韓文彬

摘要：用SBS、增粘樹脂、增塑劑、有機溶劑配制出對聚烯烴（未表面處理）粘接性能良好的溶劑膠。主要探討了增粘樹脂種類對膠接性能的影響。

關(guān)鍵詞：SBS；聚烯烴；樹脂；溶劑；膠粘劑

中圖分類號：TQ433.4 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2013）07-0065-04

聚烯烴是常用的工程塑料，被廣泛應用于各行各業(yè)。然而，聚烯烴屬難粘材料，主要是由于其表面能較低，無官能基團，結(jié)構(gòu)規(guī)整，結(jié)晶度高等因素所致。所以，不經(jīng)表面處理，聚烯烴很難被一般膠粘劑潤濕、粘接。有關(guān)聚烯烴類材料粘接的研究，一直是國內(nèi)外所關(guān)注的課題。

SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯）是熱塑性彈性體，在室溫下具有順丁橡膠的柔韌性和回彈性，在高溫下又呈現(xiàn)聚苯乙烯的熱塑性，兼具熱塑性塑料和硫化橡膠的雙重性。另外，SBS極性較小，溶解性也好。為此，以SBS為主體材料，配以增粘樹脂和助劑，制成了溶劑型膠粘劑，在聚烯烴板材上90°剝離強度達到40 N/2.5 cm。

1 實驗部分

1.1 主要原料

SBS 1401（YH-792）、SBS 4303（YH-801），中國石化巴陵石油化工有限責任公司；SBS（D-1155JP），KRATON JSR Elastomers K.K；古馬隆樹脂，寶山鋼鐵股份有限公司化工分公司；萜烯樹脂，贛州泰普化學有限公司；特級松香、松香甘油酯、松香季戊四醇酯、氫化松香、萜烯-苯乙烯樹脂，均為工業(yè)級；烷基酚醛樹脂，上海涂料有限公司上海南大化工廠；C9石油樹脂、特殊聚合樹脂、DBP，工業(yè)級；TXIB增塑劑（2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二異丁酸酯），齊魯伊士曼精細化工有限公司；2，6-二叔丁基對甲酚、甲苯、溶劑汽油、乙酸乙酯、碳酸二甲酯，均為工業(yè)級。

1.2 檢驗儀器

分析天平，精度0.0001 g；QSG型18階鐵鈷比色計，上海濟成分析儀器有限公司；比色箱，上海嘉標測試儀器有限公司；黏度計，數(shù)顯；電子拉力機，工業(yè)用。

1.3 制備

按比例將SBS、增粘樹脂、增塑劑及防老劑放入有機溶劑中，在室溫下攪拌溶解均勻即成聚烯烴膠粘劑[1]。

1.4 性能測試

外觀用比色計測定；

黏度用黏度計測定；

不揮發(fā)物含量用分析天平測定；

90°剝離強度用電子拉力機測定：將膠粘劑直接涂在干凈的聚烯烴板材（100 mm×25 mm×4 mm）上，室溫晾置4 h后再于70 ℃烘箱內(nèi)烘干20 h，用電子拉力機測其90°剝離強度。

2 結(jié)果與討論

2.1 SBS品種的選擇

SBS是嵌段共聚物，是由中間柔性的橡膠鏈段（聚丁二烯）和2端硬性的塑料鏈段（聚苯乙烯）嵌合而成。SBS又有線型結(jié)構(gòu)和星型結(jié)構(gòu)之分。選用多種牌號的SBS進行實驗，發(fā)現(xiàn)線型與星型結(jié)構(gòu)配合使用的強度較高[2]。將3種SBS按質(zhì)量比1∶1∶1溶于甲苯中，SBS質(zhì)量分數(shù)均為25%，其黏度比較見表1。

2.2 增粘樹脂對膠接性能的影響

2.2.1 增粘樹脂的選擇

增粘樹脂的加入，有的可以增加膠的粘附性，有的則增加膠的硬度，這取決于樹脂的軟化點以及樹脂和SBS中哪一相相容。取SBS和多種增粘樹脂進行實驗，2者質(zhì)量比為1∶1溶于甲苯中制成膠液，然后涂在聚烯烴板材上進行性能測試，結(jié)果見表2。

由表2可以看出，古馬隆樹脂、烷基酚醛樹脂、C9石油樹脂及特殊聚合樹脂增加了膠的硬度，但對聚烯烴的粘附性較差，而其他的樹脂則增加了膠的粘附性，降低了膠層硬度。

2.2.2 不同樹脂混合對膠接性能的影響

由表2可知，內(nèi)聚強度可由硬度較高的古馬隆樹脂、烷基酚醛樹脂、C9石油樹脂及特殊聚合樹脂等提供，而粘附性可由軟化膠層的樹脂獲得。表3給出了軟硬樹脂按質(zhì)量比1∶1混合后粘接聚烯烴的90°剝離強度。

由表3看出，松香甘油酯和特殊聚合樹脂混合后粘接聚烯烴的90°剝離強度最高（也是顏色最淺的組合）。為進一步優(yōu)化配方，將松香甘油酯與特殊聚合樹脂按不同比例混合對聚烯烴進行粘接實驗，結(jié)果見圖1。

從圖1看出，剝離強度隨2種樹脂的比例增加先增大后減小，當松香甘油酯和特殊聚合樹脂比例為6∶4左右時達到最大值?？紤]到硬化樹脂的加入量過多會使膠層硬而脆，所以將軟硬樹脂的質(zhì)量比定為6.5∶3.5。

2.2.3 增粘樹脂用量對粘接強度的影響

在100質(zhì)量份SBS中加入不同量的增粘樹脂考查膠對聚烯烴的粘接性能，結(jié)果見圖2。增粘樹脂為松香甘油酯和特殊聚合樹脂以6.5∶3.5比例混合而成。

由圖2可以看出，90°剝離強度隨增粘樹脂加入量的增加而先增大后略減小。在用量超過100份后，由于橡膠量的減少，內(nèi)聚強度減小導致剝離強度反而降低。最后選擇增粘樹脂和SBS的質(zhì)量比為1∶1。

2.3 增塑劑的選擇[3]

為使膠層對聚烯烴具有長期的粘接性，同時具有較高的初粘性，在膠中還需加入適量的增塑劑。為滿足歐盟的相關(guān)法令，不用鄰苯二甲酸酯類增塑劑，而采用TXIB增塑劑。在實驗中發(fā)現(xiàn)，當增塑劑加入量超過膠總量的2%時，膠的內(nèi)聚強度大為降低，加入量1%為好。

2.4 溶劑的選擇[4]

從橡膠及樹脂的溶解性、溶劑揮發(fā)速度、環(huán)保性考慮，采用了沸點不同、種類不同的混合溶劑。選用環(huán)己烷、碳酸二甲酯[1992年DMC在歐洲通過了非毒性化學品（Non Toxic Substance）的注冊登記，屬于無毒或微毒化工產(chǎn)品]及溶劑油混合溶劑。

2.5 配方及性能

膠粘劑的配方見表4。

按上述配方制得的膠粘劑技術(shù)指標見表5。

用自制的溶劑膠與市售的可粘接聚烯烴溶劑膠進行性能比較，結(jié)果見表6。

從表6可以看出，本聚烯烴膠的剝離強度隨著時間的推移在逐漸增加，而市售膠隨時間延長強度降低。另外，本聚烯烴膠還具有色淺、透明的優(yōu)點。

3 結(jié)論

以SBS為主體，配合軟硬混合樹脂及增塑劑，可以制成能粘接未經(jīng)表面處理的聚烯烴材料的膠粘劑，其剝離強度可高達40 N/2.5 cm。

參考文獻

[1]李子東，于敏，李廣宇.SBS在膠粘劑中的應用[J].化學與黏合，1997（3）：159-177.

[2]李子東，李廣宇.橡膠型膠粘劑的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[A].第八屆橡膠型膠粘劑技術(shù)與信息交流會論文集[C].中國膠粘劑和膠粘帶工業(yè)協(xié)會，2012.27-34.

[3]李子東，李廣宇，張靜，等.SBS系列膠粘劑的進展[J].粘接，1999（5）：30-35.

[4]劉萍，畢建波.SBS黏合劑中溶劑的選擇[P].中國膠粘劑，2001，10（2）：28-29.