制鞋业用量极大的沙滩拖鞋胶(氯丁胶的一种)一直采用甲苯作溶剂,而甲苯对人体的危害早已引起了人们的密切关注。为配合福建省环保局搞好福建省制鞋业“三苯”废气治理方案的实施,我们在成功研制出省教委项目“ＳＩＮ型聚氨酯无三苯鞋用胶粘剂”的基础上,采用复合引发剂,又制备出Ａ-90/ＭＭＡ/ＡＡ三元接枝无三苯沙滩拖鞋胶,以适应当前环保的需要。
2 实验部分
2.1 主要原材料
氯丁橡胶Ａ-90,日本产;甲基丙烯酸甲酯(ＭＭＡ)、丙烯酸(ＡＡ),均为实验室精制;抗氧剂ＢＨＴ,工业品;复合引发剂:过氧化苯甲酰(ＢＰＯ)加二甲基苯胺(ＤＭＡ),质量比10∶1;210#树脂,上海南大;醋酸正丙酯、环己烷、丁酮、正庚烷、甲基环己烷,均为工业品。
2.2 合成工艺
聚合反应是在带搅拌器、导气管和加料口的三口瓶中于氮气保护下进行。将Ａ-90室温溶解于无三苯混合溶剂中,在50～70℃下加入ＡＡ与ＭＭＡ混合单体及复合引发剂,反应数小时,粘度达到一定程度后,加入终止剂ＢＨＴ并降温,最后加入增粘树脂210#,于30℃左右出料,胶液为淡黄色粘稠液体。
2.3 性能测试
转化率 精确称取1ｇ胶样,放入(110±2)℃的烘箱内烘至恒量,平行测定3个样品,求干燥物质量的平均值(Ｇ1)。
转化率/%=(Ｇ1-Ｇ0)/Ｇ2×100
式中,Ｇ1为1ｇ胶样中干燥物的质量,Ｇ0为1ｇ胶样中Ａ-90的理论质量,Ｇ2为1ｇ胶样中混合单体的理论质量。
固体含量 参照ＧＢ/Ｔ2793―1995方法测定。
粘度 参照ＧＢ/Ｔ2794―1995方法测定。
粘接强度 参照ＨＧ/Ｔ2493―93、ＧＢ2941制备试样,按ＧＢ/Ｔ532测试强度。
3 结果与讨论
影响Ａ-90/ＭＭＡ/ＡＡ三元接枝反应的因素很多。单体、反应温度对胶液性能的影响在以往的以甲苯为溶剂的接枝胶文献中已有很多报道,故本文侧重讨论溶剂种类及配比,复合引发剂用量对胶液性能的影响。
3.1 溶剂的选择
由于每种溶剂的溶解度参数、氢键指数不同,故在不同溶剂体系中合成的接枝胶性能有很大的差别。分别以丁酮-环己烷、丁酮-甲基环己烷、丁酮-正庚烷、丁酮-醋酸正丙酯为混合溶剂,考察溶剂体系对胶粘剂性能的影响(表1)。
由表1可见,由丁酮-醋酸正丙酯为混合溶剂的接枝胶性能较优,故选用丁酮-醋酸正丙酯为进一步考察对象。
3.2 混合溶剂配比及引发剂用量的确定
混合溶剂的配比及引发剂加入量对胶液性能的影响见表2。
由表2可见,当混合溶剂丁酮与醋酸正丙酯的质量比为1∶1,引发剂相对100份Ａ-90的加入量为1份时,胶液的综合性能最佳。
3.3 配方确定
Ａ-90 100(质量份,下同);ＭＭＡ 60;ＡＡ 6;复合引发剂 1;ＢＨＴ 2;210#树脂 40;丁酮 1935;醋酸正丙酯 3865。
3.4 性能指标
外观淡黄色半透明粘稠液体
固含量/% 20.5±1
粘度(25℃)/Ｐａ・ｓ2.0～3.0
单体转化率/%≥30ＰＶＣ/ＥＶＡ
剥离强度/Ｎ・ｃｍ-1≥15
涂刷性能良好
4 结语
本试验小试产品经专业生产沙滩拖鞋厂家(如福清永超)试用,证明适合于制鞋生产流水线作业,生产出的沙滩拖鞋粘接性能达到了技术要求。
