氯丁胶粘剂的现状与发展方向
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摘 要：本文主要探讨氯丁橡胶胶粘剂的现状和发展方向，从溶剂型氯丁橡胶胶粘剂、氯丁喷胶、氯丁型接枝胶、水性氯丁胶粘剂等方面进行了详细的阐述。
关键词：胶粘剂;氯丁橡胶;现状;发展方向
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.017
0 引言
氯丁橡胶胶粘剂可室温固化，初粘力大、强度建立迅速、粘接强度高、综合性能优异，用途极其广泛，能粘接橡胶、皮革、织物、塑料、木材、纸品、玻璃、陶瓷、混凝土、金属等多种材料，具有“万能胶”之称。
1 氯丁胶粘剂的发展现状
氯丁橡胶粘合剂分为溶剂型，乳液型和无溶剂型，目前仍然以溶剂型氯丁二烯粘合剂为主。
（1）溶剂型氯丁胶粘剂。溶剂型氯丁二烯粘合剂是一种重要的接触型粘合剂，在表面粘合后，让它干燥一小段时间，让溶剂蒸发，然后使两表面接触重叠，正确按压，并在几秒钟内粘合在一起，就会很快拥有较高粘接强度。溶剂型氯丁橡胶胶粘剂有很多品种，如氯丁二烯胶粘剂，超强胶水，强力胶水，装饰胶水，喷胶，接枝胶，密封胶等。
1）氯丁万能胶。迄今为止，还没有完全能替代溶剂型氯丁橡胶胶粘剂的品种。尽管近年来SBS粘合剂已经取代了少量的氯丁橡胶，但它们的粘合强度，耐热性，耐老化性和耐久性比氯丁橡胶差。2005年氯丁橡胶产量统计为16万吨，2006年为16.7万吨，2007年为18.2万吨，2008年为17.5万吨。虽然出现了负增长，却未见急剧下滑。近年来，已经发现由CR244氯丁橡胶制成的氯丁橡胶-酚醛粘合剂被包装在马口铁容器中，并且在一到两个月内发生凝胶化和变黑。这可能是因为该结构的氯原子非常活泼，并且在热，氧或水的作用下容易使HCl脱离出来。活性侧链的形成反过来导致交联，产生凝胶。同时，HCl也腐蚀铁形成氯化铁，使胶水变黑。为了减小溶剂的毒害性，许多橡胶公司已经开始使用碳酸二甲酯（DMC）代替20%至30%的有毒甲苯和氯化溶剂或高产丁酮和乙酸乙酯。混合溶剂的组成不仅确保氯丁橡胶的溶解性，而且还降低了毒性和气味，并且还使胶水透明且环保。DMC于1992年通过了无毒化学品注册。但是，DMC的高凝固点（2～4℃）会对胶的低温性能产生不利影响。另外，不同公司生产的DMC的性能差异很大，有的几乎没有气味，有的还有强烈的刺激性气味。2）溶剂型氯丁喷胶。溶剂型氯丁橡胶喷涂粘合剂具有低粘度（100-600mPa·s），高初粘性，长粘合保留时间和高粘合强度。喷涂方法的应用不仅具有均匀厚度的粘合剂层，而且还节省了胶水，保证了粘接性能和高效率。广泛用于汽车，建筑，家具，装饰，工艺品等行业，全国生产销售2万多t/a。目前，低毒性混合溶剂已被用来取代传统的“三苯基”氯丁二烯喷雾，更加环保。环境友好型氯丁二烯喷雾的混合溶剂是V丁酮/V丙酮/V正己烷=1∶1∶1。最好使用2402树脂作为氯丁橡胶喷涂的增粘树脂，具有良好的喷涂性，初始粘性大，适当的粘度保持时间和高粘接强度。固含量一般为20%左右。3）接枝氯丁胶粘剂。接枝氯丁二烯粘合剂缩写为接枝胶，颜色较浅，粘度较低并且粘合性能显着提高。然而，聚氨酯（PU）与PVC的粘合不理想，成本不低于PU胶。因此，CR接枝粘合剂现在仅用于粘合EVA凉鞋和EVA鞋底。
（2）水性氯丁胶粘剂。随着国家环保法规的不断提高，水性氯丁橡胶胶粘剂由于其优异的性能，无毒，环保，不燃烧，安全，节能，使用方便，是氯丁橡胶的发展方向。
2 氯丁胶粘剂的发展设想
溶剂型氯丁橡胶的优异整体性能是其他橡胶基粘合剂所无法比拟的。尽管存在环境保护的挑战，如果放弃有毒有害溶剂，它们完全是环保的，因此它们不会在短期内退出市场。即使水性氯丁橡胶的性能得到充分改善，溶剂型和水性氯丁橡胶也能长时间共存。
（1）溶剂型氯丁胶性能的提高。1）采用硅烷偶联剂改性。除了使用新的高性能氯丁橡胶和增粘树脂外，一种简单有效的方法是加入少量（1%至3%）的氨基硅烷偶联剂。附着在氯丁二烯橡胶的分子链上的硅氧烷也可以与被粘物上的羟基和填料缩合。硅-氧键在加热时难以破裂，并且氯丁二烯粘合剂的耐热性大大提高。2）利用纳米技术提升性能。使用合适的纳米材料可以增加氯丁二烯粘合剂的强度和耐热性。它可以抑制颗粒的团聚，并使它们均匀稳定地分散在氯丁橡胶中。纳米氧化锌改性溶剂型氯丁二烯喷雾剂（CN101260281），其耐热性比普通氯丁二烯喷雾高21%～86%。在氯丁橡胶中加入活性纳米碳酸钙或偶联剂处理的纳米碳酸钙也可以提高粘接强度和耐热性，并降低成本。将稀土纳米材料油性溶胶状FO-30或纳米级稀土氧化物粉末添加到溶剂型氯丁二烯粘合剂中，它可以提高粘合强度，耐热性和耐老化性。3）使用高效和耐久的防老剂。添加适量的高效抗老化剂是一种简单有效的方法，可以提高氯丁橡胶的耐老化性和耐热性。抗氧化剂330是一种高效，低挥发性，无毒，环保的多酚抗氧化剂，具有较高的相对分子质量。是1010和1076抗氧剂的理想替代品，参考用量0.05%～0.5%。高效抗氧化剂626是亚磷酸盐抗氧化剂，无毒无污染。抗氧化剂RD具有优异的抗老化和耐热老化性。参考用量0.5～3.0份，150～200℃完成交联反应。ODA是一种二苯胺抗老化剂，具有低毒性和耐热性，优于其他抗衰老剂。4）改善氯丁二烯粘合剂的低温性能。根据GB18583-2008的修订标准，氯化溶剂的总量有限（≤5g/kg），这意味着它不能再用于氯丁橡胶胶粘剂。只能选用耐寒氯丁橡胶和进行合适的溶剂调节。耐寒性氯丁橡胶有Neoprene WRT、WHV（陶氏）、Skyprene B-10（东槽）、Denka S-40V（电化）等，具有良好的抗结晶性和热稳定性。
（2）水性氯丁胶性能再改进。中国生产出性能更好的水性氯丁橡胶粘合剂，并逐步扩大其应用范围。但是，必須进一步改善初始粘性，耐水性，储存稳定性，可喷涂性和抗冻性。预计它可与溶剂型粘合剂相媲美，并部分取代溶剂型氯丁二烯粘合剂。
目前，国产氯丁二烯胶乳具有大的气味，大的粒径和宽的粒度分布，因此水基氯丁橡胶具有小的初始粘性。贮存期短（3个月），粘接强度低，耐水性差。羧基氯丁二烯胶乳的使用可以改善初始粘性，粘合强度，储存稳定性和高温粘合的耐久性，并且平均粒度优选为70至160nm。初粘性，粘合强度和热稳定性，相当于溶剂型氯丁橡胶。
3 结语
溶剂型氯丁二烯粘合剂由于其优异的性能，广泛的应用和低廉的价格而数十年来一直辉煌，但如今它们受到越来越严格的环境法规的约束。幸运的是，水性氯丁二烯粘合剂的开发已成功引入市场，为氯丁胶粘合剂的开发带来了新的曙光。
参考文献：
[1]李子东，李广宇，于敏.现代胶粘技术手册[M].北京：新时代出版社，2002.
作者简介：朱俊杰（1993-），男，湖北仙桃人，本科，主要从事胶粘剂研究工作。
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