氯丁橡胶胶粘剂

氯丁橡胶胶粘剂特点与应用氯丁橡胶（CR）是氯丁橡胶胶粘剂的主体原料，所配成的胶粘剂可室温冷固化、初粘力很大、强度建立迅速、粘接强度较高，综合性能优良，用途极其广泛，能够粘接橡胶、皮革、织物、造革、塑料、木材、纸品、玻璃、陶瓷、混凝土、金属等多种材料，因此，氯丁橡胶胶粘剂也有“万能胶”之称。

氯丁橡胶胶粘剂有溶剂型，乳液型和无溶剂液体型，溶剂型又分为混配型和接枝型。

混配型包括纯CR胶粘剂和含填料的CR胶粘剂，以及树脂改性的CR胶粘剂。

接枝型是氯丁橡胶与甲基丙烯酸甲酯等单体溶液接枝共聚的胶粘剂。

目前仍以溶剂型氯丁橡胶胶粘剂用之最多，应采取措施减少毒害污染，符合环保要求。

一、混配型氯丁橡胶胶粘剂混配型氯丁橡胶胶粘剂是指氯丁橡胶经混炼（或不混炼）溶于混合溶剂，加入树脂、防老剂、填料和其他助剂配成的单组分或双组分溶剂型胶粘剂。

1、特点（1）、初粘力大、氯丁橡胶很容易结晶，胶粘剂涂布晾置叠合，便能瞬时结晶加之配合增粘树脂，表现出很大的初始粘接力。

（2）、强度建立速度快、氯丁胶粘剂靠自身结晶而固化，CR结晶速度快，粘接之后马上就有足够的粘接强度。

（3）、粘接强度高、氯丁橡胶结晶度高，内聚强度大，因而CR胶粘剂的粘接强度高。

（4）、耐介质性好、耐油、耐水、耐化学药品性良好。

（5）、胶层柔软，弹性良好，耐受冲击与振动。

（6）、耐久性好、具有优良的耐光性、抗臭氧性、耐大气老化性、阻燃性等。

橡胶与钢板的粘接在室内20年后粘接强度几乎不下降。

（7）、用途广泛、对金属和非金属材料都有较好的粘接性，尤其是不同材料相互粘接，其他橡胶型胶粘剂无所能比。

（8）、使用方便、涂胶晾置后，一经接触，立即粘合无须长时间加压，可在室外温固化。

（9）、耐热性较差，耐寒性不佳。

（10）、多数溶剂型氯丁胶粘剂都有一定的毒性和污染性。

混配型氯丁橡胶胶粘剂是实用性很强的胶粘剂，广泛应用于工业生产和日常生活。

特别是制鞋、家具、建筑、汽车等行业用量很大。

2.组成混配型氯丁橡胶由氯丁橡胶、增粘树脂、金属氧化物、溶剂、防老剂、填充剂、促进剂、交联剂等组成。

一、氯丁橡胶氯丁橡胶又称聚氯丁二烯，是以2-氯-1，3丁二烯为主要原料经乳液聚合而制得的一种弹性体。

氯丁橡胶为白色或淡黄色片状或韧性固体，具有可逆的结晶性，粘接性好，具有较高的拉伸强度和伸长率。

耐老化、耐热、耐油、耐化学腐蚀性优异。

耐候性和耐臭氧老化仅次于乙丙橡胶和丁基橡胶。

耐热性与丁腈橡胶。

耐无机酸、碱腐蚀性良好。

具有一定的阻燃性。

耐热性稍差，电绝缘性不好。

二、增粘树脂增粘树脂是溶剂型氯丁胶粘剂的重要成分，能提高内聚强度、粘接性能、耐热性、耐水性和耐老化性。

所用的增粘树脂有热反应性烷基酚醛树脂、石油树脂、萜烯酚醛树脂、萜烯树脂、松香改性酚醛树脂、古马隆树脂、松香酯、聚a-甲基苯乙烯等。

其中以叔丁酚甲醛树脂（2402树脂）效果最好。

增粘树脂对氯丁橡胶的结晶度几乎无影响。

萜烯酚醛树脂是非反应热塑性树脂能延长粘性保持期，并使胶层柔软，古马隆树脂也会使氯丁胶粘剂的粘接强度稍有提高。

氯丁橡胶AF是羧酸CR，用它配制的胶粘剂粘接强度建立更快耐热性好，抗分层能力较高然而由于它的反应活性大，胶粘剂在储存过程中粘度会上升，这是因为氧化镁起交联作用所致。

因此，在配制AF氯丁胶粘剂时为了获得更好的粘度稳定性和综合性能必须加入足量的2402树脂，并且氧化镁应先与树脂进行预反应生成螯合物便可防止氧化镁与羟基直接发反应而增加了粘度稳定性和体系的耐热性。

三、金属氧化物在氯丁胶粘剂中金属氧化物有4种作用：酸吸收剂、防焦剂、硫化剂、树脂反应剂。

随着时间推移，氯丁橡胶会释放微量的氯化氢，能促进聚合物进一步分解，并会腐蚀金属和天然纤维，加入金属氧化物可吸收氯化氢避免降解继续进行。

一般使用的金属氧化物主要是氧化锌和氧化镁。

氧化镁具有吸收酸、预反应、防焦烧、硫化等功能，是氯丁胶粘剂不可缺少的成分。

氧化镁与树脂预反应可提高胶粘剂耐热性并防止分层沉淀，氧化镁的用量对预反应效果和胶粘剂的性能都有影响，随着氧化镁用量增大，高温强度增加，但胶液稳定性降低。

氧化镁的加入能有效地加快胶膜变干，并能大大提高初始粘接强度，这可能是由于煅烧轻质氧化镁或活性氧化镁。

轻质氧化镁为白色无定形粉末，无臭、无味。

相对密度3。

58，熔点28520C，沸点36000C在空气中能渐吸收二氧化碳和水分生成碱式碳酸镁。

氧化锌加入到氯丁胶粘剂中能起到吸收酸的作用但认为是硫化剂并不客观因为氯丁胶粘剂多为室外温使用冷因化不会产生硫化，而且在储存时还会沉淀于底部。

同时氧化锌能使胶液变得浑浊，使胶膜发粘，似干非干，用于粘接聚氨酯泡沫塑料，氧化锌会促进料的老化。

基于上述理由可以取消氧化锌实际上国外电器用CR胶粘剂已不加氧化锌，胶液既透明又不分层。

不用氧化锌同样能达到要求的粘接强度，还可避免胶料炼胶时焦烧，防止胶粘剂在长期储存中产生凝胶和沉淀，又不会引起胶液相分离。

如果氯丁胶粘剂粘接后在高温使用，加入少量（1~3份）超细活性氧化锌是有益的。

四、防老剂为了防止橡胶的分解，增强耐老化能力，延长使用寿命，保持粘接件的耐久，有必要加入适当的防老剂。

曾用的防老剂D效果很好但有污染性和致癌性应当弃用，以ODA、RD、264等代替。

抗氧化剂2246也可以用，但会产生变色现象，在氯化溶剂中呈浅蓝、蓝至绿色变化，在胶乳中是粉红色。

五、溶剂溶剂是溶剂型氯丁橡胶胶粘剂不可缺少的高量组分，对胶粘剂的性能有着重要影响。

氯丁橡胶的溶解度数为9.2~9.4，溶于苯、甲苯、二氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、1，1，1-三氯乙烷、四氯化碳、三氯乙烯、丁酮等，微溶于环已烷、醋酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸异丙酯、丙酮，不溶于正已烷、正茂烷、正庚烷、溶剂汽油、异丙醇等。

不良溶剂和非溶剂单独使用时虽然都不溶解氯丁橡胶，但通过适当比例混合后也能溶解氯丁橡胶。

溶剂对氯丁橡胶的溶解性、胶液粘度、粘度稳定性、胶液湿润性、粘性保持期、初粘力、干燥速度、粘接强度、储存稳定性、耐低温性、燃烧性、爆炸性、毒害性、污染性、胶粘剂成本等都有很大影响。

六、填充剂填充剂在溶剂型氯丁橡胶胶粘剂中用之不多，因为胶粘剂溶剂用量大，固含量低，容易沉淀，起不到预期的作用。

如果采用超细活性碳酸钙，可能比较稳定。

而用超细滑石粉、超细白炭黑、超细硅酸铝、超细陶土也只能维持短时间稳定。

最后还会出现沉淀。

七、交联剂交联剂又称固化剂，可加速氯丁橡胶胶粘剂的固化速度，提高粘接强度、耐热性、耐水性、耐油性、耐化学药品性、耐老化性等。

常用的交联剂为多异氰酸酯，如四异氰酸酯。

多异氰酸酯交联剂反应活性很高，加入氯丁胶粘剂中2~3h即可交联凝胶，作为双组分胶，在临用前调配，混合后立即使用。

八、促进剂促进剂是为促进硫化提高耐热性而加入的物质，如乙烯基硫脲（NA-22）、二乙基硫脲（DE-TU）、二苯基硫脲（促进剂C）、二氨基二苯甲烷、用量一般为0.25~1份。

有人发现在氯丁胶粘剂加入BRN型硫化黑，可加速硫化，粘接性不亚于多异氰酸酯硫化体系而毒性大为降低。

3、配方设计一、配方设计的基本要求配方是各组分的巧妙组合，或者说是各组分配合比例的最佳组合。

配方研究对于制备质优价廉的氯丁胶粘剂非常重要，也可认为是技术关健。

配方本身确有一定的科学性，但在很大程度上也依赖于经验的积累，是理论与实践综合运用的结果。

研究配方还能适应原材料的变化和特殊要求，改变配方，提高性能，降低成本。

没有一个固定不变的配方，随机应变才能顺其自然。

掌握溶剂型氯丁胶粘剂配方设计的基本要求至关重要，1 氯丁橡胶氯丁橡胶是溶剂型氯丁胶粘剂的主体成分，是决定氯丁胶粘剂性能的根本。

室温固化主要来自CR的结晶性，结晶速度越快，初粘力越强；结晶度越高，粘接强度越大，结晶温度越高耐热性越好。

所有的氯丁橡胶都可用于配制胶粘剂，但因结晶度和结晶速度不同，胶粘剂的性能有很大差异。

不同类型氯丁橡胶的并用会使胶粘剂获得良好的综合性，并且可降低成本，提高经济效益。

氯丁胶粘剂的稳定性与生胶相对分子质量及相对分子质量分布有关，一般来说，相对分子质量过高或过低对稳定性均不利，相对分子质量分布宽的CR制备的胶粘剂稳定性极差。

氯丁橡胶也可与其他橡胶或树脂并用，以改善胶粘剂的某些性能，但要考虑相容性。

2 树脂为了提高对致密被粘物和光滑表面的粘接强度，提高氯丁胶粘剂的耐热性和耐水性，延长粘性保持时间，应选择加入适当的树脂，其中对叔丁酚醛树脂（2402树脂）效果最好，树脂的用量对氯丁胶粘剂的性能有很大影响，随着树脂量增大，剥离强度增加，但当达到最大值后，再增加树脂用量，剥离强度反而下降且易引起胶液分层，这是因为树脂量过大，与氯丁橡胶相容性变差，胶膜呈现脆性之缘故。

树脂的用量与用途有关，一秀来说用于非金属材料与金属的粘接、金属本身的粘接，树脂用量要多些，即50~100份（以氯丁橡胶为100份计）；而用于非金属材料的粘接，树脂用量应少些（30~50份），冷粘鞋用氯丁胶粘剂以8~15份为宜，粘接刚性材料时增加树脂的用量可提高拉伸强度；粘接软质材料则不宜多加树脂，否则胶腊硬脆，剥离强度降低。

普通的氯丁胶粘剂2402树脂的最佳用量为40~45份；用于金属粘接的高级万能胶其2040树脂用量80~90份比较理想，粘接强度和耐热性会有一个良好的平衡。

树脂用量越大，胶液粘度越低，必须适当增加固含量，才能达到一定的粘度要求。

实践证明当树脂用量高于30份时，直接加入到氯丁胶粘剂中的改性效果很差，且极易产生分层。

只有将树脂先与氧化镁进行预反应后再加入，才能明显地提高粘接强度、耐热性和贮存稳定性。

所谓预反应就是烷基酚醛树脂先与氧化镁在催化剂存在下进行反应生成螯合物，多齿配位体与中心原子的键合成环称为合作用（chelation）所形成的配合物叫做螯合物（chelate），合物要比相似的单齿配合物稳定得多。

烷基酚醛树脂与氧化镁螯合反应之后形成了氧化镁树脂盐或不熔性树脂，也可称为氧化镁反应性树脂。

需要指出的是树脂与氧化镁螯合物遇酸后则镁脱出，分离成树脂和氧化镁。

除氧化镁之外的其他金属氧化物，如氧化钙、一氧化铅、氧化钡、氧化镉等，虽然也能形成螯合物，但存在着使粘性保持期缩短，影响稳定性、毒性等问题、未能获得实际应用。

树脂与氧化镁的预反应胺树脂、氧化镁、溶剂、催化剂、反应温度、反应时间等多种因素的影响。

（1）、树脂对预反应的影响不同工艺方法生产的叔丁酚醛树脂，其预反应效果差别很大，以草酸还原制得的浅色叔丁酚醛树脂与氧化镁进行预反应颜色变深,预反应物粘度很低,短时间放置后便有大量氧化镁沉淀,表明螯合反应不完全,以游离苯酚超标的对叔丁基苯酚制得的2402树脂,与氧化镁预反应后颜色很深,做成的氯丁胶粘剂粘接强度很低,根本不能使用。

低分子物含量高的2402树脂，与氧化镁预反应后沉淀物很多，制成的氯丁胶粘剂非常容易分层，羟甲基含量和纯度高的2402树脂易与氧化镁反应生成螯合物。