CN101463236A - 环保水性sbs粘结剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保水性SBS粘结剂的制备方法。本发明采用的配方如下，SBS乳液100份，甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯5～50份，苯乙烯0～40份，甲基丙烯酸或丙烯酸1～30份，甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯0～40份，自由基引发剂1～15份，乳化增粘剂5～20份，NaHCO3 0.1～2份，去离子水0～90份。制备时，在合成装置中加入SBS乳液，通入氮气，加入去离子水；将反应体系进行预加热，并滴加预先混合的单体混合体系和引发剂总需要量的90％，加NaHCO3调节pH值；反应2～3小时后，补加剩余10％的引发剂，再升温至80～90℃，1～2小时后，降至室温，加入乳化增粘剂。本发明的优点是施工温度可以在120～180℃范围；不含有机溶剂，无毒不燃烧；涂布面积大，成本低；耐水性佳，黏附力强，黏结强度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保水性SBS粘结剂的制备方法。
技术背景
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌锻共聚物(SBS)溶剂型粘结剂色浅透明，抗冻性和抗冲压性好，工艺简单，是目前粘结剂中用量较大的胶种。但SBS粘结剂对极性基材的粘结力不高，耐老化性能稍差。利用自由基打开SBS分子中丁二烯段存在的不饱和双键，然后接枝丙烯酸酯类等极性单体，使SBS分子成为带有极性侧链的梳状分子，并有轻度交联，使粘结剂的内聚力、对极性材料的粘结力获得提高。目前的研究大都针对SBS溶剂型粘结剂，在生产和使用过程中具有相当大的毒性和污染性，成本高，潜在着燃烧与爆炸的危险，降低了它的使用范围。溶剂型粘结剂所用苯类溶剂在欧美和日本等发达国家早已禁止使用，而在我国由于它的价格便宜，仍有不少厂家使用。据全国粘结剂质检中心的测定，不少氯丁粘结剂产品中苯的含量高达104g/kg，甲苯含量为300～500g/kg，严重的污染环境和伤害消费者的健康。国家颁布的GB18583-2001强制性标准，禁止以苯为溶剂的氯丁粘结剂用于室内装饰，并对甲苯和总的挥发性有机物也做出了严格的限量。目前，很多生产厂家在调整产品结构，以SBS粘结剂来取代氯丁粘结剂，但值得注意的是有些厂家在生产SBS粘结剂时，使用毒性较大的卤代烃为溶剂(如：1，2-二氯乙烷、二氯甲烷等)，这将会对环境、生产者和使用者产生新的危害。
发明内容
本发明采用以下制备方法来实现上述目的，该环保水性SBS粘结剂配方如下，以100重量份SBS乳液基准，甲基丙烯酸甲酯(MMA)或丙烯酸甲酯(MA)5～50重量份，苯乙烯(ST)0～40重量份，甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)1～30重量份，甲基丙烯酸丁酯(MBA)或丙烯酸丁酯(BA)0～40重量份，自由基引发剂1～15重量份，乳化增粘剂5～20重量份，NaHCO3 0.1～2重量份，去离子水0～90重量份。
所述的SBS乳液是指不带极性官能团的SBS乳液、带有羧基的SBS乳液或带有羟基的SBS乳液。
所述的自由基引发剂为过硫酸盐引发剂，或者过硫酸盐-亚硫酸盐氧化还原体系引发剂，其中过硫酸盐是指过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵；过硫酸盐-亚硫酸盐氧化还原体系引发剂是指过硫酸钾-亚硫酸钠氧化还原体系、过硫酸钠-亚硫酸钠氧化还原体系或过硫酸铵-亚硫酸钠氧化还原体系。
所述的乳化增粘剂是指松香乳化增粘剂或萜稀乳化增粘剂。
本发明的制备方法如下：
在带有机械搅拌器和温度控制系统的四口合成装置中加入SBS乳液，通入氮气排空气半小时后，搅拌下，根据制备SBS粘结剂固含量的需要，加入去离子水，继续搅拌均匀；将反应体系进行预加热，预加热的温度为20～65℃，搅拌下，滴加预先混合的甲基丙烯酸丁酯(MBA)或丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)或丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)、苯乙烯(ST)的单体混合体系；同时滴加引发剂过硫酸盐总需要量的90％，最后加入NaHCO3调节pH值，使反应体系的pH值达到7～8之间的任意值；反应2～3小时后，补加剩余10％的引发剂，再升温至80～90℃，继续反应1～2小时，停止加热，继续搅拌，待降温至室温后，加入乳化增粘剂，即得到环保水性SBS粘结剂。
当使用过硫酸盐为引发剂时，反应体系预加热的温度范围为35～65℃。
当使用过硫酸盐-亚硫酸盐氧化还原体系为引发剂时，反应体系预加热的温度范围为20～50℃。
本发明的积极作用是针对SBS乳液粘度低，易渗透，慢干，需要较长时间才能凝固，而且需要的加热温度高及氯丁粘结剂有毒等缺点而研制出的一种环保水性SBS粘结剂。其优点如下：1、施工温度可以在120～180℃范围；2、水性粘结剂，不含有机溶剂，无毒不燃烧；3、单面上粘结剂，黏附力强；4、用量经济，涂布面积大；5、耐水性佳；6、黏结强度高，抗剪切强度强，成本只相当于溶剂型SBS粘结剂的40％左右。
具体实施方式
以下的具体实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1
在带有机械搅拌器和温度控制系统的四口合成装置中加入固含量75％的不带有极性官能团的SBS乳液500g，通氮气排空气半小时后，将反应体系加热至35℃，搅拌下，加入200g去离子水，搅拌稀释均匀后，滴加预先混合的30g的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和5g的甲基丙烯酸(MAA)的单体混合体系，同时滴加4.5g的K2S2O8，加入NaHCO3调节pH值，使反应体系的pH值为7.5；反应3小时后，补加剩余0.5g的K2S2O8，再升温至86℃，继续反应1小时，停止加热，继续搅拌，降温至室温后，加入40g的松香乳化增粘剂，即制的环保水性SBS粘结剂。
按GB/T2791-1995，将上述合成的粘结剂均匀的涂于20cm×10cm的涤棉帆布上，然后将它覆盖在EVA粘结剂底上，在170℃下热压2分钟，在SANS-CMT-4014电子拉力试验机上，以100mm/min的速度进行T型剥离强度测试，其T型剥离强度达到90.5N/m，T型剥离强度提高率提高了60.74％。
实施例2
在带有机械搅拌器和温度控制系统的四口合成装置中加入固含量70％的带有羟基的SBS乳液500g，通入氮气排空气半小时后，将反应体系加热至50℃，搅拌下，加入200g去离子水，搅拌稀释均匀；并滴加预先混合的45g的丙烯酸甲酯(MA)、10g的丙烯酸丁酯(BA)、15g的苯乙烯(ST)和5g的甲基丙烯酸(MAA)的单体混合体系，同时滴加9g的(NH4)2S2O8，加入NaHCO3调节pH值，使反应体系的pH值为7.8；反应2小时后，补加剩余1g的(NH4)2S2O8，再升温至80℃，继续反应2小时，停止加热，继续搅拌，降温至室温后，加入75g的萜稀乳化增粘剂，即制的环保水性SBS粘结剂。
按GB/T2791-1995，将上述合成的粘结剂均匀的涂于20cm×10cm的涤棉帆布上，然后将它覆盖在EVA粘结剂底上，在170℃下热压2分钟，在SANS-CMT-4014电子拉力试验机上，以100mm/min的速度进行T型剥离强度测试，其T型剥离强度达到120.6N/m，T型剥离强度提高率提高了114.2％。
实施例3
在带有机械搅拌器和温度控制系统的四口合成装置中加入固含量48％的带有羧基的SBS乳液500g，通入氮气排空气半小时后，将反应体系加热至45℃，搅拌下，加50g去离子水，搅拌稀释均匀；滴加预先混合的25g的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和5g的甲基丙烯酸(MAA)的单体混合体系，同时滴加13.5g的Na2S2O8，加入NaHCO3调节pH值，使反应体系的pH值为7.2；反应2.5小时后，补加剩余1.5g的Na2S2O8，再升温至80℃，继续反应1.5小时，停止加热，继续搅拌，降温至室温后，加入60g的松香乳化增粘剂，即制的环保水性SBS粘结剂。
按GB/T2791-1995，将上述合成的粘结剂均匀的涂于20cm×10cm的涤棉帆布上，然后将它覆盖在EVA粘结剂底上，在170℃下热压2分钟，在SANS-CMT-4014电子拉力试验机上，以100mm/min的速度进行T型剥离强度测试，其T型剥离强度达到120.2N/m，T型剥离强度提高率提高了40.42％。
实施例4
在带有机械搅拌器和温度控制系统的四口合成装置中加入不带极性官能团的SBS乳液500g，通入氮气排空气半小时后，将反应体系加热至25℃，搅拌下，加入50g去离子水，搅拌稀释均匀；滴加预先混合的100g的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和25g的甲基丙烯酸(MAA)的单体混合体系，同时滴加27g的按等量比配制的Na2S2O8--NaHSO3氧化还原体系引发剂，加入NaHCO3调节pH值，使反应体系的pH值为8.0；反应2小时后，补加剩余3g的Na2S2O8--NaHSO3氧化还原体系引发剂，再升温至88℃，继续反应1小时，停止加热，继续搅拌，降温至室温后，加入45g的萜稀乳化增粘剂，即制的环保水性SBS粘结剂。
按GB/T2791-1995，将上述合成的粘结剂均匀的涂于20cm×10cm的涤棉帆布上，然后将它覆盖在EVA粘结剂底上，在170℃下热压2分钟，在SANS-CMT-4014电子拉力试验机上，以100mm/min的速度进行T型剥离强度测试，其T型剥离强度达到130.7N/m，T型剥离强度提高率提高了52.69％。
实施例5
在带有机械搅拌器和温度控制系统的四口合成装置中加入固含量38％的带有羟基的SBS乳液500g，通入氮气排空气半小时后，将反应体系加热至20℃，滴加预先混合于高位槽中的25g的甲基丙烯酸甲酯(MMA)、10g的丙烯酸丁酯(BA)、10g的苯乙烯(ST)和5g的甲基丙烯酸(MAA)的单体混合体系，同时滴加4.5g的按等量比配制的K2S2O8--NaHSO3氧化还原体系引发剂，加入NaHCO3调节pH值，使反应体系的pH值为7.0；反应2小时后，补加剩余0.5g的K2S2O8--NaHSO3氧化还原体系引发剂，再升温至85℃，继续反应2小时，停止加热，继续搅拌，自然降温至室温后，加入25g的松香乳化增粘剂，即制的环保水性SBS粘结剂。
按GB/T2791-1995，将上述合成的粘结剂均匀的涂于20cm×10cm的涤棉帆布上，然后将它覆盖在EVA粘结剂底上，在170℃下热压2分钟，在SANS-CMT-4014电子拉力试验机上，以100mm/min的速度进行T型剥离强度测试，其T型剥离强度达到180.8N/m，T型剥离强度提高率提高了111.21％。
Claims (10)
1、一种环保水性SBS粘结剂的制备方法，其特征是：
配方以100重量份SBS乳液基准，甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸甲酯5～50份，苯乙烯0～40份，甲基丙烯酸或丙烯酸1～30份，甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯0～40份，自由基引发剂1～15份，乳化增粘剂5～20份，NaHCO30.1～2份，去离子水0～90份；
制备在合成装置中加入SBS乳液，通入氮气，搅拌下加入去离子水；将反应体系进行预加热，预加热的温度为20～65℃，搅拌下，并滴加预先混合的单体混合体系；继续加入引发剂总需要量的90％，最后滴加NaHCO3调节pH值；反应2～3小时后，补加剩余10％的引发剂过硫酸盐，再升温至80～90℃，反应1～2小时，，自然降温至室温后，加入乳化增粘剂。
2、根据权利要求1所述的环保水性SBS粘结剂的制备方法，其特征是：所述的SBS乳液是指不带极性官能团的SBS乳液、带有羧基的SBS乳液或带有羟基的SBS乳液。
3、根据权利要求1所述的环保水性SBS粘结剂的制备方法，其特征是：所述的自由基引发剂为过硫酸盐引发剂，或者过硫酸盐-亚硫酸盐氧化还原体系引发剂。
4、根据权利要求3所述的环保水性SBS粘结剂的制备方法，其特征是：所述的过硫酸盐是指过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。
5、根据权利要求3所述的环保水性SBS粘结剂的制备方法，其特征是：所述的过硫酸盐-亚硫酸盐氧化还原体系引发剂是指过硫酸钾-亚硫酸钠氧化还原体系、过硫酸钠-亚硫酸钠氧化还原体系或过硫酸铵-亚硫酸钠氧化还原体系。
6、根据权利要求1所述的环保水性SBS粘结剂的制备方法，其特征是：所述的乳化增粘剂是指松香乳化增粘剂或萜稀乳化增粘剂。
7、根据权利要求1所述的环保水性SBS粘结剂的制备方法，其特征是：所述的单体混合体系是由甲基丙烯酸丁酯(MBA)或丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)或丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)、苯乙烯(ST)的混合而成的。
8、根据权利要求1所述的环保水性SBS粘结剂的制备方法，其特征是：所述的使反应体系的pH值为7～8之间的任意值。
9、根据权利要求1所述的环保水性SBS粘结剂的制备方法，其特征是：所述的引发剂为过硫酸盐时，反应体系预加热的温度范围为35～65℃。
10、根据权利要求1所述的环保水性SBS粘结剂的制备方法，其特征是：所述的引发剂为过硫酸盐-亚硫酸盐氧化还原体系时，反应体系预加热的温度范围为20～50℃。
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