松香胶的制作过程(环保型SBS万能胶配方分析)
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松香胶的制作过程(环保型SBS万能胶配方分析)
环保型SBS万能胶
以SBS弹性体为基料,以增粘树脂为改性剂,配以合适的混合溶剂制备出一种环保型SBS万能胶。研究了不同类型的SBS弹性体、增粘树脂和环保型溶剂的选择与配比对SBS万能胶性能的影响,并确定了万能胶的最佳配方。结果表明,当W(SBS弹性体)=13份[其中m(YH-796):m(YH-801)=6:7]、W(萜烯树脂)=10份、W(C9石油树脂)=6.7份、W(脂松香)=6.7份、W(264防老剂)=1份、W(乙酸乙酯)=9.6份、W(乙酸丁酯)=1份、W(环保溶剂油)=52份时,所得万能胶的剪切强度为1.6MPa、开放时间为60min、25℃时粘度为350MPa·s且抗冻性能合格,该万能胶完全符合相关标准要求。
结果与讨论
不同类型SBS的配比对万能胶性能的影响
将不同类型的SBS混合使用,其最终效果比使用单一品种的SBS好。通常SBS的混配原则是:线形结构与星形结构混配、苯乙烯(S)含量高的与S含量 低的混配(见表1)。不同类型的SBS弹性体配比与万能胶开放时间的关系如图1所示。
由图1可知,低S含量的线型SBS开放时间较长,高S含量的线型SBS开放时间较短,星型结构的SBS开放时间更短。一般装修用的胶粘剂要求开放时间大于60min,为了满足此要求,必须搭配使用低S含量的SBS(YH-796)。 SBS的配比与万能胶剪切强度的关系如图2 所示,由图2可知,星型SBS虽然内聚强度大,但硬度高、粘接性差,随着其用量的增加,剪切强度呈先增后降的趋势。参照HJ/T 3738-2004标准,要求剪切强度≥1.6MPa,因此,当m(YH-792):m(YH-801)=10:3或m(YH-796):m(YH-801)=6:7时较适宜。
综合考虑开放时间和剪切强度要求,本实验确定SBS的最佳配比为m(YH-796):m(YH-801)=6:7。
增粘树脂的选择与配比SBS为两相结构,应选择与其相容性较好的增粘树脂进行混配。胶粘剂中常用的嵌段共聚物改性树脂如表2所示。
本文选择了常用的萜烯树脂(中嵌段增粘剂)、C9石油树脂(高嵌段增强树脂)和脂松香(端嵌段可相容树脂)进行试验,并将萜烯树脂用量与万能胶初粘力的关系列于表3。 由表3可知,当萜烯树脂的用量为SBS质量的1.8倍时,初粘力达最大值。表4列出了两种增粘树脂配比与万能胶性能的关系。
由表4可知,将萜烯树脂和C9石油树脂混配后用于万能胶中,可使万能胶的初粘力增加,但是随着混合增粘树脂中C9含量的增加,软化点增高,从而 导致开放时间下降;当m(萜烯树脂):m(C9石油树脂)为6:4时,万能胶的初粘力最好,开放时间偏低(为40min)。 松香具有软化点低、润湿性好和成本低等特点,因此将松香引入体系中可以延长开放时间、降低成本和增加对极性材料的粘附力。表5列出了三种增粘树脂配比与万能胶性能的关系。
由表5可知,加入少量松香后,万能胶的初粘力基本不变,而开放时间则明显增加;过多的松香会导致万能胶的初粘力明显下降。综合性能与成本方面的因素,本实验确定混合增粘树脂配比为m(萜烯):m(C9):m(松香)=6:4:4时较适宜。
溶剂的选择按照HJ/T 220-2005标准,要求ω(苯)≤2000mg/kg;ω(甲苯+二甲苯)≤2000mg/kg;ω(丙酮)≤750mg/kg;以二氯甲烷计,ω(卤代烃)≤2000mg/kg;总挥发性有机物≤750g/L。能够符合HJ/T220-2005要求的溶剂只有乙酸乙酯、环己烷和丁酮等溶剂,由于丁酮气味大、环己烷成本太高,故本实验选用乙酸乙酯与环保溶剂油作为混合溶剂,表6列出了混合溶剂与万能胶组分溶解性能的关系。
由表6可知,当m(乙酸乙酯):m(环保溶剂油)=10:50-20:40时,都可作为SBS特效万能胶的溶剂。乙酸乙酯虽然毒性较低,但刺激性气味较浓,根据经验,添加少许乙酸丁酯可有效降低刺激性气味,同时不影响溶解性能,通常m(乙酸丁酯):m(乙酸乙酯)=10:100。
验证性试验综上所述,万能胶各组分的最佳配比如表7所示。按照该最佳配比制得的万能胶的相关性能如表8所示。
结论
(1)选用SBS弹性体,通过各组分的合理配比制备出一种新型的SBS胶粘剂,其性能完全满足装修用胶粘剂的要求。
(2)胶粘剂中所用溶剂毒性较低,有利于环境保护,是一种环保型的SBS特效万能胶。
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