镁用量对粘接强度的影响

由上表可以看出，在螯合预反应液时，活性氧化镁的用量选择8份左右最为合适。

3 结论

一种无三苯、无卤代烃的低毒性草皮用氯丁胶粘剂最优配方如下：

(1)氯丁橡胶SN244X-2、氯丁橡胶SN244X-3的搭配质量比例为5∶5；

(2)混合溶剂体系选择m(环己烷)∶m(乙酸乙酯)∶m(乙酸甲酯)∶m(丙酮)=3∶1∶3∶1；

(3)C9石油树脂的用量选择为3%；

(4)在螯合预反应液时，活性氧化镁的用量选择8份左右。