CN109401684A - 一种高内聚强度热熔丁基胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高内聚强度热熔丁基胶及其制备方法，包括如下重量份的各原料组分：丁基橡胶20~60份、热熔增强剂10~30份、助熔剂1~10份、增粘剂10~45份、增塑剂10~60份、填充剂10~60份、补强剂10~40份、偶联剂0.5~5份、交联剂0.1~3份、助交联剂0.1~3份、抗氧剂1~5份和光稳定剂1~5份。本发明提供的一种高内聚强度热熔丁基胶具有极高内聚强度，自粘面与被粘面剥离强度高，且热熔加工性能好，可采用熔胶箱—加压泵‑模头流延的方式生产，对材料要求低，设备投入低，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及防水材料领域，具体涉及一种高内聚强度热熔丁基胶及其制备方法。
背景技术
建筑防水是为防止雨水对建筑物某些部位的渗透而从建筑材料或构造上所采取的措施，其多使用于屋面、地下建筑、建筑物的地下部分和需防水的内室和储水的建筑物等。按照采取的措施和手段，分为材料防水和构造防水两大类，材料防水是靠建筑材料阻断水的通路，以达到防水的目的或增加抗渗漏的能力，如卷材防水、涂膜防水、混凝土及水泥砂浆刚性防水等；构造防水则是采取合适的构造形式，阻断水的通路，以达到防水的目的，如止水带和空腔构造等。
防水材料包括自粘型和非自粘型，自粘型防水材料具有可常温施工、施工速度快且符合环保要求的优势，而成为一种极具发展前景的新型防水材料，自粘型防水材料用的粘胶主要有沥青类胶黏剂、非沥青基热熔压敏胶和挤出型丁基压敏胶。但沥青类自粘胶“轻组份”含量高、耐老化性差，不能外露使用，都将限制其进一步发展；另外，非沥青基热熔压敏胶作为自粘层的预铺反粘类或湿铺防水卷材，以SBS、SIS为主体材料，由于其不饱合度高，热氧、光氧老化程度高，抗紫外线能力差，同样不能外露使用。
丁基压敏胶具有较佳耐老化性能，以及优异的密封性，蠕变性，使其具有较好的“自愈”能力，真正达到“皮肤式”防水效果，最适合用于外露型防水卷材。但丁基压敏胶内聚强度低，导致目前出现在市面上的以丁基压敏胶为自粘胶的防水卷材，其自粘面与被粘面剥离强度低，使搭接部位存在被破坏风险；另外，非沥青基热熔压敏胶涂胶占主要市场，其可采用熔胶箱—加压泵-模头流延的方式生产，生产设备成本低，技术成熟，但丁基压敏胶只能采用双螺杆喂料挤出—增压泵—模头挤出的方式生产，不仅设备二次投入成本高，而且对材料技术指标要求高，这些因素都大大限制了丁基压敏胶的推广使用。
发明内容
为克服现有技术缺陷，本发明提供了一种高内聚强度热熔丁基胶，所述热熔丁基胶具有极高内聚强度，自粘面与被粘面剥离强度高，且可采用熔胶箱—加压泵-模头流延的方式生产，对材料要求低，设备投入低。
本发明的另一个目的在于提供一种高内聚强度热熔丁基胶的制备方法，采用该方法制备高内聚强度热熔丁基胶，获得的热熔丁基胶内聚强度高，且直接采用熔胶箱—加压泵-模头流延的方式生产，设备投入低，生产效率高。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：
一种高内聚强度热熔丁基胶，包括如下重量份的各原料组分：
丁基橡胶20~60份、热熔增强剂10~30份、助熔剂1~10份、增粘剂10~45份、增塑剂10~60份、填充剂10~60份、补强剂10~40份、偶联剂0.5~5份、交联剂0.1~3份、助交联剂0.1~3份、抗氧剂1~5份和光稳定剂1~5份。
本发明通过在丁基橡胶中加入热熔增强剂，软化点提高，热熔流动性变好，使得内聚强度提高，同时使得丁基胶具有热熔加工性能；加入助熔剂能有效分散填充剂和补强剂，同时提高热熔增强剂的效果，提高丁基橡胶温敏性的效果；加入交联剂使得丁基橡胶内部形成三维立体网络结构，提高胶料的内聚强度；加入助交联剂有效辅助交联剂，防止生产过程中高温产生的焦烧，有效提高丁基胶的内聚强度；加入增塑剂和增粘剂降低丁基橡胶的分子量及其分布，提高丁基橡胶的加工性能。因此，本发明提供的一种高内聚强度热熔丁基胶具有极高内聚强度，自粘面与被粘面剥离强度高，可采用熔胶箱—加压泵-模头流延的方式生产，对材料要求低，设备投入低，生产效率高。
进一步的，所述热熔增强剂为非晶态α-烯烃共聚物、α-甲基苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯和聚乙烯中的一种或多种组合。具体的，所述乙烯-醋酸乙烯酯的醋酸乙烯含量不高于40%，所述聚乙烯的分子量为500~5000。
进一步的，所述助熔剂为极性单体接枝聚酰胺。具体的，所述极性单体可以是马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸羟乙酯，所述助熔剂为马来酸酐接枝聚酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚酰胺和甲基丙烯酸羟乙酯接枝聚酰胺中的一种或多种组合。本发明中，所述的助熔剂的接枝率≥0.5%，熔点≥70℃，都含有极性单体，能使填充剂、补强剂具有良好的分散性，低粘度的助溶剂能与热熔增强剂实现更好的结合，极性单体的特性有利于充分体现出热熔增强剂的效果。
进一步的，所述助熔剂的接枝率不小于0.5%。
进一步的，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化二异丁苯和酚醛树脂中的一种或多种组合。
进一步的，所述助交联剂为三丙烯基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、促进剂中的一种或多种组合。具体的，所述促进剂可以是促进剂M、促进剂DM、促进剂CZ或促进剂PZ。
进一步的，所述丁基橡胶为普通型丁基橡胶、氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶中的一种或多种组合。
进一步的，所述的增粘剂为石油树脂、萜烯树脂或松香树脂中的一种或多种组合。
进一步的，所述的增塑剂为0#环烷油、PIB-1300、PIB-2400或其他高分子量PIB中的一种或多种组合。
进一步的，所述的填充剂为硬质陶土、活性碳酸钙或纳米级高岭土中的一种或多种组合。
进一步的，所述补强剂为炭黑和/或白炭黑。具体的，其所述的炭黑为N234、N326、N330、N550或N660中的一种或多种组合，所述的白炭黑为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。
进一步的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或多种组合。
进一步的，所述的抗氧剂为酚类、亚磷酸类、胺类或苯并三唑类抗氧剂中的一种或多种组合。
进一步的，所述的光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类、水杨酸酯类、三嗪类、取代丙烯腈类中的一种或多种组合。所述的光稳定剂含电子给予体和自由基捕获体，能强烈吸收270-380nm的紫外线，保证丁基压敏胶优异的抗紫外能力。
进一步的，所述高内聚强度热熔丁基胶内还包括纳米级活化剂。具体的，所述纳米级活化剂为纳米级氧化锌。
一种高内聚强度热熔丁基胶的制备方法，包括以下步骤:
步骤1：将丁基橡胶、热熔增强剂、助熔剂、增粘剂、偶联剂、抗氧剂和光稳定剂按照各重量份数加入，升温至100~180℃，然后进行第一次搅拌并抽真空；
步骤2：分别加入各自重量份数一半的增塑剂、填充剂和补强剂，保持恒温100~180℃，然后进行第二次搅拌并抽真空；
步骤3：分别加入另一半重量份数的增塑剂、填充剂和补强剂，保持恒温100~180℃，然后进行第三次搅拌并抽真空；
步骤4：加入各重量份数的交联剂和助交联剂，保持恒温100~180℃，然后进行第四次搅拌并抽真空。
进一步地，步骤1中第一次搅拌并抽真空的真空条件为0.09～0.094MPa，搅拌时间为0.5-1h。
进一步地，步骤2中第二次搅拌并抽真空的真空条件为0.09～0.094MPa，搅拌时间为0.5-1h。
进一步地，步骤3中第三次搅拌并抽真空的真空条件为0.09～0.094MPa，搅拌时间为0.5-1h。
进一步地，步骤4中第四次搅拌并抽真空的真空条件为0.09～0.094MPa，搅拌时间为0.5-1h。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明提供的一种高内聚强度热熔丁基胶其配方中包含有热熔增强剂、助熔剂、交联剂以及助交联剂，加入热熔增强剂，软化点提高，热熔流动性变好，使得内聚强度提高，同时使得丁基胶具有热熔加工性能；加入助熔剂能有效分散填充剂和补强剂，同时提高热熔增强剂的效果，提高丁基橡胶温敏性的效果；加入交联剂使得丁基橡胶内部形成三维立体网络结构，提高胶料的内聚强度；加入助交联剂有效辅助交联剂，防止生产过程中高温产生的焦烧，有效提高丁基胶的内聚强度；加入增塑剂和增粘剂降低丁基橡胶的分子量及其分布，提高丁基橡胶的加工性能。综上，本发明提供的一种高内聚强度热熔丁基胶具有极高内聚强度，自粘面与被粘面剥离强度高，且热熔加工性能好，可采用熔胶箱—加压泵-模头流延的方式生产，对材料要求低，设备投入低，生产效率高。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种高内聚强度热熔丁基胶，包括如下重量份的各原料组分：丁基橡胶20份、热熔增强剂10份、助熔剂1份、增粘剂25份、增塑剂10份、填充剂10份、补强剂10份、偶联剂0.5份、交联剂0.1份、助交联剂0.1份、抗氧剂1份和光稳定剂1份。
进一步的，所述热熔增强剂为非晶态α-烯烃共聚物。
进一步的，所述助熔剂为马来酸酐接枝聚酰胺。
进一步的，所述助熔剂的接枝率为0.5%。
进一步的，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
进一步的，所述助交联剂为三丙烯基异氰脲酸酯。
进一步的，所述丁基橡胶为普通型丁基橡胶。
进一步的，所述的增粘剂为石油树脂。
进一步的，所述的增塑剂为PIB-1300。
进一步的，所述的填充剂为硬质陶土。
进一步的，所述补强剂为炭黑。具体的，其所述的炭黑为N330。
进一步的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步的，所述的抗氧剂为酚类抗氧剂。
进一步的，所述的光稳定剂为水杨酸酯类。
进一步的，所述高内聚强度热熔丁基胶组分中还包括1份纳米级氧化锌。
一种高内聚强度热熔丁基胶的制备方法，包括以下步骤:
步骤1：分别将重量份数为20份的丁基橡胶、10份热熔增强剂、1份助熔剂、25份增粘剂、0.5份的偶联剂、1份抗氧剂和1份光稳定剂投入真空捏合机中，升温指140℃，搅拌1h并抽真空至0.09～0.094MPa；
步骤2：分别加入重量份数为5份的增塑剂、5份填充剂和5份补强剂，保持恒温140℃，搅拌1h并抽真空至0.09～0.094MPa；
步骤3：分别加入重量份数为5份的增塑剂、5份填充剂和5份补强剂，保持恒温140℃，搅拌1h并抽真空至0.09～0.094MPa；
步骤4：分别加入重量份数为0.1份的交联剂和0.1份助交联剂，保持恒温140℃，搅拌1h并抽真空至0.09～0.094MPa。
实施例2
本实施例提供了一种高内聚强度热熔丁基胶，包括如下重量份的各原料组分：丁基橡胶30份、热熔增强剂15份、助熔剂3份、增粘剂10份、增塑剂30份、填充剂30份、补强剂30份、偶联剂1份、交联剂1份、助交联剂1份、抗氧剂3份和光稳定剂3份。
进一步的，所述热熔增强剂为α-甲基苯乙烯。
进一步的，所述助熔剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚酰胺。
进一步的，所述助熔剂的接枝率为1%。
进一步的，所述交联剂为酚醛树脂。
进一步的，所述助交联剂为三丙烯基异氰脲酸酯。
进一步的，所述丁基橡胶为氯化丁基橡胶。
进一步的，所述的增粘剂为松香树脂。
进一步的，所述的增塑剂为0#环烷油。
进一步的，所述的填充剂为活性碳酸钙。
进一步的，所述补强剂为白炭黑。具体的，其所述的白炭黑为沉淀法白炭黑。
进一步的，所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂。
进一步的，所述的抗氧剂为亚磷酸类。
进一步的，所述的光稳定剂为邻羟基二苯甲酮类。
进一步的，所述高内聚强度热熔丁基胶组分中还包括5份纳米级氧化锌。
一种高内聚强度热熔丁基胶的制备方法，包括以下步骤:
步骤1：分别将重量份数为30份的丁基橡胶、15份热熔增强剂、3份助熔剂、10份增粘剂、1份的偶联剂、3份抗氧剂和3份光稳定剂投入真空捏合机中，升温指160℃，搅拌0.5h并抽真空至0.09～0.094MPa；
步骤2：分别加入重量份数为15份的增塑剂、15份填充剂和15份补强剂，保持恒温160℃，搅拌0.5h并抽真空至0.09～0.094MPa；
步骤3：分别加入重量份数为15份的增塑剂、15份填充剂和15份补强剂，保持恒温160℃，搅拌0.5h并抽真空至0.09～0.094MPa；
步骤4：分别加入重量份数为1份的交联剂和1份助交联剂，保持恒温160℃，搅拌0.5h并抽真空至0.09～0.094MPa。
实施例3
本实施例提供了一种高内聚强度热熔丁基胶，包括如下重量份的各原料组分：丁基橡胶60份、热熔增强剂30份、助熔剂10份、增粘剂45份、增塑剂60份、填充剂60份、补强剂40份、偶联剂5份、交联剂3份、助交联剂3份、抗氧剂5份和光稳定剂5份。
进一步的，所述热熔增强剂为乙烯-醋酸乙烯酯与聚乙烯的醋酸乙烯按1：1复配的组合，其中乙烯-醋酸乙烯酯的醋酸乙烯含量为30%，聚乙烯的分子量为3000。
进一步的，所述助熔剂为甲基丙烯酸羟乙酯接枝聚酰胺。
进一步的，所述助熔剂的接枝率为1.5%。
进一步的，所述交联剂为过氧化二异丁苯。
进一步的，所述助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
进一步的，所述丁基橡胶为溴化丁基橡胶。
进一步的，所述的增粘剂为萜烯树脂。
进一步的，所述的增塑剂为PIB-2400。
进一步的，所述的填充剂为纳米级高岭土。
进一步的，所述补强剂为炭黑。具体的，其所述的炭黑为通用炭黑N660。
进一步的，所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂。
进一步的，所述的抗氧剂为胺类和苯并三唑类抗氧剂按1:1比例复配的组合。
进一步的，所述的光稳定剂为三嗪类与取代丙烯腈类按2:1比例复配的组合。
进一步的，所述高内聚强度热熔丁基胶组分中还包括10份纳米级氧化锌。
一种高内聚强度热熔丁基胶的制备方法，包括以下步骤:
步骤1：分别将重量份数为60份的丁基橡胶、30份热熔增强剂、10份助熔剂、45份增粘剂、5份的偶联剂、5份抗氧剂和5份光稳定剂投入真空捏合机中，升温指180℃，搅拌1h并抽真空至0.09～0.094MPa；
步骤2：分别加入重量份数为30份的增塑剂、30份填充剂和20份补强剂，保持恒温180℃，搅拌1h并抽真空至0.09～0.094MPa；
步骤3：分别加入重量份数为30份的增塑剂、30份填充剂和20份补强剂，保持恒温180℃，搅拌1h并抽真空至0.09～0.094MPa；
步骤4：分别加入重量份数为3份的交联剂和3份助交联剂，保持恒温180℃，搅拌1h并抽真空至0.09～0.094MPa。
表一：实施例1～3中所述高能聚强度热熔丁基胶的性能如下所示：
Claims (10)
1.一种高内聚强度热熔丁基胶，其特征在于，包括如下重量份的各原料组分：
丁基橡胶20~60份、热熔增强剂10~30份、助熔剂1~10份、增粘剂10~45份、增塑剂10~60份、填充剂10~60份、补强剂10~40份、偶联剂0.5~5份、交联剂0.1~3份、助交联剂0.1~3份、抗氧剂1~5份和光稳定剂1~5份。
2.根据权利要求1所述的一种高内聚强度热熔丁基胶，其特征在于，所述热熔增强剂为非晶态α-烯烃共聚物、α-甲基苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯和聚乙烯中的一种或多种组合。
3.根据权利要求2所述的一种高内聚强度热熔丁基胶，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯的醋酸乙烯含量不高于40%。
4.根据权利要求2所述的一种高内聚强度热熔丁基胶，其特征在于，所述聚乙烯的分子量为500~5000。
5.根据权利要求1所述的一种高内聚强度热熔丁基胶，其特征在于，所述助熔剂为极性单体接枝聚酰胺。
6.根据权利要求5所述的一种高内聚强度热熔丁基胶，其特征在于，所述助熔剂的接枝率不小于0.5%。
7.根据权利要求1所述的一种高内聚强度热熔丁基胶，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化二异丁苯和酚醛树脂中的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的一种高内聚强度热熔丁基胶，其特征在于，所述助交联剂为三丙烯基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和促进剂中的一种或多种组合。
9.根据权利要求1所述的一种高内聚强度热熔丁基胶，其特征在于，所述丁基橡胶为普通型丁基橡胶、氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶中的一种或多种组合。
10.根据权利要求1~9任一项所述的一种高内聚强度热熔丁基胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1：将丁基橡胶、热熔增强剂、助熔剂、增粘剂、偶联剂、抗氧剂和光稳定剂按照各重量份数加入，升温至100~180℃，然后进行第一次搅拌并抽真空；
步骤2：分别加入各自重量份数一半的增塑剂、填充剂和补强剂，保持恒温100~180℃，然后进行第二次搅拌并抽真空；
步骤3：分别加入另一半重量份数的增塑剂、填充剂和补强剂，保持恒温100~180℃，然后进行第三次搅拌并抽真空；
步骤4：加入各重量份数的交联剂和助交联剂，保持恒温100~180℃，然后进行第四次搅拌并抽真空。
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