CN103497704B

CN103497704B - 一种氯丁胶粘剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103497704B
Application number: CN201310328616.7A
Authority: CN
Inventors: 陈炳耀
Original assignee: Guangdong Sanhe Chemical Industry Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Sanhe Chemical Industry Technology Co Ltd
Priority date: 2013-07-27
Filing date: 2013-07-27
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2033-07-27
Also published as: CN103497704A

Abstract

本发明公开了一种氯丁胶粘剂及其制备方法，其特征在于主要成分为氯丁橡胶、失水苹果酸酐树酯、对叔丁基苯酚聚乙炔树脂、活性氧化镁、防老剂、溶剂、催化剂、甲醛吸收剂、甲醛脱除剂。本发明的优点是：1.不含“三苯”、卤代烃类有毒溶剂，不挥发物含量高，可满足环保要求；2.采用失水苹果酸酐树酯和对叔丁基苯酚聚乙炔树脂替代酚醛树脂作为增粘树脂，从源头控制了游离甲醛的释放，且保证了较好的粘接性能；3.添加了甲醛吸收剂和甲醛脱除剂，能持续释放负离子，先捕捉、后消除，对游离甲醛捕捉效率高，且作用时间持久，可持续去除由装修板材长期释放的游离甲醛。

Description

一种氯丁胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶粘剂领域，具体是一种用于木材粘接、家具装修、广告美术等无甲醛、低毒，且具有持久吸收、消除甲醛功能的氯丁胶粘剂及其制备方法。

背景技术

氯丁胶粘剂是一种溶剂型橡胶胶粘剂。常规方法制备的氯丁胶粘剂，多采用高结晶型氯丁橡胶为主要成分，再加入增粘剂、溶剂、助剂等材料合成，这种方法原料成本低，货源充足，生产工艺和设备简单，合成速率快，贮存期长，制备的胶粘剂其具有初粘力大、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、广告、室内装修等行业，受到广大用户的青睐。

目前，氯丁胶粘剂正朝着更高效，性能更完善的方向发展。随着人类社会的不断进步，人们对环境保护和人体健康也越来越重视。众所周知，在室内装修过程中，甲醛已经成为室内污染的主要来源，另外，胶粘剂中所用溶剂的毒性也是急需要考虑的问题。传统的溶剂型氯丁橡胶胶粘剂使用苯类、氯代烃类等溶剂，溶解性好，但毒性较大。同时，制备氯丁胶粘剂所用的增粘剂通常为叔丁基酚醛树脂与氧化镁的螯合物，酚醛树脂中存在一定量的游离甲醛，特别是游离甲醛的释放是一个缓慢的过程，这些不利因素持续影响着环境和人体健康。为此，国家质检局发布了国家标准《GB18583-2008室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》，其中的规定大大降低了氯丁胶粘剂的毒性和危害。从环境保护和人体健康的角度来说，一切有甲醛释放和含有毒性较大的溶剂的胶粘剂，都应该逐步退出市场，而被没有甲醛释放、毒性较小的产品所替代是未来胶粘剂发展的大趋势。然而，选用低毒溶剂体系，则需综合考察其溶解性、挥发速度、反应性等因素。实际表明，为了控制甲醛释放，若将氯丁胶粘剂中的酚醛树脂完全用其它胶粘剂常用的树脂替代，粘接性能会明显变差，给新时期氯丁胶粘剂的发展造成了一定限制。另外，在建筑装修行业，一些板材(特别是大多数人造板材)是甲醛释放的主要源头，采用胶粘剂来长期吸收板材释放的甲醛，可以成为控制甲醛释放的一种新思路和比较有效的方法。

关于氯丁胶粘剂公开的技术研究很多。CN1557899A公开的一种氯丁橡胶粘合剂及其制备方法，使用国产氯丁橡胶、环戊烷B型溶剂、甲乙酮、醋酸乙酯、120#溶剂汽油、叔丁基酚醛树脂、氧化镁、氧化锌已经苯甲酸和水作催化剂制得；CN101037577B公开的一种纳米氯丁胶粘剂及其制备方法，使用氯丁橡胶、酚醛树脂、纳米氧化镁、环己烷、120#溶剂汽油、甲苯、乙酸乙酯、丙酮以及催化剂制得；CN101358112A公开的一种氯丁橡胶粘合剂的制备方法，使用氯丁橡胶、酚醛树脂、轻质氧化镁、催化剂、助剂和溶剂制得。上述专利在制备氯丁胶粘剂过程中，均使用了酚醛树脂，存在持续释放甲醛的缺点，而且部分方法还使用了受限制的甲苯作为溶剂，对环境和人体健康有较大危害。

由上述种种应用要求可见，开发一种无甲醛、低毒，且具有持久吸收、消除甲醛功能的氯丁胶粘剂具有很大的实用性和必要性。

发明内容

本发明的目的是为了克服上面所述的技术缺陷，提供了一种无甲醛、低毒，且具有持久吸收、消除甲醛功能的氯丁胶粘剂，同时也提供了上述氯丁胶粘剂的制备方法。

本发明一种氯丁胶粘剂是这样实现的，其配方按重量份配比为：

所述的氯丁橡胶为CR2442、A90中的至少一种；

所述的防老剂为ODA、KY405、4010NA中的至少一种；

所述的有机溶剂为甲基环戊烷、6#溶剂汽油、乙酸乙酯、碳酸二甲酯的混合物，按重量份配比：甲基环戊烷∶6#溶剂汽油∶乙酸乙酯∶碳酸二甲酯＝1～3∶4～6∶1～3∶1～2；

所述的催化剂为水、异丙醇胺、N-甲基-2-吡咯烷酮中的至少一种；

所述的甲醛吸收剂为超细粉煤灰与纳米负离子粉的混合物，按重量份配比：超细粉煤灰∶纳米负离子粉＝1～9∶1～9；

所述的甲醛脱除剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种与甲壳素的混合物，按重量份配比：过硫酸铵和\或过硫酸钠和\或过硫酸钾∶甲壳素＝1～5∶1。

所述的氯丁胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：

按配方重量份配比，将溶剂加入高速反应釜中，开动电机搅拌，在100～150转/分钟搅拌速度下，加入失水苹果酸酐树酯、对叔丁基苯酚聚乙炔树脂，搅拌30～60分钟至完全溶解，加入高活性氧化镁和催化剂，在800～1000转/分钟搅拌速度下，加入氯丁橡胶、防老剂、甲醛吸收剂、甲醛脱除剂，搅拌6～8小时至完全溶解，过滤出料，即得氯丁胶粘剂。

本发明一种耐低温氯丁胶粘剂具有如下优点：

1.不含“三苯”、卤代烃类有毒溶剂，不挥发物含量高，可满足环保要求；

2.采用失水苹果酸酐树酯和对叔丁基苯酚聚乙炔树脂替代酚醛树脂作为增粘树脂，从源头控制了游离甲醛的释放，且保证了较好的粘接性能；

3.添加了甲醛吸收剂和甲醛脱除剂，能持续释放负离子，先捕捉、后消除，对游离甲醛捕捉效率高，且作用时间持久，可持续去除由装修板材长期释放的游离甲醛。

具体实施方式

以下实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例所限制。对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

实施例1

1.按配方重量份配比，将甲基环戊烷5.0份、6#溶剂汽油30.0份、乙酸乙酯15.0份、碳酸二甲酯10.0份加入高速反应釜中，开动电机搅拌，在150转/分钟搅拌速度下，加入失水苹果酸酐树酯3.0份、对叔丁基苯酚聚乙炔树脂3.0份，搅拌60分钟至完全溶解，加入高活性氧化镁0.5份和水0.1份，在800转/分钟搅拌速度下，加入CR244214.0份、ODA0.2份、超细粉煤灰0.72份、纳米负离子粉0.08份、过硫酸铵0.25份、甲壳素0.25份，搅拌6～8小时至完全溶解，过滤出料，即得氯丁胶粘剂。

实施例2

按配方重量份配比，将甲基环戊烷14.0份、6#溶剂汽油20.0份、乙酸乙酯21.0份、碳酸二甲酯17.0份加入高速反应釜中，开动电机搅拌，在100转/分钟搅拌速度下，加入失水苹果酸酐树酯5.0份、对叔丁基苯酚聚乙炔树脂4.0份，搅拌30分钟至完全溶解，加入高活性氧化镁1.0份和异丙醇胺0.6份，在900转/分钟搅拌速度下，加入A9015.0份、KY4050.6份、超细粉煤灰0.1份、纳米负离子粉0.9份、过硫酸钠1.0份、甲壳素0.2份，搅拌6～8小时至完全溶解，过滤出料，即得氯丁胶粘剂。

实施例3

按配方重量份配比，将甲基环戊烷10.0份、6#溶剂汽油24.0份、乙酸乙酯24.0份、碳酸二甲酯12.0份加入高速反应釜中，开动电机搅拌，在120转/分钟搅拌速度下，加入失水苹果酸酐树酯7.0份、对叔丁基苯酚聚乙炔树脂1.0份，搅拌45分钟至完全溶解，加入高活性氧化镁1.5份、N-甲基-2-吡咯烷酮1.0份，在1000转/分钟搅拌速度下，加入A9020.0份、4010NA0.8份、超细粉煤灰1.0份、纳米负离子粉1.0份、过硫酸铵0.5份、过硫酸钾0.4份、甲壳素0.2份，搅拌8小时至完全溶解，过滤出料，即得氯丁胶粘剂。

比较例4

按配方重量份配比，将甲基环戊烷14.0份、6#溶剂汽油20.0份、乙酸乙酯21.0份、碳酸二甲酯17.0份加入高速反应釜中，开动电机搅拌，在80转/分钟搅拌速度下，加入7522E酚醛树脂10.0份，搅拌45分钟至完全溶解，加入高活性氧化镁1.0份、异丙醇胺0.6份，在1000转/分钟搅拌速度下，加入A9016.0份、KY4050.6份，搅拌6～8小时至完全溶解，过滤出料，即得氯丁胶粘剂。

实施例1～3、比较例4的氯丁胶粘剂的相关性能采用以下方法测试：

1.粘度的测定：按照标准GB/T2794-1995胶粘剂粘度的测定进行测定。

2.不挥发物含量的测定：按照标准GB/T2793-1995胶粘剂不挥发物含量的测定进行测定。

3.初粘强度和拉伸剪切强度的测定：取2.5cm×2.5cm桦木板2块，称取胶液约0.05g，均匀涂布于平整正面板的一端2.5cm×2.0cm，另一块不涂，将两块板搭接好后，置于固定压力的夹具中，室温放置5min。解除压力，室温下放置0.5h，用拉力机进行初粘强度试验；将试样在室温下放置24h后，用拉力机进行拉伸剪切强度试验。

4.甲醛含量测定：按照标准GB18583-2008室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量，附录A“胶粘剂中游离甲醛含量的测定”进行测定。

实施例1～3、比较例4所得的一种氯丁胶粘剂的相关性能测试结果如下表1所示。

表1

由上表可以看出，本发明一种氯丁胶粘剂与现有技术(比较例4)相比，不释放甲醛，低毒环保，粘接性能好。

主要材料名称、技术指标

1.氯丁橡胶CR2442

门尼粘度(ML100℃，1+4)：45～55

剥离强度(KN·m^-1)：≥8.5

供应商：山西合成橡胶集团有限公司；

2.氯丁橡胶A90

门尼粘度(ML100℃，1+4)：44～52

剥离强度(KN·m^-1)：≥8.5；

3.失水苹果酸酐树酯

酸值(mgKOH/g)：≤30

软化点(环球法，℃)：≥128

供应商：福建德化县嵩峰树脂有限公司；

4.对叔丁基苯酚聚乙炔树脂

软化点(环球法，℃)：135～150

供应商：靖江市常丰贸易有限公司；

5.高活性氧化镁

氧化镁含量(％)：≥95

吸碘值(mg I₂/gMgO)：≥150；

6.防老剂ODA

相对密度：0.98～1.12

熔点(℃)：85～90；

7.防老剂KY405

相对密度：1.14～1.18

熔点(℃)：≥92；

8.防老剂4010NA

相对密度：1.14～1.18

熔点(℃)：75～80；

9.甲基环戊烷、6#溶剂汽油、乙酸乙酯、碳酸二甲酯，工业级；

10.异丙醇胺

质量分数(％)：≥99；

11.N-甲基-2-吡咯烷酮

折射率：1.466～1.472

质量分数(％)：≥99.5；

12.超细粉煤灰

细度(目)：6250

供应商：山东润成粉体有限公司；

13.纳米负离子粉

供应商：天津鸿雁天山石业纳米技术有限公司；

14.过硫酸铵

质量分数(％)：≥98.5；

15.过硫酸钠

质量分数(％)：≥99.0；

16.过硫酸钾

质量分数(％)：≥99.0；

17.甲壳素

供应商：皇菴堂制药集团股份有限公司。

Claims

1.一种氯丁胶粘剂，其特征在于，配方按重量份配比为：

氯丁橡胶 14.0～20.0份

失水苹果酸酐树酯 3.0～7.0份

对叔丁基苯酚聚乙炔树脂 1.0～4.0份

活性氧化镁 0.5～1.5份

防老剂 0.2～0.8份

有机溶剂 60.0～72.0份

催化剂 0.1～1.0份

甲醛吸收剂 0.8～2.0份

甲醛脱除剂 0.5～2.0份；

所述的有机溶剂为甲基环戊烷、6#溶剂汽油、乙酸乙酯、碳酸二甲酯的混合物，按重量份配比：甲基环戊烷∶6#溶剂汽油∶乙酸乙酯∶碳酸二甲酯=1～3∶2～6∶1～3∶1～2；所述的甲醛吸收剂为超细粉煤灰与纳米负离子粉的混合物，按重量份配比：超细粉煤灰∶纳米负离子粉=1～9∶1～9；所述的甲醛脱除剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的至少一种与甲壳素的混合物，按重量份配比：过硫酸铵和\或过硫酸钠和\或过硫酸钾∶甲壳素=1～5∶1。

2.如权利要求1所述的一种氯丁胶粘剂，其特征在于，氯丁橡胶为CR2442、A90中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种氯丁胶粘剂，其特征在于，防老剂为ODA、KY405、4010NA中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种氯丁胶粘剂，其特征在于，催化剂为水、异丙醇胺、N-甲基-2-吡咯烷酮中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种氯丁胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配方重量份配比，将溶剂加入高速反应釜中，开动电机搅拌，在100～150转/分钟搅拌速度下，加入失水苹果酸酐树酯、对叔丁基苯酚聚乙炔树脂，搅拌30～60分钟至完全溶解，加入高活性氧化镁和催化剂，在800～1000转/分钟搅拌速度下，加入氯丁橡胶、防老剂、甲醛吸收剂、甲醛脱除剂，搅拌6～8小时至完全溶解，过滤出料，即得氯丁胶粘剂。