CN113930190A - 一种改性丁基橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于丁基防水自粘胶生产技术领域，本申请提供了一种改性丁基橡胶及其制备方法，该改性丁基橡胶由以下质量份数的组分组成：8‑15份的丁基橡胶；40‑60份的填料；5‑20份的石油树脂；5‑20份的聚异丁烯；5‑10份的软化剂；0.3‑1份的乙烯共聚物；所述乙烯共聚物包括乙烯单元和含烯基衍生结构单元。本发明在丁基自粘胶主要配方中添加少量乙烯共聚物，能够有效改善丁基自粘胶流动性，极大提升防流淌变形能力，耐高、低温性能良好。使用本发明改性后的丁基自粘胶，常温下长时间不出现流淌变形现象，高温下与常规产品相比，有更好的热稳定性。

Description

一种改性丁基橡胶及其制备方法

技术领域

本申请属于丁基防水自粘胶生产技术领域，涉及一种丁基橡胶流淌变形性能的改善方法，可有效提高丁基自粘胶的耐高、低温性能，具体涉及一种改性丁基橡胶及其制备方法。

背景技术

丁基防水自粘胶是以丁基橡胶为基体，配以填料、石油树脂、软化剂、聚异丁烯等材料，按一定比例混合加工而成。丁基防水自粘胶因其优异的防水、耐腐蚀、耐老化等性能，广泛用于建筑防水领域。

丁基自粘胶通常为非硫化制品，配方中存在软化剂、聚异丁烯等中低分子量物质，所以常温下仍存在一定的流淌变形能力，随温度增加，流淌变形能力越来越强，很难保持原有形状，这导致丁基自粘胶在使用过程中易出现流淌变形而造成的位置滑移问题。

目前，常用的防冷流(防流淌变形)手段是通过减少配方中的低分子量物质，如降低聚异丁烯、软化剂使用量，减缓丁基自粘胶的流淌变形速度。但是，降低低分子物质含量会造成丁基自粘胶硬度增大，生产加工困难、施工困难、耐低温性能差等问题；而且丁基自粘胶的流淌变形问题难以有效解决，在长时间使用过程中自粘胶依然存在流淌变形隐患，在光照、高温或非水平应用场景等条件下，将极大增加丁基自粘胶流淌变形隐患。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种改性丁基橡胶及其制备方法，本发明提供的改性丁基橡胶是防流淌变形能力极大提升的丁基自粘胶，具有良好的耐高、低温性能。

本发明提供一种改性丁基橡胶，其由以下质量份数的组分组成：

8-15份的丁基橡胶；

40-60份的填料；

5-20份的石油树脂；

5-20份的聚异丁烯；

5-10份的软化剂；

0.3-1份的乙烯共聚物；

所述乙烯共聚物包括乙烯单元和含烯基衍生结构单元。

在本发明的优选实施例中，所述乙烯共聚物选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物和乙烯-乙烯醇共聚物中的一种或多种。

在本发明的优选实施例中，所述乙烯共聚物为乙烯醋酸乙烯酯共聚物，VA质量含量为16％-20％。

在本发明的优选实施例中，所述软化剂选自环烷油和白油中的一种或多种；所述聚异丁烯的分子量为2200-2500。

在本发明的优选实施例中，所述石油树脂为碳五石油树脂；所述填料为重质碳酸钙。

在本发明的优选实施例中，所述丁基橡胶为10-12份；所述填料为50-60份。

本发明实施例提供如前文所述的改性丁基橡胶的制备方法，包括以下步骤：

按照质量配比，将丁基橡胶、乙烯共聚物加入到捏合机中高温塑炼一定时间，之后分别加入石油树脂、填料、软化剂、聚异丁烯，全部添加完成后继续加工，得到改性丁基橡胶。

在本发明的优选实施例中，使丁基橡胶与乙烯共聚物高温塑炼条件包括：混合塑炼20-30min，温度为190-220℃。

与现有技术相比，本发明改善丁基自粘胶流淌变形而提供一种改性丁基橡胶，其是由以下质量份数的物质组成：丁基橡胶8-15份；填料40-60份；石油树脂5-20份；聚异丁烯5-20份；软化剂5-10份；乙烯共聚物0.3-1份；所述乙烯共聚物包括乙烯单元和含烯基衍生结构单元。本发明在丁基自粘胶主要配方中添加少量乙烯共聚物，能够有效改善丁基自粘胶流动性，极大提升防流淌变形能力，耐高、低温性能良好。使用本发明改性后的丁基自粘胶，常温下长时间不出现流淌变形现象，高温下与常规产品相比，有更好的热稳定性。

具体实施方式

下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种改性丁基橡胶，其由以下质量份数的组分组成：

8-15份的丁基橡胶；

40-60份的填料；

5-20份的石油树脂；

5-20份的聚异丁烯；

5-10份的软化剂；

0.3-1份的乙烯共聚物；

所述乙烯共聚物包括乙烯单元和含烯基衍生结构单元。

针对丁基自粘胶流淌变形问题，本发明的目的是提供一种改性丁基橡胶，其防流淌变形能力有极大提升，可有效提高丁基自粘胶的耐高、低温性能。

为了实现改善丁基自粘胶流淌变形能力的目的，本发明以丁基橡胶为基体，进行配料、改性。所述的改性丁基橡胶配方中，所包含的丁基橡胶为8-15质量份，优选为10-12份。所述丁基橡胶门尼粘度指标在51±4范围内，可采用市售的丁基橡胶1953等牌号产品。

本发明实施例所述改性丁基橡胶包括：40-60质量份的填料；5-20质量份的石油树脂。在本发明的实施例中，所述填料优选重质碳酸钙；所述填料含量优选为50-60份。重质碳酸钙又称研磨碳酸钙，简称重钙，通常是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石等而制得，沉降体积可为1.2～1.9ml/g；本发明对所述填料重钙的来源等没有特殊限制。

并且，本发明实施例所述石油树脂优选为碳五石油树脂，增粘等作用较好。本发明采用市售的石油树脂即可，其含量优选为6-15份；石油树脂是石油裂解所副产的C5、C9馏份，经前处理、聚合、蒸馏等工艺生产的一种热塑性树脂，是分子量介于300-3000的低聚物。

在本发明中，所述的丁基自粘胶含有聚异丁烯5-20份、软化剂5-10份。聚异丁烯英文名称:Poly(isobutylene)，简称PIB；本发明配合采用低分子量的聚异丁烯，可起到抗氧化、粘度调控等作用。所述聚异丁烯的平均分子量可为2200-2500；本发明优选采用聚异丁烯2400，用量优选为8-16份，对其来源并无限制。在本发明的优选实施例中，所述软化剂为环烷油、白油中一种或多种，石油树脂为碳五石油树脂；聚异丁烯选用分子量2400。

在本发明的实施例中，所述软化剂优选选自环烷油和白油中的一种或多种，更优选为环烷油。白油，别名石蜡油、白色油、矿物油，是原油经常压和减压分馏、溶剂抽提和脱蜡、加氢精制而得。环烷油是以环烷烃为主要成分的石油馏分，具有低倾点、高粘度、无毒副作用等特点。本发明优选实施例所用的环烷油的技术指标：酸值<0.15mgKOH/g，例如环烷油-4010牌号。在本发明的优选实施例中，填料为重质碳酸钙；软化剂为环烷油；聚异丁烯为聚异丁烯2400。

在上述配方成分基础上，本发明添加0.3-1质量份的乙烯共聚物，优选为0.4-0.8份。通过本发明改性后的丁基防水自粘胶稳定性明显提高，具有良好的耐高、低温性能，利于应用。

本发明所述的乙烯共聚物主要由乙烯单体、含烯基衍生结构单体共聚而得，其结构包括乙烯单元和含烯基衍生结构单元。本发明使用的乙烯共聚物优选为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯丙烯酸共聚物和乙烯-乙烯醇共聚物中的一种或多种，更优选为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。其中，本发明优选实施例使用的乙烯醋酸乙烯酯共聚物选用VA含量16wt％-20wt％，例如牌号18-3。

本发明一些实施例所述的丁基自粘胶(改性丁基橡胶)质量分数配方如下：丁基橡胶：10％-12％；重质碳酸钙：50％-60％；石油树脂：5％-20％；聚异丁烯2400：5％-20％；环烷油：5％-10％；乙烯共聚物(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)：0.3％-1％。

本发明实施例提供了如前文所述的改性丁基橡胶的制备方法，包括以下步骤：

按照质量配比，将丁基橡胶、乙烯共聚物加入到捏合机中高温塑炼一定时间，之后依次加入石油树脂、填料、软化剂、聚异丁烯，全部添加完成后继续加工，得到改性丁基橡胶。

本发明实施例首先将一定质量比例的丁基橡胶、乙烯共聚物加入到捏合机中，优选在190-220℃温度条件下塑炼20min-30min。然后，分别加入石油树脂、填料、软化剂、聚异丁烯，此加料过程具体可为：加入石油树脂，待石油树脂完全分散后加入1/4量软化剂；将重质碳酸钙全部加入，混合5-10min；将剩余环烷油全部加入，混合3-5min；加入聚异丁烯。全部添加完成后继续加工5-10min。本发明实施例具体步骤中，混炼加工总时间控制在50～70min。

通过本发明方法处理后的丁基防水自粘胶稳定性明显提高，处理效果显著。本发明制备的改性丁基橡胶常温下长时间使用不出现流淌变形现象，与常规产品相比，高温下热稳定性更好。此外，本发明生产加工简便，易于操作控制。

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。在本发明中，在未作相反说明的情况下，本发明中涉及的量均为质量百分比。

实施例1

所述丁基自粘胶含以下成分：

丁基橡胶牌号：1953，厂家：京博中聚新材料有限公司；

重质碳酸钙1200目，广西贺州国泰粉体有限公司；

环烷油牌号N4010，厂家：山东晨航能源有限公司；

聚异丁烯牌号：2400，厂家：山东鸿瑞新材料科技有限公司；

碳五石油树脂型号：RCA1100厂家：濮阳市瑞成化工有限公司；

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物牌号：18-3，厂家：北京东方石油化工有限公司。

丁基自粘胶中各成分质量份数分别为：丁基橡胶12份、重质碳酸钙58份、环烷油10份、聚异丁烯12份、石油树脂7.5份、乙烯醋酸乙烯酯共聚物0.5份。其中，使用的乙烯醋酸乙烯酯共聚物选用VA含量16％-20％。石油树脂为碳五石油树脂。

将丁基橡胶、乙烯共聚物加入到捏合机中，190-220℃条件下塑炼20-30min；加入石油树脂，待石油树脂完全分散后加入1/4量软化剂；将重质碳酸钙全部加入，混合5-10min；将剩余环烷油全部加入，混合3-5min；加入聚异丁烯。全部添加完成后继续加工5-10min。混炼加工总时间控制在为50～70min。

对制备的改性丁基橡胶进行如下性能指标测定：

比重的测定方法为固体密度计测量，比重值能在一定程度上反应产品的各物料配比，可指导产品使用量。

软化点测定方法为GB/T4507-2014，实用软化点测定仪进行测定，可反应丁基自粘胶的加工温度。

低温柔性、耐热性、持粘性、剪切状态下粘合性、玻璃状态下粘合性测定方法均为JCT942-2004，反应材料高、低温条件下，保持形态的能力；内聚能以及强度。

本实例所示的产品性能如下：

表1本发明实施例产品的性能

对比例

丁基自粘胶含以下成分：

丁基橡胶牌号：1953，厂家：京博中聚新材料有限公司；

重质碳酸钙1200目，广西贺州国泰粉体有限公司；

环烷油牌号N4010，厂家：山东晨航能源有限公司；

聚异丁烯牌号：2400，厂家：山东鸿瑞新材料科技有限公司；

碳五石油树脂型号：RCA1100厂家：濮阳市瑞成化工有限公司；

丁基自粘胶中各成分质量份数分别为：丁基橡胶12份、重质碳酸钙58.5份、环烷油10份、聚异丁烯12份、石油树脂7.5份。其中石油树脂为碳五石油树脂。

将丁基橡胶加入到捏合机中，190-220℃条件下塑炼20-30min；加入石油树脂，待石油树脂完全分散后加入1/4量软化剂；将重质碳酸钙全部加入，混合5-10min；将剩余环烷油全部加入，混合3-5min；加入聚异丁烯。全部添加完成后继续加工5-10min；混炼加工总时间控制在为50～70min。

对制备的丁基自粘胶进行如下性能指标测定：

比重的测定方法为固体密度计测量，比重值能在一定程度上反应产品的各物料配比，可指导产品使用量。

软化点测定方法为GB/T4507-2014，实用软化点测定仪进行测定，可反应丁基自粘胶的加工温度。

低温柔性、耐热性、持粘性、剪切状态下粘合性、玻璃状态下粘合性测定方法均为JCT942-2004，反应材料高、低温条件下，保持形态的能力；内聚能以及强度。

对比例所示的产品性能如下：

表2对比例产品的性能

由以上实施例可知，本发明在丁基自粘胶主要配方中添加少量乙烯共聚物，能够有效改善丁基自粘胶流动性，极大提升防流淌变形能力，耐高、低温性能良好。使用本发明改性后的丁基自粘胶，常温下长时间不出现流淌变形现象，高温下有更好的热稳定性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种改性丁基橡胶，其特征在于，由以下质量份数的组分组成：

8-15份的丁基橡胶；

40-60份的填料；

5-20份的石油树脂；

5-20份的聚异丁烯；

5-10份的软化剂；

0.3-1份的乙烯共聚物；

所述乙烯共聚物包括乙烯单元和含烯基衍生结构单元。

2.根据权利要求1所述的改性丁基橡胶，其特征在于，所述乙烯共聚物选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物和乙烯-乙烯醇共聚物中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的改性丁基橡胶，其特征在于，所述乙烯共聚物为乙烯醋酸乙烯酯共聚物，VA质量含量为16％-20％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的改性丁基橡胶，其特征在于，所述软化剂选自环烷油和白油中的一种或多种；所述聚异丁烯的分子量为2200-2500。

5.根据权利要求1-3任一项所述的改性丁基橡胶，其特征在于，所述石油树脂为碳五石油树脂；所述填料为重质碳酸钙。

6.根据权利要求1-3任一项所述的改性丁基橡胶，其特征在于，所述丁基橡胶为10-12份；所述填料为50-60份。

7.如权利要求1-6任一项所述的改性丁基橡胶的制备方法，包括以下步骤：

按照质量配比，将丁基橡胶、乙烯共聚物加入到捏合机中高温塑炼一定时间，之后分别加入石油树脂、填料、软化剂、聚异丁烯，全部添加完成后继续加工，得到改性丁基橡胶。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，使丁基橡胶与乙烯共聚物高温塑炼条件包括：混合塑炼20-30min，温度为190-220℃。