CN110003825A - 一种铝材粘接用的硅烷偶联剂改性sbs胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种铝材用的硅烷偶联剂改性SBS胶粘剂及其制备方法，该胶粘剂包括SBS、硅烷偶联剂和有机溶剂，所述有机溶剂为包括丁酮，环己烷和乙酸乙酯的混合溶剂，且丁酮、环己烷、乙酸乙酯的质量比为1‑5:1‑3:1‑4，且所述有机溶剂与SBS的质量比为2‑5：1，所述硅烷偶联剂的用量为SBS质量的1‑20％。本发明涉及多种偶联剂改性SBS胶粘剂，从而提高其耐热性，提高胶粘剂对铝型材，铝塑板等的粘接效果，有效提高SBS对铝材的附着力和粘接强度，同时提高铝材的抗腐蚀效果。

Description

一种铝材粘接用的硅烷偶联剂改性SBS胶粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及粘合剂，特别涉及一种铝材用的硅烷偶联剂改性SBS胶粘剂及其制备方法。

背景技术

铝材是应用非常广泛的一种材料，在汽车工业，家具，门窗建材，家居装饰等行业都起着非常重要的作用。通常粘接铝合金需要一些比较大极性的胶粘剂，例如氯丁胶，但是氯丁胶本身存在着粘度高，溶解相对困难，含有卤素元素，贮存稳定性差等缺点。SBS是一种比较好的橡胶材料，其比较容易溶解，粘度适中，透明性好，但是SBS也存在着极性差，易老化等缺点。为了克服这种缺点常常需要对SBS改性，以提高其极性，降低其老化风险。

目前对SBS改性的方法比较多，具体有SBS磺化法，SBS环氧化法，以及二氯卡宾改性SBS法等，但是这些方法均存在制备过程复杂，生产过程中浪费大量溶剂，一方面造成比较严重的环境污染，另外也存在整个生产过程中工艺复杂，流程较多的缺点。

另外对SBS的改性也通常采用MMA、马来酸酸或者马来酸酐进行改性，这些改性方法提高了SBS的极性。但是用MMA进行改性，胶粘剂中由于残留大量未反应的单体，导致整个胶粘剂气味较大，对于使用造成了不便。用马来酸酐改性，也存在后续过程中，胶液酸性过强，在长期贮存过程中对胶液性能造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于提出一种铝材用的硅烷偶联剂改性SBS胶粘剂及其制备方法，该硅烷偶联剂改性SBS胶粘剂耐热性高，胶粘剂对铝型材、铝塑板等的粘接效果更好，有效提高SBS对铝材的附着力和粘接强度，同时可提高铝材的抗腐蚀效果。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种铝材用的硅烷偶联剂改性SBS胶粘剂，包括SBS、硅烷偶联剂和有机溶剂，所述有机溶剂为包括丁酮，环己烷和乙酸乙酯的混合溶剂，且丁酮、环己烷、乙酸乙酯的质量比为1-5:1-3:1-4，且所述有机溶剂与SBS的质量比为2-5：1，所述硅烷偶联剂的用量为SBS质量的1-20％，优选5-15％。

作为优选地，所述的SBS包括线型SBS与星型SBS，且线型SBS与星型SBS的用量比为1-5：1，所述的线型SBS为SBS792或SBS791或SBS796，所述的星型SBS为SBS401或SBS411。

作为优选地，所述改性SBS胶粘剂中还包括固化剂，所述固化剂为环氧树脂或者具有环氧基团的偶联剂，固化剂添加量为硅烷偶联剂的1％-5％，其可以在反应完成后添加或者在使用时进行添加。例如选择环氧偶联剂KH560或者选择具有如下结构的环氧树脂。

作为优选地，所述改性SBS胶粘剂中还包括引发剂，所述引发剂为过氧化苯甲酰(BPO)或偶氮二异丁腈(AIBN)，引发剂加入时可先用丁酮溶液溶解后再缓慢滴加。

作为优选地，所述改性SBS胶粘剂中还包括抗紫外线添加剂，抗紫外线添加剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，抗紫外线添加剂的用量为硅烷偶联剂用量的0.1％-0.5％。

作为优选地，所述改性SBS胶粘剂中还包括增粘树脂，增粘树脂的用量为SBS用量的60-70％。

作为优选地，所述改性SBS胶粘剂中还包括抗氧化剂，抗氧化剂为6-二叔丁基对甲酚，抗氧化剂的用量为SBS用量的1％。

作为优选地，所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂中的一种或多种，且硅烷偶联剂同时选择氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂时，氨基硅烷、乙烯基硅烷、巯基硅烷的用量比例为1-10：1-5：1-3。

作为优选地，所述氨基硅烷偶联剂选自双-(3-三甲氧基硅硅丙基)胺、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

作为优选地，所述乙烯基硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基三甲氧基硅烷、乙烯基乙基三甲氧基硅烷、乙烯基丙基三甲氧基硅烷和N-[2-(乙烯基苄基氨基)乙基]-3-氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

作为优选地，所述巯基硅烷偶联剂为双〔γ(-三乙氧基硅)丙基〕-四硫化物。

一种铝材用的硅烷偶联剂改性SBS胶粘剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、准确称取SBS放入含有滴液漏斗、冷凝管、搅拌器、温度计的四颈烧瓶中，并将有机溶剂至烧瓶中，在室温下进行搅拌，直至SBS完全溶解；

S2、向烧瓶中添加硅烷偶联剂，继续进行搅拌至均匀，然后将烧瓶放入60℃的水浴锅中进行反应，并添加引发剂，将引发剂缓慢滴加入烧瓶中，将温度升高至80℃反应3h后，停止加热至反应完全；

S3、冷却至室温，添加紫外线吸收剂、防氧化剂、增粘树脂，进一步搅拌溶解，溶解完成后，进行出料，即得产品。

本发明与现有技术相比具有的有益效果为：本发明采用氨基偶联剂提供对铝材的吸附极性，同时添加乙烯基硅烷对SBS进行共聚，用巯基硅烷对SBS产生一定的硫化作用，能够有效提高对铝材的粘接力，同时硅烷偶联剂固化成膜后，也能够提供更好的耐腐蚀能力。

偶联剂相比MMA接枝，能够显著降低胶粘剂的气味，同时反应相对简单，不需要修改工艺，另外偶联剂比较接近于中性，不会对反应釜或者在贮存在铁罐中时对产品造成较大的影响。偶联剂在水解后形成的硅羟基能够与铝材表面的羟基脱水缩合形成共价键，进一步提高了胶粘剂对铝合金的附着力，从而提高其耐热性，提高胶粘剂对铝型材，铝塑板等的粘接效果，有效提高SBS对铝材的附着力和粘接强度。

具体实施方式

为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将对本发明作进一步的说明。

一种铝材用的硅烷偶联剂改性SBS胶粘剂，包括SBS、硅烷偶联剂和有机溶剂，所述有机溶剂为包括丁酮，环己烷和乙酸乙酯的混合溶剂，且丁酮、环己烷、乙酸乙酯的质量比为1-5:1-3:1-4，且有机溶剂与SBS的质量比为2-5：1，硅烷偶联剂的用量为SBS质量的1-20％，优选5-15％。

所述的SBS包括线型SBS与星型SBS，且线型SBS与星型SBS的用量比为1-5：1，所述的线型SBS为SBS792或SBS791或SBS796，所述的星型SBS为SBS401或SBS411，改性SBS胶粘剂中还包括固化剂，所述固化剂为环氧树脂或者具有环氧基团的偶联剂，固化剂添加量为硅烷偶联剂的1％-5％，其可以在反应完成后添加或者在使用时进行添加。例如选择环氧偶联剂KH560或者选择具有如下结构的环氧树脂。

改性SBS胶粘剂中还包括引发剂，所述引发剂为过氧化苯甲酰(BPO)或偶氮二异丁腈(AIBN)，引发剂加入时先用丁酮溶液溶解后再缓慢滴加；改性SBS胶粘剂中还包括抗紫外线添加剂，抗紫外线添加剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，抗紫外线添加剂的用量为硅烷偶联剂用量的0.1％-0.5％；改性SBS胶粘剂中还包括增粘树脂，增粘树脂的用量为SBS用量的60-70％；改性SBS胶粘剂中还包括抗氧化剂，抗氧化剂为6-二叔丁基对甲酚，抗氧化剂的用量为SBS用量的1％；硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂中的一种或多种，且硅烷偶联剂同时选择氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂时，氨基硅烷、乙烯基硅烷、巯基硅烷的用量比例为1-10：1-5：1-3；氨基硅烷偶联剂选自双-(3-三甲氧基硅硅丙基)胺、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；乙烯基硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基三甲氧基硅烷、乙烯基乙基三甲氧基硅烷、乙烯基丙基三甲氧基硅烷和N-[2-(乙烯基苄基氨基)乙基]-3-氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；巯基硅烷偶联剂为双〔γ(-三乙氧基硅)丙基〕-四硫化物。

实施例1

准确称取100克SBS，包括60克SBS 792和40克SBS 401放入含有滴液漏斗，冷凝管，搅拌器，温度计的四颈烧瓶中，并按照丁酮：环己烷：乙酸乙酯＝1：1：1添加有机溶剂至烧瓶中，溶剂的总量为400克。在室温下进行搅拌，直至完全溶解，待溶解完全后，添加双-(3-三甲氧基硅硅丙基)胺：乙烯基乙酰氧基硅烷：双〔γ(-三乙氧基硅)丙基〕-四硫化物＝1：2：1的混合偶联剂，其中偶联剂用量为5克。继续进行搅拌，30分钟。待搅拌完成后，将其放入60℃的水浴锅中进行反应，并添加用丁酮溶解的BPO，其中BPO用量为1克，丁酮用量为10克，整个溶液的浓度为0.1g/ml。将其缓慢滴加入三口烧瓶中，反应3h后，停止加热，待到反应完成后，将其冷却至室温，添加紫外线吸收剂0.015克:2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，防老剂264用量为1克，并添加有增粘树脂70克，进一步搅拌溶解，溶解完成后，进行出料，即得胶粘剂产品。

实施例2

准确称量100克SBS,包括50克SBS796和50克SBS411，将其放入含有滴液漏斗冷凝管，搅拌器，温度计的四口烧瓶中，并按照丁酮：环己烷：乙酸乙酯＝2：1：2配置混合溶剂300克放入烧瓶中，搅拌至完全溶解，另外取10克丁酮溶剂添加硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷：乙烯基三甲氧基硅烷：四硫化物＝2：2：1的混合物共8克搅拌均匀后，静置30分钟，以除去溶液中混入的氧气，加入0.5克BPO静置30分钟溶解后，将其缓慢滴加至四口烧瓶中，将温度升温至80℃条件下反应4h，反应完成后，冷却至室温，添加0.02克KH560，0.01克的的2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，并添加增粘树脂60克，继续搅拌直至完全溶解后，进行出料，即得胶粘剂产品。

上述实施例制得的胶粘剂产品对铝材有比较强的附着力，从而能够有效应用在对铝材的粘接上，通过测试铝材与塑料件，铝材与铝材的粘接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝材用的硅烷偶联剂改性SBS胶粘剂，其特征在于，包括SBS、硅烷偶联剂和有机溶剂，所述有机溶剂为包括丁酮，环己烷和乙酸乙酯的混合溶剂，且丁酮、环己烷、乙酸乙酯的质量比为1-5:1-3:1-4，且所述有机溶剂与SBS的质量比为2-5：1，所述硅烷偶联剂的用量为SBS质量的1-20％。

2.如权利要求1所述的改性SBS胶粘剂，其特征在于，所述的SBS包括线型SBS与星型SBS，且线型SBS与星型SBS的用量比为1-5：1，所述的线型SBS为SBS792或SBS791或SBS796，所述的星型SBS为SBS401或SBS411。

3.如权利要求1所述的改性SBS胶粘剂，其特征在于，所述改性SBS胶粘剂中还包括固化剂，所述固化剂为环氧树脂或者具有环氧基团的偶联剂，固化剂添加量为硅烷偶联剂的1％-5％。

4.如权利要求1所述的改性SBS胶粘剂，其特征在于，所述改性SBS胶粘剂中还包括引发剂，所述引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。

5.如权利要求1所述的改性SBS胶粘剂，其特征在于，所述改性SBS胶粘剂中还包括抗紫外线添加剂，抗紫外线添加剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，抗紫外线添加剂的用量为硅烷偶联剂用量的0.1％-0.5％。

6.如权利要求1所述的改性SBS胶粘剂，其特征在于，所述改性SBS胶粘剂中还包括增粘树脂，增粘树脂的用量为SBS用量的60-70％。

7.如权利要求1所述的改性SBS胶粘剂，其特征在于，所述改性SBS胶粘剂中还包括抗氧化剂，抗氧化剂为6-二叔丁基对甲酚，抗氧化剂的用量为SBS用量的1％。

8.如权利要求1所述的改性SBS胶粘剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂中的一种或多种，且硅烷偶联剂同时选择氨基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂时，氨基硅烷、乙烯基硅烷、巯基硅烷的用量比例为1-10：1-5：1-3。

9.如权利要求8所述的改性SBS胶粘剂，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂选自双-(3-三甲氧基硅硅丙基)胺、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述乙烯基硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基三甲氧基硅烷、乙烯基乙基三甲氧基硅烷、乙烯基丙基三甲氧基硅烷和N-[2-(乙烯基苄基氨基)乙基]-3-氨基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述巯基硅烷偶联剂为双〔γ(-三乙氧基硅)丙基〕-四硫化物。

10.一种铝材用的硅烷偶联剂改性SBS胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、准确称取SBS放入含有滴液漏斗、冷凝管、搅拌器、温度计的四颈烧瓶中，并将有机溶剂至烧瓶中，在室温下进行搅拌，直至SBS完全溶解；

S2、向烧瓶中添加硅烷偶联剂，继续进行搅拌至均匀，然后将烧瓶放入60℃的水浴锅中进行反应，并添加引发剂，将引发剂缓慢滴加入烧瓶中，将温度升高至80℃反应3h后，停止加热至反应完全；

S3、冷却至室温，添加紫外线吸收剂、防氧化剂、增粘树脂，进一步搅拌溶解，溶解完成后，进行出料，即得产品。