裝飾用SBS基免釘膠的研制

王向陽 鄧浩

摘要：研究了以2種不同結構SBS彈性體混合物為主粘料的免釘膠配方，考查了SBS彈性體、增粘樹脂、填料、混合溶劑的配比，以及抗氧劑等助劑的用量對免釘膠性能的影響，制得固含量為70%的免釘膠。測試結果表明，研制的SBS免釘膠性能符合相關標準，并且成本適中，具有一定推廣價值。

關鍵詞：免釘膠；增粘樹脂；SBS彈性體；有害物質限量

中圖分類號：TQ433.4 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2014）04-0064-03

免釘膠是一種多功能裝飾膠粘劑，主要用于粘接固定各種木線、門套線、石膏線、地板瓷磚、各種裝飾掛件及各種墻板工程等。近些年裝飾用免釘膠逐漸取代了以前室內外裝修采用的打釘、鉆眼等固定方式，有效避免了噪音和粉塵污染，也減輕了對房屋結構的破壞，得到了越來越廣泛的應用[1]。

裝飾萬能膠主要有溶劑型氯丁橡膠（CR）膠粘劑、溶劑型SBS（苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物）膠粘劑等[2]。其中SBS基膠粘劑由于其固有的優點受到越來越多地應用[3]。目前室內墻面輕質裝飾板用免釘膠行業標準已經發布[4，5]，為免釘膠進一步推廣及產品質量檢驗提供了依據。本文中采用SBS彈性體為主體材料研制出了符合使用要求的裝飾用免釘膠。

1 實驗部分

1.1 主要實驗設備及測試儀器

2 L行星攪拌實驗機，高速分散試驗機，氣動擠槍，電熱鼓風干燥箱，萬能拉力機等。

1.2 試驗原材料及配比

線型結構SBS 彈性體A：80～120（質量份，下同）；星型結構SBS彈性體B：140～180；萜烯樹脂：150～170；脂肪族改性C9石油樹脂：120～140；對叔丁基酚醛樹脂：70～90；超細高嶺土：80～100；超細滑石粉：150～180；納米碳酸鈣：240～280；活性氧化鎂：7.5～10；環保溶劑ExxsoL DSP：320～340；二甲苯：80～85；抗氧劑CIBA IRGANOX 1010：1.6～2.0。

1.3 免釘膠的制備

（1）對叔丁基酚醛樹脂螯合液制備：用混合溶劑溶解對叔丁基酚醛樹脂制備成50%溶液，再加入一定比例的活性氧化鎂，以水作為催化劑，攪拌活化6 h至反應完全。

（2）在一定量的混合溶劑中，依次加入預先制備好的50%對叔丁基酚醛樹脂螯合液、脂肪族改性C9石油樹脂、萜烯樹脂、SBS彈性體A、SBS彈性體B、抗氧劑等，溶解完全后加入活性氧化鎂、超細高嶺土、超細滑石粉、納米碳酸鈣并分散均勻，冷卻后將物料移至包裝壓機活塞下出料包裝成320 g管裝。

1.4 常規性能測試

采用氣動擠槍進行擠出性、晾置時間等試驗并制備各類試塊。主要性能測試指標及方法依據《JC/T 2186—2013室內墻面輕質裝飾板用免釘膠》，結果見表1。

2 結果與討論

2.1 溶劑的選擇

在免釘膠中，溶劑直接影響PS、PB嵌段的形態，進而影響粘接強度[6]。溶劑選擇的原則主要基于溶解性能、環保性能、成本、揮發速度以及抗凍性等[7，8]。工業上使用較多的溶劑組合為甲苯-環己烷體系和二甲苯-環己烷體系[9]，據此本產品中選用二甲苯-環保型石油溶劑DSP的混合溶劑，不同配比的混合溶劑組合試驗結果見表2。綜合成本、環保性能及免釘膠干燥速率等性能，選擇m二甲苯/mDSP=20/80，混合溶劑用量為總量的30%，符合有害物質限量、固含量指標及晾置時間指標要求。

2.2 SBS彈性體型號的選擇

SBS彈性體按結構形態主要分為線型和星型2種，線形結構的SBS彈性體溶解性好，但內聚強度不足；星型結構SBS彈性體溶解性稍差，但內聚強度較大[6]。本文采用LG化學線形結構的SBS彈性體A與星形結構的SBS彈性體B搭配使用，經過試驗確定mA/mB=80/20。SBS彈性體不同配比對硬度、加工性及幾種常見基材剪切強度的影響見表3。

2.3 增粘樹脂的選擇

SBS彈性體本身是非極性的，其范德華力及滲透性能都很弱，粘接強度低，故需要加入增粘樹脂[10]。本實驗中選用增粘樹脂為低熔點萜烯樹脂、對叔丁基酚醛樹脂、脂肪族改性C9石油樹脂。通過試驗，確定最佳配比為：mC9石油樹脂/m萜烯樹脂/m對叔丁基酚醛樹脂=35/45/20，免釘膠邵氏硬度為75，剪切強度也符合標準要求。

2.4 顏填料的選擇

通過優化免釘膠配方中的顏填料的配比可獲得較好的觸變性從而提高免釘膠的施工性能，也有利于改善免釘膠的收縮性，提高其粘接強度、裝飾性并降低成本[11，12]。經多次試驗確定填料質量比為：m超細高嶺土/m超細滑石粉/m納米碳酸鈣=16/34/50。活性氧化鎂是基于叔丁基酚醛樹脂螯合需要量加入，推薦量為叔丁基酚醛樹脂的10%左右。

2.5 其他助劑

SBS彈性體中含有不飽和鍵，較容易老化，本實驗中選用抗氧劑1010作為穩定劑，通過對免釘膠耐老化性能考查并結合成本指標，確定加量為免釘膠總量的0.1%。

2.6 加工工藝對產品性能的影響

SBS彈性體基免釘膠加工工藝對其最終性能影響頗大。溶解階段必須保證增粘樹脂、彈性體等充分溶解，以避免與填料互相潤濕不佳而導致貯存性能不好；有效控制叔丁基酚醛樹脂的螯合過程，如催化劑水的加量、溫度、反應時間等[13]，以避免螯合液分層；填料分散階段須保證填料的良好分散狀態（細度低于50 μm），有利于SBS彈性體及各增粘樹脂與粉體間互相融合，從而使免釘膠獲得較好的綜合性能；包裝階段應注意溫度的控制，同時防范操作過程中空氣被卷入膠漿。

3 結語

（1）采用m二甲苯/mDSP=20/80混合溶劑，對SBS彈性體及各增粘樹脂等具有較好的溶解性能，制得的膠漿具有較好的抗凍性、施工性和干燥性能，通過對固含量的控制，達到了JC/T 2186—2013中相關有害物質限量的要求

（2）免釘膠加工工藝重點應控制彈性體及增粘樹脂的溶解、叔丁基酚醛樹脂的螯合反應、填料的分散過程、出料包裝過程等4方面。

（3）研制的免釘膠可用于常見的多種基材，且成本性能比適中，具有較高的推廣價值。

參考文獻

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[2]鄧翠燕，王奉平，等.一種建筑裝飾用免釘膠： CN，200910039623[P].2009-10-07.

[3]馬建江，黃向.我國SBS市場產品應用狀況分析[J].廣東化工，2012，39（14）：186-188.

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[11]李子東，李廣宇，等.SBS系列膠粘劑的進展[J].粘接，1999，20（5）：31-35.

[12]楊宗志.關于膠粘劑和密封劑顏填料的選擇[J].粘合劑，1990（4）：43-47.

[13]劉建國，王潔，等.活性氧化鎂在氯丁橡膠膠粘劑中的作用機理[J].橡膠資源利用，2003（4）：23-25.

Development of SBS-based free nail glue for decorating

WANG Xiang-yang，DENG Hao

（Qingdao Ledar Chemical Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266300，China）

Abstract：In the paper，the free nail glue formulations based on the mixture of two different structures SBS elastomers as the main material were investigated.The effects of SBS elastomer，tackifying resin，filler，proportion of mixed solvent and amount of additives such as antioxidant 1010 on the performance of the free nail glue were explored，and a free nail glue with solid content of 70% was prepared. The test results showed that the SBS based free nail glue performance meets the requirements of relevant standards，the cost is moderate，and the glue has a certain value of popularization.

Key words：free nail glue；tackifying resin；SBS elastomer；harmful substances limit