装饰用SBS基免钉胶的研制

王向阳 邓浩

摘要：研究了以2种不同结构SBS弹性体混合物为主粘料的免钉胶配方，考查了SBS弹性体、增粘树脂、填料、混合溶剂的配比，以及抗氧剂等助剂的用量对免钉胶性能的影响，制得固含量为70%的免钉胶。测试结果表明，研制的SBS免钉胶性能符合相关标准，并且成本适中，具有一定推广价值。

关键词：免钉胶；增粘树脂；SBS弹性体；有害物质限量

中图分类号：TQ433.4 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2014）04-0064-03

免钉胶是一种多功能装饰胶粘剂，主要用于粘接固定各种木线、门套线、石膏线、地板瓷砖、各种装饰挂件及各种墙板工程等。近些年装饰用免钉胶逐渐取代了以前室内外装修采用的打钉、钻眼等固定方式，有效避免了噪音和粉尘污染，也减轻了对房屋结构的破坏，得到了越来越广泛的应用[1]。

装饰万能胶主要有溶剂型氯丁橡胶（CR）胶粘剂、溶剂型SBS（苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物）胶粘剂等[2]。其中SBS基胶粘剂由于其固有的优点受到越来越多地应用[3]。目前室内墙面轻质装饰板用免钉胶行业标准已经发布[4，5]，为免钉胶进一步推广及产品质量检验提供了依据。本文中采用SBS弹性体为主体材料研制出了符合使用要求的装饰用免钉胶。

1 实验部分

1.1 主要实验设备及测试仪器

2 L行星搅拌实验机，高速分散试验机，气动挤枪，电热鼓风干燥箱，万能拉力机等。

1.2 试验原材料及配比

线型结构SBS 弹性体A：80～120（质量份，下同）；星型结构SBS弹性体B：140～180；萜烯树脂：150～170；脂肪族改性C9石油树脂：120～140；对叔丁基酚醛树脂：70～90；超细高岭土：80～100；超细滑石粉：150～180；纳米碳酸钙：240～280；活性氧化镁：7.5～10；环保溶剂ExxsoL DSP：320～340；二甲苯：80～85；抗氧剂CIBA IRGANOX 1010：1.6～2.0。

1.3 免钉胶的制备

（1）对叔丁基酚醛树脂螯合液制备：用混合溶剂溶解对叔丁基酚醛树脂制备成50%溶液，再加入一定比例的活性氧化镁，以水作为催化剂，搅拌活化6 h至反应完全。

（2）在一定量的混合溶剂中，依次加入预先制备好的50%对叔丁基酚醛树脂螯合液、脂肪族改性C9石油树脂、萜烯树脂、SBS弹性体A、SBS弹性体B、抗氧剂等，溶解完全后加入活性氧化镁、超细高岭土、超细滑石粉、纳米碳酸钙并分散均匀，冷却后将物料移至包装压机活塞下出料包装成320 g管装。

1.4 常规性能测试

采用气动挤枪进行挤出性、晾置时间等试验并制备各类试块。主要性能测试指标及方法依据《JC/T 2186—2013室内墙面轻质装饰板用免钉胶》，结果见表1。

2 结果与讨论

2.1 溶剂的选择

在免钉胶中，溶剂直接影响PS、PB嵌段的形态，进而影响粘接强度[6]。溶剂选择的原则主要基于溶解性能、环保性能、成本、挥发速度以及抗冻性等[7，8]。工业上使用较多的溶剂组合为甲苯-环己烷体系和二甲苯-环己烷体系[9]，据此本产品中选用二甲苯-环保型石油溶剂DSP的混合溶剂，不同配比的混合溶剂组合试验结果见表2。综合成本、环保性能及免钉胶干燥速率等性能，选择m二甲苯/mDSP=20/80，混合溶剂用量为总量的30%，符合有害物质限量、固含量指标及晾置时间指标要求。

2.2 SBS弹性体型号的选择

SBS弹性体按结构形态主要分为线型和星型2种，线形结构的SBS弹性体溶解性好，但内聚强度不足；星型结构SBS弹性体溶解性稍差，但内聚强度较大[6]。本文采用LG化学线形结构的SBS弹性体A与星形结构的SBS弹性体B搭配使用，经过试验确定mA/mB=80/20。SBS弹性体不同配比对硬度、加工性及几种常见基材剪切强度的影响见表3。

2.3 增粘树脂的选择

SBS弹性体本身是非极性的，其范德华力及渗透性能都很弱，粘接强度低，故需要加入增粘树脂[10]。本实验中选用增粘树脂为低熔点萜烯树脂、对叔丁基酚醛树脂、脂肪族改性C9石油树脂。通过试验，确定最佳配比为：mC9石油树脂/m萜烯树脂/m对叔丁基酚醛树脂=35/45/20，免钉胶邵氏硬度为75，剪切强度也符合标准要求。

2.4 颜填料的选择

通过优化免钉胶配方中的颜填料的配比可获得较好的触变性从而提高免钉胶的施工性能，也有利于改善免钉胶的收缩性，提高其粘接强度、装饰性并降低成本[11，12]。经多次试验确定填料质量比为：m超细高岭土/m超细滑石粉/m纳米碳酸钙=16/34/50。活性氧化镁是基于叔丁基酚醛树脂螯合需要量加入，推荐量为叔丁基酚醛树脂的10%左右。

2.5 其他助剂

SBS弹性体中含有不饱和键，较容易老化，本实验中选用抗氧剂1010作为稳定剂，通过对免钉胶耐老化性能考查并结合成本指标，确定加量为免钉胶总量的0.1%。

2.6 加工工艺对产品性能的影响

SBS弹性体基免钉胶加工工艺对其最终性能影响颇大。溶解阶段必须保证增粘树脂、弹性体等充分溶解，以避免与填料互相润湿不佳而导致贮存性能不好；有效控制叔丁基酚醛树脂的螯合过程，如催化剂水的加量、温度、反应时间等[13]，以避免螯合液分层；填料分散阶段须保证填料的良好分散状态（细度低于50 μm），有利于SBS弹性体及各增粘树脂与粉体间互相融合，从而使免钉胶获得较好的综合性能；包装阶段应注意温度的控制，同时防范操作过程中空气被卷入胶浆。

3 结语

（1）采用m二甲苯/mDSP=20/80混合溶剂，对SBS弹性体及各增粘树脂等具有较好的溶解性能，制得的胶浆具有较好的抗冻性、施工性和干燥性能，通过对固含量的控制，达到了JC/T 2186—2013中相关有害物质限量的要求

（2）免钉胶加工工艺重点应控制弹性体及增粘树脂的溶解、叔丁基酚醛树脂的螯合反应、填料的分散过程、出料包装过程等4方面。

（3）研制的免钉胶可用于常见的多种基材，且成本性能比适中，具有较高的推广价值。

参考文献

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[3]马建江，黄向.我国SBS市场产品应用状况分析[J].广东化工，2012，39（14）：186-188.

[4]《木材与石膏、金属及PVC墙面材料粘结用胶粘剂（液体钉）》、《隔热涂膜玻璃》两项标准顺利通过审查[J].中国建材科技，2012（3）：31-31.

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[6]陈登龙.建筑用的新型SBS万能胶的研制[J].化学与粘合，2003（3）：141-142.

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[8]王素英，李子东.氯丁胶粘剂混合溶剂选择的新方法[J].粘接，1991，12（3）：25-27.

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[10]北京粘接学会译，李金林编. 胶粘剂技术与应用手册[M].北京：宇航出版社，1991.

[11]李子东，李广宇，等.SBS系列胶粘剂的进展[J].粘接，1999，20（5）：31-35.

[12]杨宗志.关于胶粘剂和密封剂颜填料的选择[J].粘合剂，1990（4）：43-47.

[13]刘建国，王洁，等.活性氧化镁在氯丁橡胶胶粘剂中的作用机理[J].橡胶资源利用，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