氯丁橡胶胶粘剂的研究应用

氯丁橡胶胶粘剂的研究应用

摘要:介绍了近来国内氯丁橡胶胶粘剂的工业应用和研究概况,评价了各种氯丁橡胶胶粘剂的粘接性能,预测了氯丁橡胶胶粘剂的未来发展走势.

关键词:氯丁橡胶;胶粘剂

Review on Adhesives of Chloroprene Rubber

Abstract : In this study , the recent application and research about the adhesives based on chloroprene rubber were reviewed , the adhesion performance was evaluated , and the development and tendency were forecasted and 33 references were involved. Keywords : chloroprene rubber ; adhesives ; review

随着现代工业和科学技术的发展,以高分子材料为基础的胶粘剂已得到广泛的应用。其中氯丁橡胶(CR) 胶粘剂占着极其重要的地位。由于CR 价格较便宜,在制鞋业,装饰业和汽车工业上,其需求量以较高速度增长,我国粘接用CR 年均增长率高达16. 65 %(1990～1998 年)。就制鞋业而言,95 %的鞋厂使用CR 胶粘剂,占鞋用胶的90 %以上。

1普通氯丁橡胶胶粘剂的概况

氯丁橡胶胶粘剂适用于柔软性物体的粘合,能够缓解由于膨胀或收缩而引起的应力集中. 但传统的氯丁橡胶胶粘剂不能粘接聚氯乙烯(PVC) 人造革、聚氨酯(PU) 合成革、乙烯2醋酸乙烯酯共聚物( EVA) 发泡底、丁苯橡胶(SBS) 底、含EVA 及PU 的合成橡胶仿皮底、热塑性橡胶(TPR) 等材料1 这是因为为了增加上述材料的柔软性,需加入小分子量的增塑剂,这类增塑剂可渗入胶粘剂层或在其界面上积聚而形成弱边界层,这样氯丁橡胶良好的耐油性使得其粘接强度大大降低.

为了适应新型材料的要求,同时也为了提高胶粘剂的质量、简化使用工艺,许多学者进行了CR 胶粘剂的改性研究,取得了明显的效果.

2氯丁橡胶胶粘剂的改性

王强等用增粘树脂对CR 胶粘剂进行改性得出如下结论: (1) 为了改善CR 胶粘剂的初粘强度,必须使用增粘剂; (2) 在CR 胶粘剂中掺入增粘剂可大大提高其应用性; (3) 选用高软化点的增粘剂可提高CR 胶粘剂的粘接强度及胶膜的耐热性;

(4) 为了兼顾CR 胶粘剂的粘合性和工艺性,采用混合增粘剂可达到较好的效果。刘金华等人选用CR01 及树脂RE01 ,RE04 得到了综合性能良好的胶粘剂。王翠珠等对氯丁橡胶胶粘剂与聚氨酯胶粘剂两种不同体系的性能进行了研究,发现两种胶粘剂配合使用,因交联程度较高,粘附性和耐热性均有改善,适用于铝合金和、棉织物的粘接杨仕灿发现在实际生产中,为了改善胶粘剂的工艺性能,降低生产成本,可适当掺用部分通用型氯丁橡胶,如LDJ2121 氯丁橡胶或LDJ2120 氯丁橡胶等,对氯丁橡胶胶粘剂的质量没有太大的影响,在某些方面对质量有所改善,提高了胶粘剂对粘接面的湿润作用及其涂覆。唐有根等以粘接型氯丁橡胶为主体成分,采用叔丁酚醛树脂改性,以甲苯,汽油,乙酸乙酯为混合溶剂,并辅以适当添加剂制得具有优异性能的氯丁强力胶粘剂. 该产品粘接强度高,抗低温性能突出,在- 20°C 时不冻结,特别适合北方地区使用1 此外,该产品还克服了普通产品常见

的胶液分层,低温凝胶,储存期短等缺点。

Du Pont 公司推出一系列可直接溶解的粘接型CR 胶. 这种胶的高温粘接性能优于传统品种,其喷涂性和刷涂性也比较好. 由于不必预先素炼,该橡胶可使胶

粘剂配制时间缩短40 % ,可节能及减少溶剂挥发. 因有粘度不同的品级,故胶粘剂粘合的有效时间,溶解特性和溶剂用量均可控制。

更多更普遍的还是对CR 胶粘剂的接枝改性研究。

3氯丁橡胶的接枝改性

对CR 进行接枝改性,接枝上的侧链可以破坏CR 分子结构排列的规整性,使其不易结晶而防止低温凝胶，增加胶的耐寒性,而且接枝胶粘剂粘性保持时间长，活化温度低,既适应于自动化大生产，又适于手工作业,因此在亚洲发展十分迅速。日本、东欧、澳大利亚、东南亚各国主要以改性的接枝CR 胶为鞋用胶。我国95 %的鞋厂使用普通和接枝CR 胶，其中多为普通CR 胶,接枝CR 胶粘剂的用量仍很少，仅占CR 胶的10 %左右。

3. 1 二元接枝胶

氯丁橡胶/ 甲基丙烯酸甲酯二元接枝胶(CR/MMA) 是目前最通用的接枝改性CR 胶粘剂.。PMMA 侧链与被粘材料PVC 的溶解度参数δ均为9. 4 左右,且二者的表面自由能相近,均在3. 9N/ m 左右，因此二者间易形成相容扩散层.。就酸碱配位原理而言，PMMA 含酯基- O - C = O 呈碱性，而PVC 则因为Cl 原子的存在而呈酸性,也促进了改性CR 胶对PVC 材料的亲和。更为重要的是,均聚PMMA 与软质PVC 中的增塑剂(酯类) 有良好相容性,从而解决了长久以来不能粘接增塑PVC 的难题.，目前这方面的研究比较成熟

3. 2 多元接枝胶粘剂

尽管CR/MMA 二元接枝胶与普通CR 胶相比粘合强度有很显著的优势,但

胶膜比较硬脆，为改善其硬脆性，可用其它丙烯酸酯单体取代MMA 或与MMA 并用. 通常PMMA 侧支链中与酯基相连的烷的碳链越长，脆

性温度越低，但是，烷基的碳链过长(如碳原子数大于9) 时，侧链的结晶性会限制整个分子链的流动，反而使其柔软性下降和脆性温度升高。通常可用甲基丙烯酸正丁酯(nBMA) 或甲基丙烯酸异丁酯(iBMA) 部分取代MMA。

为了满足制鞋机械化生产的需要,胶粘剂必须具有晾干时间短，持粘时间长，初粘强度高的特点,同时为了适应多种鞋材的粘接以及对颜色浅的求，CR/MMA 二元接枝胶的基础上发展多用途的多元接枝胶是我国氯丁橡胶发展的一个重要趋势。目前对接枝CR 胶粘剂研究与开发较多的是添加第三聚合乙烯基单体或第四聚合单体，或在添加第三、第四单体的同时，添加一定量的丁苯橡胶(SBS) 进行多元接枝共聚。

3. 2. 1 CR/MMA2BA

该接枝体系中由于引入丙烯酸丁酯单体(BA) ，对PVC 和SBS 等难粘材料有优良粘合性能，初粘性大，剥离强度高,既可冷粘又可注塑热粘。

3. 2. 2 CR/MMA2AA

该胶粘剂由于引入含有活性基团的单体丙烯酸(AA) ，它能与固化剂异氰酸酯( - NCO - ) 直接作用，缩短粘接过程中晾干和固化时间,对多种材料均有优良的粘合性能。

3. 2. 3 CR/MMA2VAc

该胶引入的醋酸乙烯酯(VAc) 单体,成本低,与PVC 相容性好，能与增塑剂和油类较好亲和，减少成本较高的MMA 用量，用于PVC、PU 等材料的粘合。3. 3. 4 CR2SBS/MMA

用MMA 接枝改性可提高骨架材料CR(δ2 = 9. 0) 和SBS(δ2 = 8. 5) 的相容