陈　辉(福州东宝树脂有限公司,福建省福州350007)

前　言
　　目前市售的含三苯溶剂型氯丁喷胶,具有粘度低、机械喷涂性好、初粘力大、粘结强度高、耐热性强等优异的综合性能],广泛应用于建筑、汽车、家具、装璜等行业,全国年销量达2万多吨。但是,由于氯丁喷胶中的三苯溶剂含量约占30%,即每年约有6000多吨三苯溶剂都在各个施工工地散发到空气中,在某种程度上严重污染了施工人员和用户的生存环境。
　　本文采用低毒混合溶剂代替三苯溶剂,制备无三苯溶剂型氯丁喷胶,研究了混合溶剂、氯丁橡胶和增粘树脂对氯丁喷胶的粘度、粘性保持时间、初粘力和粘结强度的影响,并成功开发出工业用喷胶。
1　实验部分
1.1 原料
　　氯丁橡胶,电化牌,Ａ-30,Ａ-90,Ｍ-40,Ｍ-100,日本电气化学工业公司。叔丁基酚醛树脂,ＦＲＪ-551,软化点110℃,美国Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ化学公司:萜烯酚醛树脂,Ｔ803,软化点145℃,厦门荒川化工公司:萜烯树脂,Ｔ-100,软化点100℃,福建省清流县香料厂;松香改性酚醛树脂,210,软化点130℃,上海南大化工厂:松香甘油酯,ＧＥＲ-85,软化点85℃,广西梧州日成林产化工公司:古马隆树脂,特级,软化点85℃,上海焦化总厂。活性氧化镁,ＳＴＡＲＭＡＧ-150,日本Ｋｏｎｏｓｈｉｍａ化学公司;活性氧化锌,上海京华化工厂。抗氧剂,Ｉｒｇａｒｎｏｘ-1010,德国汽巴公司。催化剂,自配。甲苯,环己烷,正己烷,甲乙酮,丙酮, 溶剂汽油,化学纯,上海轻化工公司
1.2 实验步骤
　　在带有滴液漏斗、回流冷凝器、温度计和搅拌器的1000ｍｌ四口烧瓶中,加入叔丁基酚醛树脂50ｇ、活性氧化镁5ｇ、催化剂1ｇ及一定量混合溶剂中的非极性溶剂(如甲苯、环己烷、正己烷、溶剂汽油),在室温下不断搅拌反应12～16ｈ,待反应结束后加入混合溶剂中余下的极性溶剂(如甲乙酮、丙酮),至所需添加混合溶剂总量500ｇ。然后将氯丁橡胶(如Ａ-30、Ａ-90、Ｍ-40、Ｍ-100)100份、活性氧化镁4份、活性氧化锌4份、抗氧剂1010　2份在混炼机上混炼并冷却、切碎,取其碎胶片110ｇ加入上述预反应烧瓶中,在室温下继续搅拌溶解8～12ｈ,即得一定粘度和固含量的氯丁喷胶。
1.3　测试性能
1.3.1　测定粘度和固含量
　　按ＧＢ2794-1995规定,用美国Ｂｒｏｏｋｆｒｉｅｌｄ公司的ＬＶＦ型粘度计测定氯丁喷胶的粘度(ｍＰａ•ｓ/25℃)。按ＧＢ2793-1995规定,用上海天平仪器厂的ＺＡ2003型电子天平测定氯丁喷胶的固含量(%)。

1.3.2 测定粘性保持时间
　　在宽25ｍｍ×长20ｍｍ的帆布条上,用氯丁喷胶均匀喷涂,重复二次,待室温下自然干燥10ｍｉｎ后开始计时,每隔5ｍｉｎ将试条两粘接面互相叠合,用手辊滚压结实,再用手将帆布任一端两面沿180°方向撕扯,直至不易撕开为止,这段时间即为粘性保持时间。
1.3.3 测定粘接强度
　　在宽25ｍｍ×长200ｍｍ的帆布条上,用日本Ｎａｒｉｔａ公司的Ｆ75型喷枪喷涂氯丁喷胶,重复喷涂二次。待室温下自然干燥10ｍｉｎ～15ｍｉｎ后,将试样条两粘接面互相叠合,用手辊滚压结实,胶粘成帆布试样。按ＧＢ/Ｔ532-1997规定,用广州实验仪器厂的ＸＬ-50Ａ型拉力试验机分别测定帆布/帆布试样条在室温放置5ｍｉｎ和24ｈ后的粘接强度(ｋＮ/ｍ)。
2　结果与讨论
2.1 混合溶剂的影响
　　取氯丁橡胶Ａ-30牌号,改变各种混合溶剂体积比(1/1/1或1/3/3),按上述实验步骤制得固含量25%的氯丁喷胶,测其粘度和粘性保持时间,观察喷涂效果,结果见表1所示。

　　

　　从表1可以看出,在氯丁喷胶的三种混合溶剂体系中,无论其体积比是1/1/1或是1/3/3,其溶解参数(δ)和氢键指数(γ)之和都在12.7±1.0范围,比较接近氯丁橡胶的溶解度参数(δ=9.2或9.5)和氢键指数(γ=3.5)之和(δ+γ=12.7或13.0)[4],或者是在11.0～15.3范围(δ+γ=7.5～9.8±3.5～5.5)[5],均能完全溶解氯丁橡胶。当甲苯/丙酮/正己烷混合溶剂体积比为1/1/1或1/3/3时,其氯丁喷胶粘度稍高,粘性保持时间长,喷涂性良好。
当环己烷/丙酮/汽油混合溶剂体积比为1/1/1或1/3/3时,其氯丁喷胶粘度比较适中,粘性保持时间可以达到一般施工要求,喷涂性好。当甲乙酮/丙酮/正己烷混合溶剂体积比为1/1/1或1/3/3时,其氯丁喷胶粘度低,最适合于机械喷涂,可在空气中喷成雾状而不是蜘网状,大大改善喷涂效果,粘性保持时间20ｍｉｎ时便于施工,而持粘期10ｍｉｎ过短,不便施工。因此,选择甲乙酮/丙酮/正己烷(1/1/1)作为无三苯溶剂型氯丁喷胶的混合溶剂体系,其喷涂施工效果较好。
2.2 氯丁橡胶的影响
　　取混合溶剂甲乙酮/丙酮/正己烷的体积比为1/1/1,改变氯丁橡胶品种(Ａ-30,Ａ-90,Ｍ-40,Ｍ-100)及其组合(50/50),按上述实验步骤制得固含量25%的无三苯溶剂型氯丁喷胶,测其粘度、粘性保持时间和粘接强度,结果见表2所示。

　　
　　
　　　　从表2可以看出,单独使用低门尼粘度、高结晶速率的Ａ-30牌号氯丁橡胶(Ｎｏ.1),或是低门尼粘度、中等结晶速率的Ｍ-40牌号氯丁橡胶(Ｎｏ.3),或是二者的混合(Ｎｏ.5),所制得无三苯溶剂型氯丁喷胶粘度低,初粘力和粘接强度差,而单独或混合使用Ｍ-40的喷胶粘性保持时间最长或相应延长。单独使用中等门尼粘度、高结晶速率的Ａ-90牌号氯丁橡胶.(Ｎｏ.2),所制得无三苯溶剂型氯丁喷胶粘度低,钻性保持时间短,但其初粘力和粘接强度最高,而用中等门尼粘度、中等结晶速率的Ｍ-100牌号氯丁橡胶(Ｎｏ.4),所制得无三苯溶剂型氯丁喷胶粘度最高,粘性保持时间较长,但初粘力低,粘接强度适中;但二者混合(Ｎｏ.6)后,所制得无三苯溶剂型氯丁喷胶粘度和粘性保持时间适中,初粘力和粘接强度较高,又有较好的施工喷涂性。
2.3 增粘树脂的影响
　　取混合溶剂甲乙酮/丙酮/正己烷体积比为1/1/1,选择Ａ-90牌号和Ｍ-100牌号氯丁橡胶的混合比为1/1,按上述实验步骤制得固含量25%的无三苯溶剂型氯丁喷胶,将其作为空白,分别添加其占总量2%的各种类型增粘树脂,测试其粘度、粘性保持时间和粘接强度,结果见表3所示。

　　

　　　　从表3可以看出,在无三苯溶剂型氯丁喷胶中,加入各种类型增粘树脂后其粘度都稍有增加,其中含12%-16%羟甲基的叔丁基酚醛树脂使其粘性保持时间缩短,初粘力和粘接强度增大;萜烯酚醛树脂、萜烯树脂和松香改性酚醛树脂使其粘性保持时间稍短,初粘力和粘接强度略增:低软化点的松香甘油酯和古马隆树脂则使其粘性保持时间延长,初粘力和粘接强度稍有降低。结果表明,选用叔丁基酚醛树脂作为无三苯溶剂型氯丁喷胶的增粘树脂较为满意,具有适中的粘度和粘性保持时间,又有很高的初粘力和粘接强度、及很好的施工喷涂性。
3 结　论
　　要制备无三苯溶剂型氯丁喷胶,最好选择下列条件:(1)选用混合溶剂甲乙酮/丙酮/正己烷体积比为1/1/1。(2)选用混炼过的Ａ-90/Ｍ-100氯丁橡胶混合比为1/1。(3)选用叔丁基酚醛树脂作为增粘树脂。(4)选用混炼氯丁橡胶:氯丁橡胶100份、活性氧化镁4份、活性氧化锌4份、抗氧剂2份。(5)选用预反应螯合树脂:叔丁基酚醛树脂50份、活性氧化镁5份、催化剂1份、无三苯混合溶剂(极性溶剂+非极性溶剂)500份。