CN106753094A - 一种水性高强免钉胶 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水性高强免钉胶，属于胶粘剂材料技术领域。为了解决不环保和粘结性低的问题，提供一种水性高强免钉胶，该免钉胶包括以下重量份的成分：苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物：65～75；硅烷：100～120；萜烯树脂：75～85；C9石油树脂：45～55；对叔丁基苯酚甲醛树酯：8.0～10；松香甘油酯：100～120；有机溶剂：280～300；增塑剂：120～150；填料：30～40。本发明的水性高强免钉胶无需外加氯丁橡胶，具有环保性好，且较好的耐温性和高粘结强度性能。

Description

一种水性高强免钉胶
技术领域
本发明涉及一种水性高强免钉胶，属于胶粘剂材料技术领域。
背景技术
由于采用胶粘剂进行粘合的技术近年来不断的发展，其应用的行业和领域也在不断的扩大，尤其是在建筑、装修和工业领域中是必不可少的材料之一。同时，随着国内外对装饰装修的个性化需求，以及人们生活水平的快速提升，建材、装饰和广告产业的快速发展，越来越多的放弃了传统材料如铁钉、螺栓等使用，而选择了胶粘剂产品来进行替代。而由于免钉胶材料施工便捷、无钉孔粘接美观的优势逐渐的被人们使用。也就是说，由于免钉胶本身具有较好的粘结性能，避免了钉孔或打孔固定的缺陷和影响美观性的问题。
目前，国内外免钉胶产品主要集中在两种类型上，一类是氯丁型免钉胶，另一类是SBS型免钉胶，两者各有特点。如氯丁型免钉胶具有粘结力强、室温固化和抗化性能优异等，但是，在温度较低下易结晶固化而变质，在使用时受到了很多限制，同时，其毒性较大，环保性较差。而后者的SBS免钉胶作为一种合成橡胶类，其工艺虽简单，然而，在粘结强度和耐久性的性能方面较差。如中国专利(授权公告号：CN103897636B)公开了一种高强度耐低温复合免钉胶及其制备方法，该免钉胶包含以下质量配比的组分：氯丁橡胶：10-20份；SBS合成橡胶：5-10份；叔丁基酚醛树脂：10-15份；石油树脂：3-5份；溶剂：20-40份；填料：10-30份；气相二氧化硅：1-3份；偶联剂：0.5-2份；氧化镁：1-5份；三乙醇胺：0.1-0.5份；抗冻剂：0.1-0.5份；胺类防老剂：0.1-0.5份。虽然，该免钉胶在剪切强度和适宜温度方面均有所提高，然而，其是综合利用了氯丁橡胶和SBS橡胶原材料，还不能完全利用SBS橡胶来提高粘结强度性能，同时，用到氯丁橡胶时通常需要用到氯代烃类等有毒溶剂，环保性仍没有得到较好的解决。
发明内容
本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种水性高强免钉胶，解决的问题是如何实现同时兼具环保和高粘结强度的性能。
本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种水性高强免钉胶，其特征在于，该免钉胶包括以下重量份的成分：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物：65～75；硅烷：100～120；萜烯树脂：75～85；C9石油树脂：45～55；对叔丁基苯酚甲醛树酯：8.0～10；松香甘油酯：100～120；有机溶剂：280～300；增塑剂：120～150；填料：30～40。
本发明水性高强免钉胶，通过以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)为基体原料，加入萜烯树脂、C9石油树脂、对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)和松香甘油酯(138树脂)共同作用，一方面，能够起到增粘作用，使能够有效形成胶凝状的固体胶；另一方面，本发明人还发现对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)和松香甘油酯(138树脂)同时存在下才能有效的提高免钉胶的粘结强度性能。另外，通过加入硅烷目的是为了提高粘结强度的作用，使无需外加氯丁橡胶来提高粘结力的问题，从而实现提高SBS型胶的复合粘结强度性能，同时，又能够有效解决采用氯代类橡胶的毒性和环境污染大的问题，有利于达到环保的性能要求。而增塑剂的加入目的是为了提高本免钉胶的整体的韧性，使本免钉胶使用后具有较好的抗震性能，也就相当于提高了粘结强度的性能。
在上述水性高强免钉胶中，作为优选，所述硅烷选自二甲基二乙氧基硅烷、端硅烷基聚丙烯酸树脂、巯基硅烷和封端的巯基硅烷中的一种或几种。这些硅烷能够与加入的叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)和松香甘油酯(138树脂)之间形成协同作用，使更有效的提高胶的粘结强度性能，同时，能够促进SBS树脂的活化，从而更有效的提高SBS型免钉胶的粘结强度，更好的达到单独采用SBS型原材料即能够保证粘结性能。
在上述水性高强免钉胶中，作为优选，所述封端的巯基硅烷的通式如下所示：
(R1O)3Si-R2-S-C(＝O)-C17H35
其中，R1选自H或C1-C8的烷基；R2选自为C1-C8的二价烃基。
本发明人经过研究发现，通过使免钉胶中含该硅烷时，胶的粘结性能特别好，而且免钉胶的耐温性能够得到进一步的提高，使胶体在-20℃～80℃之间储存3年以上不发生变质的现象，有利于提高胶体的使用寿命。当然，上述的C1-C8的二价烃基可以是直链的、支链的、饱和的或不饱和的基团形式；同时，C17H35烷基同样可以是直链的或支链的烷基。作为进一步的优选，所述封端的巯基硅烷选自(CH3O)3Si-CH2-S-C(＝O)-C17H35、(CH3O)3Si-CH2CH2-S-C(＝O)-C17H35或(C2H5O)3Si-CH2CH2CH2CH2-S-C(＝O)-C17H35。
在上述水性高强免钉胶中，作为优选，所述硅烷为二甲基二乙氧基硅烷和封端的巯基硅烷的混合物，且所述二甲基二乙氧基硅烷：封端的巯基硅烷的质量比为1：10～20。少量的小分子量二甲基二乙氧基硅烷的存在有利于促进封端的巯基硅烷与基体中的树脂之间的作用，促进其与基体树脂之间的容合性，提高胶体的整体粘结强度性能。
在上述水性高强免钉胶中，作为优选，所述增塑剂选自聚醚三醇和聚四氢呋喃二醇中的一种或两种混合。能够起到增加韧性，使不会出现脱落现象，有利于提高胶体粘结后的抗震性能。
在上述水性高强免钉胶中，作为优选，所述填料选自M-10纳米钙、白炭黑和轻质碳酸钙中的一种或几种。有利于提高胶的固含量要求和整体强度的要求。
在上述水性高强免钉胶中，作为优选，所述有机溶剂选自汽油、醋酸乙酯、环己烷和乙烷中的一种或几种。这些溶剂的环保性好，毒性相对较低和成本低的优点，有利于实现工业化的规模生产和加工。
在上述水性高强免钉胶中，作为优选，所述免钉胶中Na离子的含量≤0.5％。本发明人发现免钉胶中杂子Na+离子的存在，对胶体的整体粘结性有一定的影响，尤其是对胶体的粘结稳定性的影响，因此，通过控制胶体中Na+离子的含量来提高粘结的稳定性，来保证粘结的强度性能要求。
综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.本水性高强免钉胶，通过加入萜烯树脂、C9石油树脂、对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)和松香甘油酯(138树脂)共同作用，能够起到增粘作用和提高粘结强度性能。同时，通过加入硅烷来提高粘结强度的效果，使无需外加氯丁橡胶来提高粘结力的问题，从而实现提高SBS型胶的复合粘结强度性能。
2.本水性高强度免钉胶，通过使免钉胶中含有封端的巯基硅烷，能够提高胶的耐温性和更有效的提高本免钉胶的粘结强度性能。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本实施例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：65；二甲基二乙氧基硅烷：100；萜烯树脂：85；C9石油树脂：55；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：10；松香甘油酯(138树脂)：120；汽油：100；醋酸乙酯：100；乙烷：50；聚四氢呋喃二醇：120；D-200白炭黑：20；M-10纳米钙：20。
该水性高强免钉胶可以通过以下方法制备得到：
按照以下各成分的重量份称取原料，先将汽油、乙酯、乙烷和SBS橡胶加入到混合搅拌釜内，开启搅拌机，搅拌速度为300转/分，搅拌1小时～1.5小时，搅拌至溶解完全；然后，再投入上述称量好的2402树脂和二甲基二乙氧基硅烷，并将搅拌速度降到200转/分钟，搅拌10分钟后，再投入相应比例的萜烯树脂和138树脂，再将搅拌的转速提高到280转/分钟，搅拌1小时后，加入C9石油树脂，再搅拌反应1小时至反应充分；最后投入增塑剂和D-200白炭黑和M-10纳米钙，混合搅拌均匀后，检测合格，包装，得到相应的水性免钉胶。
实施例2
本实施例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：75；巯基硅烷：110；萜烯树脂：75；C9石油树脂：45；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：8.0；松香甘油酯(138树脂)：110；汽油：200；环己烷：50；聚醚三醇：150；填料轻质碳酸钙：30。
该水性高强免钉胶的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例3
本实施例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：70；封端的巯基硅烷：100；萜烯树脂：81；C9石油树脂：50；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：9.0；松香甘油酯(138树脂)：100；汽油：150；醋酸乙酯：150；聚醚三醇：60；聚四氢呋喃二醇：70；D-200白炭黑：15；M-10纳米钙：15。其中，上述封端的巯基硅烷为(CH3O)3Si-CH2-S-C(＝O)-C17H35；
该水性高强免钉胶的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例4
本实施例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：68；封端的巯基硅烷：110；萜烯树脂：78；C9石油树脂：48；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：8.0；松香甘油酯(138树脂)：110；汽油：90；醋酸乙酯：100；乙烷：90；聚四氢呋喃二醇：120；D-200白炭黑：15；M-10纳米钙：25。其中，上述封端的巯基硅烷为(C2H5O)3Si-CH2CH2CH2CH2-S-C(＝O)-C17H35；
该水性高强免钉胶的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例5
本实施例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：72；端硅烷基聚丙烯酸树脂：100；萜烯树脂：79；C9石油树脂：48；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：8.5；松香甘油酯(138树脂)：100；汽油：100；醋酸乙酯：80；乙烷：120；聚四氢呋喃二醇：120；D-200白炭黑：20；M-10纳米钙：10。
该水性高强免钉胶的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例6
本实施例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：70；封端的巯基硅烷：100；二甲基二乙氧基硅烷：10；萜烯树脂：80；C9石油树脂：52；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：9.0；松香甘油酯(138树脂)：120；汽油：100；醋酸乙酯：90；乙烷：100；聚四氢呋喃二醇：120；D-200白炭黑：15；M-10纳米钙：25。其中，上述封端的巯基硅烷为(C2H5O)3Si-CH2CH2CH2CH2-S-C(＝O)-C17H35；
该水性高强免钉胶的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例7
本实施例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：70；封端的巯基硅烷：96；二甲基二乙氧基硅烷：8；萜烯树脂：80；C9石油树脂：52；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：9.0；松香甘油酯(138树脂)：120；汽油：100；醋酸乙酯：90；乙烷：100；聚四氢呋喃二醇：120；D-200白炭黑：15；M-10纳米钙：25。其中，上述封端的巯基硅烷为(CH3O)3Si-CH2CH2-S-C(＝O)-C17H35；其中，C17H35基为支链烷基。
该水性高强免钉胶的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例8
本实施例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：72；封端的巯基硅烷：108；二甲基二乙氧基硅烷：9；萜烯树脂：76；C9石油树脂：50；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：8.0；松香甘油酯(138树脂)：110；汽油：100；醋酸乙酯：50；乙烷：100；聚四氢呋喃二醇：110；D-200白炭黑：20；M-10纳米钙：20。其中，上述封端的巯基硅烷为(CH3O)3Si-CH2CH2-S-C(＝O)-C17H35；其中，C17H35基为支链烷基，同时，免钉胶体系中的Na+离子的含量≤0.5％。
该水性高强免钉胶的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
实施例9
本实施例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：75；巯基硅烷：110；萜烯树脂：75；C9石油树脂：45；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：8.0；松香甘油酯(138树脂)：110；汽油：200；环己烷：50；聚醚三醇：150；填料轻质碳酸钙：30；同时，免钉胶体系中的Na+离子的含量≤0.5％。
该水性高强免钉胶的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
比较例1
本比较例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：70；封端的巯基硅烷：120；萜烯树脂：80；C9石油树脂：47；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：8.0；松香甘油酯(138树脂)：100；汽油：100；乙烷：100；醋酸乙酯：100；聚醚三醇：150；D-200白炭黑：20；同时，使免钉胶体系中的Na+离子的含量为1.0％。
该水性高强免钉胶的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
比较例2
为了进一步说明本发明的水性高强免钉胶中硅烷对胶的整体粘结性能的影响，本比较例通过不添加相应的硅烷进行具体实施进行比较说明，具体情况如下：
本比较例的水性高强免钉胶包括以下成分的重量份：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：75；萜烯树脂：85；C9石油树脂：55；对叔丁基苯酚甲醛树酯(2402树脂)：10；松香甘油酯(138树脂)：110；汽油：100；乙烷：100；醋酸乙酯：100；聚醚三醇：150；D-200白炭黑：20；同时，使免钉胶体系中的Na+离子的含量为≤0.5％。
该水性高强免钉胶的具体制备方法同实施例1一致，这里不再赘述。
随机选取上述实施例得到的水性高强免钉胶进行相应的性能测试，具体测试结果如下表1所示：
表1：
其中，上述表1中的初始剪切强度是指固化30分钟后的剪切强度性能，最大剪切强度是指固化24小时后的剪切强度性能。
另外，将本发明的水性高强免钉胶进行耐温性的测试，结果表明本发明的水性高强免钉胶的耐温范围较广，最大的耐温范围在-20℃-80℃之间均能保持较好的粘结性能，在80℃的条件下72小时后，均未发现有脱落现象。且在进行耐温性测试时，本发明的水性高强免钉胶在-20℃～80℃之间能够储存3年以上保持不变质，具有较好的使用寿命，且环保性好。本发明的水性高强免钉胶的固含量达到77％以上，能够适用于木材与木材组件的粘结，木材与金属接头，木材和处理过的木材，浴室设备。玻璃纤维淋浴房，金属、砖、石膏、砖石、混凝土、石膏板、瓷砖、胶合板、刨花板等的粘合。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (9)

1.一种水性高强免钉胶，其特征在于，该免钉胶包括以下重量份的成分：
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物：65～75；硅烷：100～120；萜烯树脂：75～85；C9石油树脂：45～55；对叔丁基苯酚甲醛树酯：8.0～10；松香甘油酯：100～120；有机溶剂：280～300；增塑剂：120～150；填料：30～40。
2.根据权利要求1所述水性高强免钉胶，其特征在于，所述硅烷选自二甲基二乙氧基硅烷、端硅烷基聚丙烯酸树脂、巯基硅烷和封端的巯基硅烷中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述水性高强免钉胶，其特征在于，所述封端的巯基硅烷的通式如下所示：
(R1O)3Si-R2-S-C(＝O)-C17H35
其中，R1选自H或C1-C8的烷基；R2选自为C1-C8的二价烃基。
4.根据权利要求3所述水性高强免钉胶，其特征在于，所述封端的巯基硅烷选自(CH3O)3Si-CH2-S-C(＝O)-C17H35、(CH3O)3Si-CH2CH2-S-C(＝O)-C17H35或(C2H5O)3Si-CH2CH2CH2CH2-S-C(＝O)-C17H35。
5.根据权利要求2或3或4所述水性高强免钉胶，其特征在于，所述硅烷为二甲基二乙氧基硅烷和封端的巯基硅烷的混合物，且所述二甲基二乙氧基硅烷：封端的巯基硅烷的质量比为1：10～12。
6.根据权利要求1或2或3或4所述水性高强免钉胶，其特征在于，所述增塑剂选自聚醚三醇和聚四氢呋喃二醇中的一种或两种混合。
7.根据权利要求1或2或3或4所述水性高强免钉胶，其特征在于，所述填料选自纳米钙、白炭黑和轻质碳酸钙中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述水性高强免钉胶，其特征在于，所述有机溶剂选自汽油、醋酸乙酯、环己烷和乙烷中的一种或几种。
9.根据权利要求1或2或3或4所述水性高强免钉胶，其特征在于，所述免钉胶中Na+离子的含量≤0.5％。
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