專利名稱：：橡膠增韌sbs除醛萬能膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種膠粘劑，特別涉及一種橡膠增韌SBS除醛萬能膠及其制備方法。屬于化工產(chǎn)品
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：萬能膠是一種多用途溶劑型合成膠粘劑。由于萬能膠具有初粘力大、可室溫固化、粘接強度高、用途廣泛、使用方便等諸多優(yōu)點，從而獲得迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于航空、汽車、建筑、制鞋、家具、機械、皮具、電器、交通、造船、工藝美術(shù)等領(lǐng)域。目前，萬能膠主要有兩大類型一類是以快速結(jié)晶的氯丁橡膠為主材料，一類是以SBS(丁苯熱塑性彈性體)為主材料。氯丁橡膠膠粘劑除了含有氯丁橡膠、樹脂等成份外，溶劑含量常高達到80%?；旧隙际呛筋惢旌先軇筋惾軇┒加幸欢ǖ亩拘?，況且大量的溶劑作為揮發(fā)性有機化合物(VOC)排放到大氣中，有的可能發(fā)生光化學(xué)作用，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧污染。由于氯丁橡膠萬能膠三苯類溶劑含量高，現(xiàn)已逐漸被SBS萬能膠取代。SBS熱塑性彈性體是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。它既有聚苯乙烯(PS鏈段)的溶解性和熱塑性，又有順丁橡膠(PB)的柔韌性和回彈性，兼有熱塑性塑料和硫化橡膠雙重特性的材料。SBS溶解性好，能很好與聚合物相容，無需塑煉與混煉，不用髙溫高壓硫化。非常適宜制備固含高(溶劑含量少)的膠粘劑，并具有強度高、韌性好、固化快和耐低溫等優(yōu)點。目前，國家標(biāo)準(zhǔn)膠粘劑有害物質(zhì)限量(即GB18583-2001)已經(jīng)出臺，對萬能膠的生產(chǎn)與銷售提出更為嚴(yán)格的要求，新標(biāo)準(zhǔn)要求(甲苯+二甲苯)含量《200g/kg，苯含量《5g/kg，因此，大力發(fā)展綠色環(huán)保的萬能膠勢在必行。鑒于許多企業(yè)采用氯化烴、丙酮等有較大毒性的溶劑制備萬能膠，中國環(huán)境標(biāo)志認證機構(gòu)制定了更為嚴(yán)格的溶劑型膠粘劑產(chǎn)品認證標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)要求(甲苯+二甲苯)含量《2g/kg、苯含量《2g/kg、丙酮《0.75g/kg、鹵代烴(以二氯甲垸計)《2g/kg，按此標(biāo)準(zhǔn)，制備氯丁橡膠萬能膠將更為困難。隨著環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格和人們健康意識日益增強，生產(chǎn)和使用環(huán)保型橡膠膠粘劑是大勢所趨并且日顯生機。日本Aica工業(yè)株式會社己開發(fā)成功不含甲苯、二甲苯等有害物質(zhì)的溶劑型氯丁膠粘劑，這是屬于環(huán)保型膠粘劑，而且已經(jīng)開始在日本上市，其商品名為"AicaAibon"。但氯丁橡膠膠粘劑由于所含溶劑多，且不加苯類溶劑后易產(chǎn)生性能缺陷，因此這幾年對SBS類膠粘劑的研究十分活躍，發(fā)展相當(dāng)迅速，品種不斷增加，用途日趨廣泛，市場前景非常廣闊。國內(nèi)外對SBS類膠粘劑的研究，主要集中在SBS接枝改性和樹脂及溶劑體系的選擇。SBS接枝改性可采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯晴等進行，SBS經(jīng)接枝后可改善共對極性材料的粘接性能。另一個焦點是SBS與氯丁橡膠的接枝共聚，對兩材料起到優(yōu)勢互補的作用，但由于合成工藝仍不成熟，產(chǎn)品應(yīng)用受到限制。溶劑體系關(guān)系到產(chǎn)品的氣味及溶解性，現(xiàn)普遍采用混合溶劑體系，才有較好的綜合性能，并使溶劑體系的環(huán)保性達到最好。與此同時，隨著社會經(jīng)濟快速增長，人民生活水平的不斷提高，推動了建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，對裝飾裝修用萬能膠及家具板材用萬能膠的需求量越來越大。在家庭裝飾裝修及家具制造中存在大量的各類人造板材，如膠合板、防大板、細木工板、中纖板等，這些大多是釆用脲醛樹脂、酚醛樹脂高溫壓合而成。因此，這些板材實際上含有大量的游離甲醛，通過裝修及家具帶入家庭中來?，F(xiàn)有的SBS萬能膠不具備除去板材中釋放游離甲醛的功能，不能起到凈化室內(nèi)空氣的作用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一個目的，在于克服現(xiàn)有的膠粘劑存在有害物質(zhì)含量高、粘接性差、不具備除醛功能的缺點，提供一種橡膠增韌SBS除醛萬能膠，這種萬能膠的有害物質(zhì)含量低、粘接性更好，同時能夠除去板材中釋放游離甲醛，起到凈化室內(nèi)空氣的作用。本發(fā)明的第二個目的，是為了提供一種橡膠增韌SBS除醛萬能膠的制備方法。本發(fā)明的第一個目的通過以下措施達到橡膠增韌SBS除醛萬能膠，其特點是1)包括以下物質(zhì)組分線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、丁苯橡膠、石油樹脂、除醛助劑、抗氧劑、石油醚、油性溶劑和香精；2)各物質(zhì)組分的重量百分含量為線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體3%5%，星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體7%9%，丁苯橡膠2.7%3.7%，石油樹脂20.8%24.8°/。，除醛助劑1.4%2,6%，抗氧劑1.2%1.8%，石油醚37%43%，油性溶劑16.5%19.5%，香精0.4%0.6%。本發(fā)明的第一個目的還可以通過采取如下措施達到本發(fā)明的一種實施方式是各物質(zhì)組分的最佳重量百分含量為線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體4%，星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體8%，丁苯橡膠3.2%,石油樹脂22.8%,除醛助劑2kg%，抗氧劑1.4kg，石油醚40%，油性溶劑18%,香精0.5%。本發(fā)明的一種實施方式是油性溶劑可以是醋酸乙脂、二甲苯或丙酸乙脂；所述抗氧劑可以為抗氧劑1010。本發(fā)明的一種實施方式是所述的除醛助劑為一種納米材料，其主要化學(xué)成分可以為二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鈦和三氧化二硼中的一種或種以上的成份組合。本發(fā)明的第二個目的通過以下措施達到如前所述的橡膠增韌SBS除醛萬能膠的制備方法，其特點在于包括以下步驟l)按配比分別稱量線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、丁苯橡膠、石油樹脂、除醛助劑、抗氧劑1010、石油醚、油性溶劑和香精；2)將步驟1)中的丁苯橡膠投入到開煉機中進行塑煉，薄通出片；將片料放入立式高速攪拌釜中，并將步驟1)中的油性溶劑放入高速攪拌釜中浸溶2028小時，然后以攪拌直到片料完全溶解，得到半成品；3)將步驟1)中的線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、石油樹脂、除醛助劑、抗氧劑1010、石油醚和香精分別投入到完成步驟2)后的攪拌釜中，然后攪拌溶解7.58.5小時，過濾后得到成品。本發(fā)明的第二個目的還可以通過采取如下措施達到本發(fā)明的一種實施方式是步驟1)中使用的油性溶劑可以是醋酸乙脂、二甲苯或丙酸乙脂。本發(fā)明的一種實施方式是步驟1)中使用的除醛助劑為納米級材料，其主要化學(xué)成分可以為二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鈦和三氧化二硼。本發(fā)明的一種實施方式是步驟2)所述立式高速攪拌釜的容量可以為3000升，攪拌釜的轉(zhuǎn)速可以為12001600轉(zhuǎn)/分鐘；第3)所述立式高速攪拌釜的轉(zhuǎn)速為12001600轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明添加的除醛助劑為一種納米材料，它可以均勻分散在SBS萬能膠中，此納米材料具有靜態(tài)釋放負離子功能，當(dāng)空氣中的水分子進入負離子材料電場空間內(nèi)立即被其特有的永久電極電離產(chǎn)生負離子，而負離子含包覆帶有正電荷的甲醛，使甲醛沉降或改變特性，充分降級甲醛的危害。本發(fā)明能夠除去板材中釋放游離甲醛，凈化室內(nèi)空氣，改善大氣質(zhì)量，具有優(yōu)異的環(huán)境保護及維護人們居家裝修生活健康的突出功效。2、本發(fā)明通過星形SBS、線形SBS、改性橡膠合理搭配獲得最優(yōu)性能的SBS萬能膠，此SBS萬能膠具有粘性好、粘接強度高的特點；從本發(fā)明所述的橡膠改性SBS除醛萬能膠的配比中可以看出，本發(fā)明添加的固體含量高、溶劑含量少、不添加三苯類溶劑，不添加鹵代烴類溶劑，有效降低了有害物質(zhì)含量；由于它采用環(huán)境友好的溶劑體系及納米除醛助劑，是一種新型的綠色環(huán)保產(chǎn)品，應(yīng)用前景廣闊，具有良好的經(jīng)濟效益及社會效益。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步闡釋。具體實施例1:分別稱量4kg線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體，8kg星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體，3.2kg丁苯橡膠，22.8kg石油樹脂，2kg除醛助劑，1.4kg抗氧劑1010，40kg石油醚，18kg油性溶劑，0.5kg香精。將上述丁苯橡膠投入到開煉機中進行塑煉，薄通出片；將片料放入3000升立式高速攪拌釜中，并將上述的油性溶劑放入高速攪拌釜中浸溶24小時，然后以1400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌直到片料完全溶解，得到半成品；然后將上述線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、石油樹脂、除醛助劑、抗氧劑1010、石油醚和香精分別投入到攪拌釜中中，并以1400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌溶解8小時，得到成品；最后將成品過濾、包裝。本實施例中，所述的線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體的作用是提高初粘力，星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體的作用是提高剪切強度，丁苯橡膠的作用是提高粘性；SBS的相態(tài)結(jié)構(gòu)為兩相結(jié)構(gòu)，聚苯乙烯嵌段聚集區(qū)為分散相，起交聯(lián)和增強作用；聚丁二烯嵌段為連續(xù)相，賦予嵌段共聚物彈性和韌性，也就是說聚苯乙烯(PS)分散于聚丁二烯基體中。SBS兩相結(jié)構(gòu)保留了各自均聚物的許多性能。分散相的幾何形狀可為球形、柱形、層狀，隨兩嵌段的比例不同而變化。若PS含量低于20%,PS相態(tài)是球形；當(dāng)PS含量為20-35%時，PS為十分規(guī)則的六角排列柱狀結(jié)構(gòu)；當(dāng)聚苯乙烯含量為50%時，則呈規(guī)則的夾層結(jié)構(gòu)。SBS的相態(tài)結(jié)構(gòu)對膠粘劑的性能有很大影響，柱狀與夾層結(jié)構(gòu)具有較好的力學(xué)性能。按合成方法不同，SBS的分子結(jié)構(gòu)有線形、星形。線形結(jié)構(gòu)分子量8~12萬，分子鏈柔軟、有彈性，可以提高萬能膠的粘性，延長粘性保持時間。星形結(jié)構(gòu)SBS相對分子質(zhì)量高，分子量有1430萬，內(nèi)聚強度大，物理交聯(lián)點多，兩相排列比較規(guī)整，可以提高萬能膠的粘度、剪切強度、耐熱性。改性橡膠分子量更大，具有更柔軟的分子鏈，它可以提高萬能膠的粘性、拉絲性與剝離強度。毫無疑問，選擇合適的SBS類型與合適的改性橡膠將使萬能膠獲得最佳的綜合性能。所述的石油樹脂的作用是提高濕潤性、初粘性、內(nèi)聚力、剝離強度和剪切強度；如果單獨采用SBS制備萬能膠，并無明顯粘接性，必須配合適當(dāng)?shù)膲堈硺渲?，以提高濕潤性、初粘性、?nèi)聚力、剝離強度和剪切強度等。由于SBS存在獨特的兩相不相容結(jié)構(gòu)，因此在選擇樹脂時必須考慮在兩相中的相容性。根據(jù)在SBS熱塑性彈性體兩相溶解度參數(shù)的不同，將増粘樹脂分為兩類。一類只能與非極性的聚丁二烯(PB)相相溶，其溶解度參數(shù)一般較低，如氫化萜烯樹脂、松香甘油酯、脂肪徑石油樹脂。另一類只能與極性較大的聚苯乙烯(PS)相相溶，它們的溶解度參數(shù)一般較高，如古馬隆樹脂、芳烴石油樹脂。實際上往往是將不同類型的樹脂混合使用，以獲得令人滿意的效果。所述的油性溶劑可以是醋酸乙脂、二甲苯或丙酸乙脂，其作用是溶解原材料。溶劑是SBS溶劑型膠粘劑的重要組分，不同的溶劑影響PS、PB嵌段的形態(tài)，直接影響粘接強度。如用PS的良溶劑而PB的不良溶劑溶解SBS，而PS為連續(xù)相、PB呈分散相，所得膠膜硬而韌，粘接強度則高；若用PB的良溶劑而PS的不良溶劑，得到的膠膜柔軟、強度不高、伸長率較大。溶劑的揮發(fā)速度對SBS的形態(tài)結(jié)構(gòu)也有影響，揮發(fā)速度慢則PS段形成球狀；溶劑揮發(fā)速度快則PS段成層狀，具有較佳的力學(xué)性能。根據(jù)高分子溶液熱力學(xué)理論，溶解度參數(shù)S值相近則相容，而SBS的溶解度在8.4~9.1之間，選擇的溶劑溶解度參數(shù)應(yīng)參照此范圍內(nèi)選定。作為環(huán)保型膠粘劑還應(yīng)考慮溶劑的毒性，對施工人員及環(huán)境的危害。綜上所述，應(yīng)從溶解力、膠液性能、環(huán)保安全、成本等因素綜合考慮選擇溶劑。所述的除醛助劑是一種納米材料，它具有靜態(tài)持續(xù)釋放負離子功能。當(dāng)空氣中的水分子進入負離子材料電場空間內(nèi)(一般為半徑10~15微米球形狀)，立即被其特有永久電極電離，發(fā)生如下電離<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(迅速移向永久電極的負極)一H2tOH-+H20—H302-(負離子)只要空氣有溫度就形成了負離子H302-形成的負離子具有如下功能負離子中和能中和帶有正電荷的甲醛等異味氣體。負離子包覆包覆帶有正電荷的甲醛等有害氣體微粒的周圍荷后沉降，減少其危害。直到無電除醛助劑的主要化學(xué)成分是二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鈦、三氧化二硼。這些材料常具有特殊的晶體結(jié)構(gòu)。通過納米技術(shù)，使這些材料的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，當(dāng)存在外界的微小作用時(如溫度、壓力、光變化)，使除醛助劑的微觀離子間距和鍵角發(fā)生變化，隨之產(chǎn)生微電場，空氣中存在的水分進入并被電離，最終產(chǎn)生吸引甲醛的負離子，達到除去空氣中甲醛的目的。由于萬能膠主要是用于粘貼各類人造板、人造木制品，而這些人造板、人造木制品內(nèi)含有大量的游離甲醛。因此，在萬能膠中加入除醛助劑能最大限度地去除甲醛，充分提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，改善家居生活環(huán)境。所述的抗氧劑1010屬于受阻酚類抗氧劑，是一類在苯環(huán)上羥基(OH)的一側(cè)或兩側(cè)有取代基的化合物；其主要作用是防止老化。所述的石油醚的作用是作為一種稀釋劑，降低粘度。所述的香精的作用是改善膠液氣味。本具體實施例所述的橡膠改性SBS除醛萬能膠的各項技術(shù)指標(biāo)見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>具體實施例2:本實施例的特點是分別稱量3kg線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體，7kg星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體，2.7kg丁苯橡膠，20.8kg石油樹脂，1.4kg除醛助劑，1.2kg抗氧劑1010，37kg石油醚，16.5kg油性溶齊IJ，0.4kg香精。其他與具體實施例1相同。具體實施例3:本實施例的特點是分別稱量5kg線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體，9kg星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體，3.7kg丁苯橡膠，24.8kg石油樹脂，2.6kg除醛助劑，1.8kg抗氧劑1010，43kg石油醚，19.5kg油性溶劑，0.6kg香精。其他與具體實施例1相同。具體實施例4:本實施例的特點是分別稱量4.5kg線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體，8.2kg星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體，3.4kg丁苯橡膠，23kg石油樹脂，2.2kg除醛助劑，1..6kg抗氧劑1010，41kg石油醚，19kg油性溶劑，0.5kg香精。其他與具體實施例1相同。其他具體實施例各物質(zhì)組分的重量百分含量為線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體3%、4%或5%，星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體7%、8%或9%，丁苯橡膠2.7°/。、3%或3.7%，石油樹脂20.8%、22%或24.8%，除醛助劑1.4%、2%或2.6%，抗氧劑1.2%、1.5%或1.8%，石油醚37%、40%或43%，油性溶劑16.5%、18%或19.5%，香精0.4%、0.5%或0.6%。油性溶劑可以采用醋酸乙脂、二甲苯或丙酸乙脂；除醛助劑可以為一種納米材料，其主要化學(xué)成分可以為二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鈦和三氧化二硼中的一種或種以上的成份組合。其余同同實施例1。權(quán)利要求1、橡膠增韌SBS除醛萬能膠，其特征是1)包括以下物質(zhì)組分線型丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體、星型丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體、丁苯橡膠、石油樹脂、除醛助劑、抗氧劑、石油醚、油性溶劑和香精；2)各物質(zhì)組分的重量百分含量為線型丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體3％～5％，星型丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體7％～9％，丁苯橡膠2.7％～3.7％，石油樹脂20.8％～24.8％，除醛助劑1.4％～2.6％，抗氧劑1.2％～1.8％，石油醚37％～43％，油性溶劑16.5％～19.5％，香精0.4％～0.6％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠增韌SBS除醛萬能膠，其特征是所述的油性溶劑是醋酸乙脂、二甲苯或丙酸乙脂；所述抗氧劑為抗氧劑1010。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠增韌SBS除醛萬能膠，其特征是所述的除醛助劑為一種納米材料，其主要化學(xué)成分可以為二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鈦和三氧化二硼中的一種或種以上的成份組合。4、如權(quán)利要求I所述的橡膠增韌SBS除醛萬能膠的制備方法，其特征在于包括以下步驟-1)按配比分別稱量線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、丁苯橡膠、石油樹脂、除醛助劑、抗氧劑1010、石油醚、油性溶劑和香精；2)將步驟1)中的丁苯橡膠投入到開煉機中進行塑煉，薄通出片；將片料放入立式高速攪拌釜中，并將步驟1)中的油性溶劑放入高速攪拌釜中浸溶2028小時，然后以攪拌直到片料完全溶解，得到半成品；3)將步驟1)中的線型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、星型丁二烯一苯乙烯熱塑性彈性體、石油樹脂、除醛助劑、抗氧劑1010、石油醚和香精分別投入到完成步驟2)后的攪拌釜中，然后攪拌溶解7.58.5小時，過濾后得到成品。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的橡膠增韌SBS除醛萬能膠的制備方法,其特征是所述步驟l)中的油性溶劑可以是醋酸乙脂、二甲苯或丙酸乙脂。6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的橡膠增韌SBS除醛萬能膠的制備方法,其特征是所述步驟1)中的除醛助劑為納米級助劑，其主要化學(xué)成分為二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鈦和三氧化二硼。7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的橡膠增韌SBS除醛萬能膠的制備方法，其特征是第2)步所述立式高速攪拌釜的的容量為3000升，攪拌釜的轉(zhuǎn)速為12001600轉(zhuǎn)/分鐘；第3)所述立式高速攪拌釜的轉(zhuǎn)速為12001600轉(zhuǎn)/分鐘。全文摘要本發(fā)明涉及橡膠增韌SBS除醛萬能膠及其制備方法。其特點是由以下物質(zhì)組分構(gòu)成線型丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體3％～5％，星型丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體7％～9％，丁苯橡膠2.7％～3.7％，石油樹脂20.8％～24.8％，除醛助劑1.4％～2.6％，抗氧劑1.2％～1.8％，石油醚37％～43％，油性溶劑16.5％～19.5％，香精0.4％～0.6％。其制備方法包括以下步驟1)按配比稱量各物質(zhì)組份材料；2)將步驟1)中的丁苯橡膠投入到開煉機中進行塑煉，薄通出片；將片料放入立式高速攪拌釜中，并將步驟1)中的油性溶劑放入高速攪拌釜中浸溶，然后攪拌直到片料完全溶解，得到半成品；3)將余下的物質(zhì)組份分別投入到完成步驟2)后的攪拌釜中，然后攪拌溶解，得到成品。本發(fā)明能夠除去板材中釋放游離甲醛，具有優(yōu)異的環(huán)境保護及維護人們居家裝修生活健康的突出功效。文檔編號C09J109/06GK101294053SQ20081002900公開日2008年10月29日申請日期2008年6月25日優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日發(fā)明者傅長輝,周偉健,鋒李,陳義唐申請人:佛山市美涂士化工有限公司