CN110862792A - 一种用eva或aem改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，涉及一种丁基橡胶压敏胶的制备方法，本发明用基体橡胶为丁基橡胶（IIR‑1953）以及丁基内胎再生胶，所用增粘剂为C5石油树脂，所用的增塑剂为与丁基橡胶具有良好相容性且不易抽出的大分子增塑剂聚异丁烯，所用的填料为碳酸钙，可与丁基防水卷材、彩钢板、水泥板等被粘物表面的极性基团产生相互作用，提高在两物体表面的粘结强度。本发明满足丁基防水卷材用压敏胶的市场需求，用于涂覆丁基防水卷材制成胶带以粘接卷材、彩钢板、水泥等建筑材料。本发明所制得的丁基压敏胶粘合强度高、初粘和耐热性良好、持粘标准，各项性能均远超国标GB/T23260‑2009，且原料易得，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种丁基橡胶压敏胶的制备方法，特别是涉及一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法。
背景技术
EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）是由非极性的乙烯单体和强极性的乙酸乙烯单体通过引发剂在高压下本体聚合而成的热塑性树脂，具有良好的弹性、柔软性，低温性能、耐老化、耐臭氧强度好，加工性能优异；AEM（乙烯丙烯酸酯橡胶）由乙烯和丙烯酸甲酯在氧或过氧化物引发剂存在下高压加热聚合而成，耐高温、低温弹性、耐候性好，二者分子结构中的极性酯基可与被粘物表面的极性基团产生相互作用，且二者分子量较高，在橡胶型压敏胶中可与橡胶大分子链发生缠结，不易抽出，从而提高在两物体表面的粘结强度。丁基内胎再生胶（RIIR）是以废旧丁基内胎为原料加工而成的，保留了丁基橡胶的基本结构特点，并且含有可溶性橡胶、不溶性凝胶、游离硫、树脂及硫黄促进剂体系的残留物，用来替代部分丁基橡胶，可使压敏胶具有耐热、耐臭氧、耐老化性能，在保证制品质量的同时降低生产成本。确定出IIR、RIIR、EVA、AEM以及其他助剂的最佳配比，在制得综合性能较好的丁基防水卷材用压敏胶黏剂的同时，又可以降低生产成本，本实验从此角度出发，对配方进行改进，制得一种粘合强度高、初粘性优良、持粘标准、耐热性好的丁基防水卷材压敏胶，并使其达到国家标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，本发明所用基体橡胶为丁基橡胶（IIR-1953）以及丁基内胎再生胶，与丁基防水卷材、彩钢板、水泥板等被粘物表面的极性基团产生相互作用，提高在两物体表面的粘结强度。本发明满足丁基防水卷材用压敏胶的市场需求，用于涂覆丁基防水卷材制成胶带以粘接卷材、彩钢板、水泥等建筑材料。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，所述方法包括以下制备过程：
将基体橡胶、增粘树脂、填料、增塑剂以及其他助剂置于140℃的转矩流变仪中捏合30min，转速为60r/min，制得丁基橡胶压敏胶样品，将制得的压敏胶样品于140℃下涂胶制备测试试样，最后测试其性能；
其制备的丁基压敏胶由以下重量份计的原料组成：基体橡胶IIR 30~50份，增粘树脂C5石油树脂30~70份，两种不同分子量的增塑剂PIB 20~80份，填料CaCO3 100~150份，丁基内胎再生胶40~50份，EVA（或AEM）0~5份，4010NA（N-异丙基-N’-苯基对苯二胺）0~1份。
所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，所述制备的丁基压敏胶所用的基体橡胶为丁基橡胶和丁基内胎再生胶中的一种以上。
所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，所述制备的丁基压敏胶所用的增粘剂为C5石油树脂。
所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，所述制备的丁基压敏胶所用填料为轻质碳酸钙。
所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，所述制备的丁基压敏胶所用的增塑剂为高分子量和低分子量大分子增塑剂聚异丁烯（PIB）中的一种以上。
所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，所述制备的丁基压敏胶所用的防老剂为4010NA（N-异丙基-N’-苯基对苯二胺）。
所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，所述制备的丁基压敏胶所用的改性剂为EVA和AEM中的一种以上。
本发明的优点与效果是：
本发明对丁基防水卷材用压敏胶的制备及性能进行研究，所用基体橡胶为丁基橡胶（IIR-1953）以及丁基内胎再生胶，所用增粘剂为C5石油树脂，所用的增塑剂为与丁基橡胶具有良好相容性且不易抽出的大分子增塑剂聚异丁烯，所用的填料为碳酸钙，所用防老剂为4010NA，所用的改性剂为EVA或AEM，含有极性基团酯基，可与丁基防水卷材、彩钢板、水泥板等被粘物表面的极性基团产生相互作用，提高在两物体表面的粘结强度。本发明满足丁基防水卷材用压敏胶的市场需求，用于涂覆丁基防水卷材制成胶带以粘接卷材、彩钢板、水泥等建筑材料。本发明所制得的丁基压敏胶粘合强度高、初粘和耐热性良好、持粘标准，各项性能均远超国标GB/T23260-2009，且原料易得，成本低廉。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
本发明一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶，由以下重量份计的原料组成：基体橡胶IIR 30~50份，增粘树脂C5石油树脂30~70份，两种不同分子量的增塑剂PIB 20~80份，填料CaCO3 100~150份，丁基内胎再生胶40~50份，EVA（或AEM） 0~5份，4010NA（N-异丙基-N’-苯基对苯二胺）0~1份。
本发明所述的基体橡胶为丁基橡胶(IIR)和丁基内胎再生胶(RIIR)中的一种以上。IIR牌号为IIR-1953，是由异丁烯(IB)与少量异戊二烯共聚而成的一种合成橡胶，具有优良性能，尤其是气密性和水密性。丁基内胎再生胶是以废旧丁基内胎为原料加工而成的，与IIR相容性好，同时保留了IIR的基本结构特点，用来替代部分IIR，可使压敏胶具有耐热、耐臭氧、耐老化性能，在保证制品质量的同时降低生产成本。
本发明所述的增粘剂为C5石油树脂，又称碳五树脂，具有良好的增黏性、耐热性、耐水性，增粘效果一般优于C9树脂，在一定范围内，随着C5石油树脂用量的增加压敏胶粘接性能降低，内聚强度和剪切强度增加。
本发明所述的增塑剂为高分子量和低分子量大分子增塑剂聚异丁烯（PIB）中的一种以上。相对于普通酯类增塑剂，其分子量较大，高温时不易迁移，制得的压敏胶低温下初粘性好，伸长率、曲挠性和柔韧性好。
本发明所述的填料为轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙，颗粒微细、形状规则、比表面积大。填料的加入能改善压敏胶的加工性能，提高胶粘剂的稳定性和耐老化性，降低生产成本。
本发明所述的防老剂为4010NA（N-异丙基-N’-苯基对苯二胺），是一种胺类防老剂，熔点为70℃，在橡胶中易分散，对热、氧、光引起的老化具有优良的防护作用。
本发明所述的改性剂为EVA和AEM中的一种以上。EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）是由非极性的乙烯单体和强极性的乙酸乙烯单体通过引发剂在高压下本体聚合而成，AEM（乙烯丙烯酸酯橡胶）由乙烯和丙烯酸甲酯在氧或过氧化物引发剂存在下高压加热聚合而成，二者具有良好的弹性和加工性能，其分子结构中的极性酯基可与被粘物表面的极性基团产生相互作用，且二者分子量较高，在橡胶型压敏胶中可与橡胶大分子链发生缠结，不易抽出，从而提高在两物体表面的粘结强度。
本发明所述的丁基橡胶压敏胶制备方法是将基体橡胶、增粘树脂、填料、增塑剂以及其他助剂置于140℃的转矩流变仪中在60r/min的转速下捏合30min，制得丁基橡胶压敏胶样品，将制得的压敏胶样品于140℃下涂胶制备测试试样，最后测试其性能。由于改性剂的引入，所制得的丁基压敏胶的剪切强度、剥离强度均有增强，耐热性、持粘性均达到国标要求，在一定程度上提升了用于丁基防水卷材的橡胶型压敏胶的物理性能和机械性能。
本发明所述的丁基橡胶压敏胶的剥离强度按照GB2792－1998标准进行测试，剪切强度按照GB12953－2003标准进行测试，持粘性按照GB/T4851－1998标准进行测试，耐热性能按照GB/T328.11-2007标准进行测试，初粘性能的测试为，在温度为30℃、压力为0.6MPa和一定的转力下，在无转子硫化仪中测定转矩M的平均值来表示其初粘性。以上测试结果符合GB/T23260-2009。
本实验所用仪器：CTR-100转矩流变仪，上海昌凯机电科技有限公司；SF-400电子秤，永康市千团贸易有限公司；GT-M2000-A型橡胶无转子硫化仪，台湾高铁科技股份有限公司；DHG-9023AS型新型电热恒温鼓风干燥箱，宁波江南仪器厂；RGD-5电子拉力试验机，深圳市瑞格尔仪器有限公CZY-6S型压敏胶带持粘性测试仪, 济南兰光机电技术有限公司；GT-7017-M型热空气老化试验箱，台湾高铁科技股份有限公司。
本实验所用原料：丁基橡胶（IIR-1953），工业级，保定京博橡胶有限公司；丁基内胎再生胶，工业级，鸿运特种再生橡胶有限公司；轻质碳酸钙，工业级，海城华丰矿产品有限公司；PIB Ⅰ、Ⅱ，工业级，山东鸿瑞石油化工有限公司；C5石油树脂，工业级，濮阳恒丰石油化工有限公司；彩钢板，工业级，沈阳金童净化彩板有限公司；AEM、EVA，工业级，美国杜邦公司；4010NA，工业级，上海程锦化工有限公司。
丁基内胎再生胶可保持丁基橡胶的耐热性、耐老化性和耐气透性等宝贵性能，且价格低廉，节省资源，降低成本。丁基压敏胶所用的增粘剂为C5石油树脂，又称碳五树脂，具有良好的增黏性、耐热性、耐水性，增粘效果一般优于C9树脂，在一定范围内，随着C5石油树脂用量的增加压敏胶粘接性能降低，内聚强度和剪切强度增加。丁基压敏胶所用填料为轻质碳酸钙，又称沉淀碳酸钙，颗粒微细、形状规则、比表面积大，具有优良的耐磨性，撕裂强度，并在合成橡胶中有显著的补强作用，同时可以调整压敏胶稠度，降低生产成本。 聚合度较高的聚异丁烯呈无色橡胶态，聚合度较低的呈无色粘糊状，其分子量较大，高温时不易迁移。丁基压敏胶所用的防老剂为4010NA（N-异丙基-N’-苯基对苯二胺），是一种胺类防老剂，熔点为70℃，在橡胶中易分散，对热、氧、光引起的老化具有优良的防护作用。丁基压敏胶所用的改性剂为EVA和AEM中的一种以上。EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）和AEM（乙烯丙烯酸酯橡胶）分子结构中的极性酯基可与被粘物表面的极性基团产生相互作用，从而提高在两物体表面的粘结强度。
实施例一：在转矩流变仪中加入35g丁基橡胶与丁基内胎再生胶45g进行捏合，再依次加入C5石油树脂65g，CaCO3 145g，低分子量聚异丁烯PIB Ⅰ 60g，高分子量聚异丁烯PIBⅡ 20g，EVA 1.0g，4010NA 0.12g，混合30min至均匀后得到压敏胶样品，然后在电热恒温鼓风干燥箱中于140℃下涂胶制备测试样品，分别测试其初粘值、持粘时间、剥离强度、剪切强度和耐热性，测试结果见表1。
实施例二：本实施例的组成物与实施例一基本相同，区别在于用1.5g EVA代替1.0g EVA，实验方法与实施例一相同，在此不再赘述。
实施例三：本实施例的组成物与实施例一基本相同，区别在于用0.5g EVA代替1.0g EVA，实验方法与实施例一相同，在此不再赘述。
实施例四：本实施例的组成物与实施例一基本相同，区别在于用55g C5石油树脂代替65g C5石油树脂，实验方法与实施例一相同，在此不再赘述。
实施例五：本实施例的组成物与实施例一基本相同，区别在于用45g C5石油树脂代替65g C5石油树脂，实验方法与实施例一相同，在此不再赘述。
实施例六：在转矩流变仪中加入35g丁基橡胶与丁基内胎再生胶45g进行捏合，再依次加入C5石油树脂35g，CaCO3 145g，低分子量聚异丁烯PIB Ⅰ 60g，高分子量聚异丁烯PIBⅡ 20g，EVA 1.0g，4010NA 0.12g，混合30min至均匀后得到压敏胶样品，然后在电热恒温鼓风干燥箱中于140℃下涂胶制备测试样品，分别测试其初粘值、持粘时间、剥离强度、剪切强度和耐热性，测试结果见表1。
实施例七：本实施例的组成物与实施例六基本相同，区别在于用70g PIBⅠ代替60gPIBⅠ，实验方法与实施例六相同，在此不再赘述。
实施例八：本实施例的组成物与实施例六基本相同，区别在于用80g PIBⅠ代替60gPIBⅠ，实验方法与实施例六相同，在此不再赘述。
实施例九：本实施例的组成物与实施例六基本相同，区别在于用125g CaCO3 代替145g CaCO3，实验方法与实施例六相同，在此不再赘述。
实施例十：本实施例的组成物与实施例一基本相同，区别在于用105g CaCO3 代替145g CaCO3，实验方法与实施例六相同，在此不再赘述。
实施例十一：在转矩流变仪中加入35g丁基橡胶与丁基内胎再生胶45g进行捏合，再依次加入C5石油树脂65g，CaCO3 145g，低分子量聚异丁烯PIB Ⅰ 60g，高分子量聚异丁烯PIB Ⅱ 20g，AEM 1.5g，4010NA 0.12g，混合30min至均匀后得到压敏胶样品，然后在电热恒温鼓风干燥箱中于140℃下涂胶制备测试样品，分别测试其初粘值、持粘时间、剥离强度、剪切强度和耐热性，测试结果见表2。
实施例十二：在转矩流变仪中加入35g丁基橡胶与丁基内胎再生胶45g进行捏合，再依次加入C5石油树脂65g，CaCO3 145g，低分子量聚异丁烯PIB Ⅰ 60g，高分子量聚异丁烯PIB Ⅱ 20g，AEM 1.0g，4010NA 0.12g，混合30min至均匀后得到压敏胶样品，然后在电热恒温鼓风干燥箱中于140℃下涂胶制备测试样品，分别测试其初粘值、持粘时间、剥离强度、剪切强度和耐热性，测试结果见表2。
实施例十三：本实施例的组成物与实施例十二基本相同，区别在于用0.5g AEM代替1.0g AEM，实验方法与实施例十二相同，在此不再赘述。
实施例十四：本实施例的组成物与实施例十二基本相同，区别在于用125g CaCO3 代替145g CaCO3，实验方法与实施例十二相同，在此不再赘述。
实施例十五：本实施例的组成物与实施例十二基本相同，区别在于用105g CaCO3 代替145g CaCO3，实验方法与实施例十二相同，在此不再赘述。
实施例十六：本实施例的组成物与实施例十二基本相同，区别在于用55g C5石油树脂代替65g C5石油树脂，实验方法与实施例十二相同，在此不再赘述。
表1
表2
Claims (7)
1.一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备过程：
将基体橡胶、增粘树脂、填料、增塑剂以及其他助剂置于140℃的转矩流变仪中捏合30min，转速为60r/min，制得丁基橡胶压敏胶样品，将制得的压敏胶样品于140℃下涂胶制备测试试样，最后测试其性能；
其制备的丁基压敏胶由以下重量份计的原料组成：基体橡胶IIR 30~50份，增粘树脂C5石油树脂30~70份，两种不同分子量的增塑剂PIB 20~80份，填料CaCO3 100~150份，丁基内胎再生胶40~50份，EVA（或AEM）0~5份，4010NA（N-异丙基-N’-苯基对苯二胺）0~1份。
2.根据权利要求1所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，其特征在于，所述制备的丁基压敏胶所用的基体橡胶为丁基橡胶和丁基内胎再生胶中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，其特征在于，所述制备的丁基压敏胶所用的增粘剂为C5石油树脂。
4.根据权利要求1所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，其特征在于，所述制备的丁基压敏胶所用填料为轻质碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，其特征在于，所述制备的丁基压敏胶所用的增塑剂为高分子量和低分子量大分子增塑剂聚异丁烯（PIB）中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，其特征在于，所述制备的丁基压敏胶所用的防老剂为4010NA（N-异丙基-N’-苯基对苯二胺）。
7.根据权利要求1所述的一种用EVA或AEM改性的丁基橡胶压敏胶的制备方法，其特征在于，所述制备的丁基压敏胶所用的改性剂为EVA和AEM中的一种以上。
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