项尚林， 吴晶(南京工业大学材料科学与工程学院，江苏省南京市210009)作者简介:项尚林(1972-)，讲师，主要研究方向:新型高分子材料的合成与改性。



    0 前言

    苯 乙烯 一 丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)溶剂型胶粘剂色浅透明，抗冻性和抗冲压性好，工艺简单，是目前胶粘剂中用量较大的胶种[1-2].但SBS胶对

极性基材的粘接力不高，耐老化性能稍差，利用SBS分子中丁二烯(PB)段不饱和键的存在，用自由基打开SBS中的双键接枝丙烯酸醋类单体，使SBS分子成为带有极性侧链的梳状分子，并有轻度交联，使胶的内聚力、对极性基团的粘接力均获得提高。但目前的研究大都针对SBS溶剂型胶粘剂，在生产和使用过程中具有相当大的毒性和污染性，且成本较高[3-5]。

    作者 通 过 外加乳化剂，合成了一种环境友好型丙烯酸醋改性SBS乳液型胶粘剂，可在纸塑复合、纸塑礼品袋封边等领域替代现有的SBS溶剂型胶粘剂，具有较好的市场发展前景。

    1 实验部分

    1.1 主要原料

    SB S( YH 792,YH802)，工业级;增粘树脂，工业级;过氧化二苯甲酸(BPO)，工业级;甲基丙烯酸甲醋(MMA )，工业级;丙烯酸丁醋(BA)，工业级;丙烯酸(AA)，工业级;环己烷，化学纯;120#溶剂油，工业级;264，工业级;对苯二酚(HQ)，工业级;复配乳化剂，自配。

    1.2 丙烯酸酸改性SBS乳液的制备

    在 500 mL三口烧瓶中加人适量的SBS及环己烷、120#溶剂汽油，搅拌使SBS溶解。SBS完全溶解之后从滴加单体(MMA,BA ,A A)和BPO的混合液，进行SBS接枝共聚反应，温度控制在75-8090，大约反应4h。加人HQ,264，反应15min，温度降至60T.加人增粘树脂，直至它们完全溶解。再加人适量的复配乳化剂，在高速搅拌下慢慢滴加去离子水形成乳液。常温下继续搅拌60min，出料备用。

    1.3 性能测试

    1.3.1 粘度的测定

    根据 GB /T2 794-1995，用上海天平仪器厂生产的NDJ-1型旋转粘度仪进行测定。

    1.3.2 T剥离强度的测定

    试样尺寸:长 200mm，宽(2510.5)m m，厚度要均匀，不超过3mm。

    粘贴材料:涤 棉帆布(20cmx 2.5cm) ;涂胶量:10-15g/m 2.

    制样方法:将上述合成的丙烯酸醋改性SBS乳液均匀地涂于20cmx10cm的涤棉帆布上，涂好两块后立即将它们覆合在一起，用压滚延同一方向滚压数次，然后放入烘箱烘干。取出后将布块裁剪成三条20cmx2.5em的布条，舍弃两边多出的尺寸。

    根据 G B /T2 791-1995标准，测定T剥离强度。



    2 结果与讨论

    2.1 BPO用f对乳液性能的影响

    引发剂选择应符合下列四种原则:(1)贮存稳定；(2)无毒、色浅、热稳定性好;(3)高效;(4)放热平。因此本实验选用BPO作为引发剂。



    从图1 可以看出:随BPO用量的增加，乳液的T剥离强度和粘度均有所增加。但是当BPO用量太大，T剥离强度和粘度反而降低，原因可能是由于引发剂用量过大，会产生过多的活性中心，支链长度变短，接枝量下降，低分子均聚物增多，内聚力下降，从而影响产物的粘接性能降低。

     2.2 丙烯酸酪类单体用f对乳液性能的影响

 

    张东亮等人[4-5]提出MMA,BA按一定比例对SBS进行接枝，PBA支链属于柔软链段，有利于增强对被粘物表面的吸附与湿润，而PMMA为刚性支链，可起到提高内聚强度，增加胶膜的刚性与强度的作用。过多地引人PBA或PMMA支链都将导致胶粘剂性能下降，而当MMA/BA质量比为3:1时，硬软单体相互匹配，使内聚强度与柔韧性达到最佳组合，胶粘剂的性能最佳。

    实验控制 MMA/BA质量比为3:1，由表1可见，单体加人量越多，T剥离强度和粘度越大。但是用量也不可太多，太多会产生大量低分子均聚物，内聚力下降，T剥离强度下降，且在反应过程中不易控制，容易产生凝胶。

    2.3 功能单体AA用皿对乳液性能的影响



    由图 2 可 知功能单体AA对改善SBS粘接强度有很大的作用。随着功能单体AA用量的增加，T剥离强度也随之增大，但用量过多，产物的粘度也迅速增加。这是因为SBS主链上引人了一COOH基团，具有很强的固化交联特性，有利于提高胶层的粘接力，然而功能单体活性很高，用量过大，反应难以控制，且粘度过大不适合胶粘剂的涂覆，故在本体系中AA用量为0.9%较为合适。

    2.4 乳化剂用A对乳液性能的影响

   在本 体 系中，乳化剂虽然不直接参加化学反应，但它是最重要的组分之一。乳化剂的种类和浓度将影响乳液的稳定性，最终影响胶粘剂的性能。



    从图 3 可以看出，在一定范围内随乳化剂用量增大，乳液的T剥离强度和粘度增加，但是随乳化剂用量增大到一定程度，T剥离强度反而下降。

    乳化剂用量太小，乳液不够稳定，容易产生分层;随着用量增加，稳定性提高。这是因为乳化剂用量增加，乳化时形成的胶束数目随之增多，乳胶粒径随着乳化剂用量的增加而减小;而乳液粒子数目增加的同时也使得乳液的表观粘度迅速提高。同时乳化剂的过多加人会在胶膜表面形成一层低分子的弱界面，使粘接强度下降。另外随着乳化剂用量增大，胶膜的吸水率增加，导致其耐水性也下降。因此，乳化剂用量不宜过多，由图3可知，乳化剂的用量为4.6%，胶粘剂的性能较好。



    3 结论

    综上所述，BPO、丙烯酸醋单体、AA及乳化剂用量对丙烯酸醋改性SBS乳液型胶粘剂性能有较大的影响，其中当BPO用量为0.35%、丙烯酸醋单体的用量为7.3%,AA的用量为0.9%、乳化剂用量为4.6%时，胶粘剂的综合性能最佳。并且制得的SBS乳液型胶粘剂以水代替大部分溶剂，是一类成本较低、环境友好型的胶粘剂，可在纸塑复合、纸塑礼品袋封边等领域替代现有的SBS溶剂型胶粘剂，具有较好的市场发展前景。

    参考文献

    [1]李子东，李广宇，于敏编著.现代胶粘技术手册[M].北京 :新 时 代出版社，2002

    [2]项尚林，杨晨，施伟，等.SBS环保耐热型装饰胶粘剂的研制 田 . 中国胶粘剂，2006,15(1):29-31

    [3] 周卫平，张梅菊.嵌段共聚物SBS/SIS的接枝改性研究[J]· 中国胶粘剂，2006,15(3):6-10

    [4] 张东亮，龚方红.无三苯CR/SBS/MMABA自交联环保型鞋用胶的合成与表征[J].中国胶粘剂，2003,12(6):33 - 36

    [5]张东亮，支小敏，吕云江.聚烯烃塑料用胶粘剂SBSiMM AB A /MAA的合成与性能研究[J].塑料工业，2001,29(6 ): 12 -14