CN1082587A - 一种聚苯乙烯粘合剂及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种适用于水泥、瓷砖、马赛克、木材和 多孔性塑料等粘接的聚苯乙烯粘合剂。它采用废聚 苯乙烯泡沫塑料为基料，添加适量的溶剂、增粘剂和 活化改性剂，在一定的共聚反应温度下，经搅拌共聚 反应制得。其配方用料少，工艺极简单。制出的粘合 剂剪切强度达3～8MPa，超过同类产品聚酯酰胺类 粘合剂及聚氯酯形水中胶粘合剂，耐气候变化，耐稀 酸、稀碱，生产成本不但低于同类产品甚至比现有同 样以废聚苯乙烯泡沫塑料为原料的粘合剂还低。

Description

本发明涉及粘合剂，是一种以废聚苯乙烯泡沫塑料为基料生产的粘合剂。

聚苯乙烯泡沫塑料是一种防震性很强、隔热性好的包装材料，主要用于各种仪器、电器以及快餐食品的包装，大多是一次性使用，用完后即作为废品弃之。由于聚苯乙烯的化学性质较稳定，它散布在自然界中，即不腐烂、又不降解，造成严重的环境污染和资源浪费。据统计，我国现在已有几百万吨的废聚苯乙烯泡沫塑料散弃在自然界中。从70年代开始国外多采用焚烧和深埋的方法进行处理，至80年代人们开始探讨废聚苯乙烯泡沫塑料的综合利用，提出了用其制轻质建筑材料、密封材料、防水材料以及涂料、粘合剂，例如以“PS胶粘剂的研制-利用废聚苯乙烯泡沫塑料研制的新型胶粘剂”（刊登于《粘接》1988年第9卷第1期P12-15）的文章中也叙述到。

为此，本发明的目的在于对废聚苯乙烯泡沫塑料进行综合利用，变废为宝，并提出了以废聚苯乙烯泡沫塑料为基料制造可用于粘接木材、大理石、马赛克、瓷砖以及泡沫塑料等多用途的聚苯乙烯粘合剂的配方及相应的生产方法。

现有以废聚苯乙烯泡沫塑料为基料制备粘合剂时，采用了多种带有活性基团的组份如：异氰酸酯、3-氯丙烯、乙酸乙酯、丙酮、环己酮、甲苯等。这许多组份的加入将出现以下两个问题：其一、由于在配方中引进了过多的活性基团，其结果将使活性基团间相互作用，反而降低了与聚苯乙烯的交联性。其二，采用多种组份，其结果使原料成本增加，这对处理废料要花费过多的资金，这是不利的。因此，本发明在选择技术解决方案时依据以下几点：

1、溶剂的选择：选择极性强的物质作溶剂。经对比实验证明：乙酸乙酯、甲苯、苯、二甲苯等四种物质作为溶剂时，制成的粘合剂的粘合强度刚好与这四种溶剂极性的强度相对应（即极性强度：乙酸乙酯＞甲苯＞苯、二甲苯）。在此苯和二甲是非极性物质，因此用作溶剂时对聚苯乙烯的改性效果较差。而乙酸乙酯、甲苯是极性物质，因此用作溶剂时对聚苯乙烯的改性效果较好。特别是乙酸乙酯的沸点低易挥发，虽有利于固化，但是聚苯乙烯在乙酸乙酯中的溶解度最小，且成本又较甲苯高。综合考虑故选择乙酸乙酯或甲苯作溶剂。

2、增粘剂的选择：为了增加粘合剂与被粘物质的接合力，从原料成本及有利于极性有机物的改性共聚反应方面考虑，选择松香或酚醛树脂作增粘剂。

3、活化改性剂的选择：由于本发明所采用的配方中少用了带活性基团的物质，为保证配方中组份的减少但不使性能降低，并进一步提高共聚活性，这里采取添加适量的铝酸酯偶联剂作为粘合剂的活化改性剂进行活化改性处理，使其表面产生固化学或物理化学作用生成一有机长链分子层，以增加粘合剂固化后的韧性和对被粘物的粘结强度。

4、聚苯乙烯（基料）用量的选择：由于聚苯乙烯用量多少直接影响到粘合剂的剪切强度，经实验，本发明聚苯乙烯的用量应选择在25～37%为适宜，当超过或低于这个范围都将使剪切强度降低。

5、生产工艺中共聚反应的温度及反应时间的选择：共聚反应的速度是随反应温度的提高而增大，然而由于有机溶剂的沸点都比较低，在较高的温度下反应时需要有比较复杂的回流装置，这势必增加生产工艺上的难度。同时，在较高的温度下参加共聚的有机物间的反应激烈，相互间作用的机会增加，反而削弱了与聚苯乙烯之间的交联，效果反而不好。温度太低反应速度自然太慢，甚至不反应;另外随着共聚反应时间的增大，参加改性的有机物质分子间的反应的机会也会相应增加，也同样会削弱与聚苯乙烯之间的交联反应。因此，本发明的共聚反应温度控制在30～60℃，反应时间控制在2～4小时为宜。

据此，本发明聚苯乙烯粘合剂是以废聚苯乙烯泡沫塑料或聚苯乙烯树脂为基料，采用乙酸乙酯或甲苯作溶剂，采用松香或酚醛树脂作增粘剂，添加铝酸酯偶联剂作活化改性剂。该粘合剂的配方（按重量%计算）如下：

基料25～37%、溶剂55～65%、增粘剂2～12%、活化改性剂0.5～5%。

据此，本发明聚苯乙烯粘合剂的生产工艺方法包括：废聚苯乙烯泡沫塑料原料净化→按粘合剂配方加入各种原料进行共聚反应→添加适量的填料（如：轻质碳酸钙、硅酸钙等）以增加初粘度→成品，其中共聚反应温度为30～60℃，共聚反应时间为2～4小时。

至此，本发明达到了预期的目的。按本发明的技术解决方案实施，具有：配方中原料少，成本低，生产工艺极简单，所制出的聚苯乙烯粘合剂其剪切强度达3～8MPa，超过同类产品聚酯酰胺类粘合剂，并达到聚氨酯形水中胶粘合剂，在水中稳定性好，具有很好的防水性。在相应的温度、湿度条件和不同介质（如：酒、醋、碱、植物油等）对该粘合剂的性能均无影响，并保持原有的剪切强度，故而耐气候变化，耐稀酸、稀碱、酒及植物油的浸蚀。且胶层柔顺性较好，使粘接物件不易变形、破裂。对木质材料及其日常用品的粘接，其剪切强度超过木质木材本身。本发明的粘合剂适用于水泥、瓷砖、马赛克等硅酸盐类材料的粘接。也适用于木材、日用塑料制品、塑料贴面、塑料墙纸及铭牌的粘贴。同样适用于多孔性日用品（如：织物、皮革、发泡塑料底凉鞋）粘接。还可扩大使用范围以取代泡花碱、氧化淀粉，用作瓦椤纸箱封口纸带的粘接，且具有干燥快、不跑边、防霉、防潮等特点。因此，本发明的粘合剂是一种适用面较广的粘合剂，而且生产成本不但较同类产品低甚至比现有以废聚苯乙烯为原料生产的粘合剂还低。本发明的实现是综合解决大量废聚苯乙烯泡沫塑料造成环境污染的问题，变废为宝，具有很大的经济效益和社会效益。

本发明实施例如下：

实施例1：

取废聚苯乙烯泡沫塑料150克、甲苯300毫升、松香15克、铝酸酯偶联剂7克，控制温度在48～52℃，共聚反应2小时，得约400克左右的聚苯乙烯粘合剂，测其剪切强度为：30～60kg/cm²。

实施例2：

取废聚苯乙烯泡沫塑料150克、乙酸乙酯300毫升、酚醛树脂15克、铝酸酯偶联剂7克，控制温度于50～52℃，共聚反应3小时，得约400克左右的聚苯乙烯粘合剂，测其剪切强度为50～80kg/cm²。

Claims (2)

1、一种以废聚苯乙烯泡沫塑料或聚苯乙烯树脂为基料的粘合剂，其特征在于：

1、1、采用乙酸乙酯或甲苯作溶剂，

1、2、采用松香或酚醛树脂作增粘剂，

1、3、添加铝酸酯偶联剂作活化改性剂，

1、4、粘合剂的配方为(按重量%计)：基料25～37%、溶剂55～65%、增粘剂2～12%、活化改性剂0.5～5%。

2、一种用于生产权利要求1所述的粘合剂的生产方法，其特征在于共聚反应温度为30～60℃，共聚反应时间在2～4小时。