一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉工程材料
技术领域
,具体是涉及一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂及其制备方法。背景技术
在橡胶工业中,粘合是指橡胶与同质或异质材料表面相接触,靠范德华力的物理作用或键合力的化学作用所产生的结合。通常,把能够将材料相邻表面结合一体的物质称作粘合剂。橡胶粘合剂是一种由高活性有机胺类化合物为主的化合物和含有大量活性基团的无机物组成的混合物,将其加入到以纤维帘线作骨架材料的橡胶制品胶料中,能在橡胶与帘线之间起到桥梁作用,产生牢固的化学结合,提高粘合强度,改善帘线覆胶率。目前,橡胶粘合剂已被广泛应用于运输带、橡胶、皮革、金属、陶瓷等材料之间的自粘和互粘。
因橡胶粘合剂具有优良的弹性,适于粘接柔软的或热膨胀系数相差悬殊的材料,例如橡胶与橡胶、橡胶与金属、塑料、皮革、木材等材料之间的粘接。在飞机制造、汽车制造、建筑、轻工、橡胶制品加工等部门有着广泛的应用。
但是,现有技术中的橡胶粘合剂普遍存在以下缺陷:1、使用过程中会挥发有毒有害物质,缺乏安全性;2、粘合剂结合速度慢,热稳定性和粘结强度差,影响其使用性能。
发明内容
针对上述存在的技术问题,本发明提供了一种安全环保、粘合性能优异的基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂及其制备方法。
本发明的技术方案为:一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂,包括以下重量份的原料:改性六烃树脂20-45份、丁晴橡胶15-30份、聚异戊二烯5-12份、改性聚乙烯醇4-10份、苯并噻唑硫醇3-6份、轻质氧化镁6-9份、稳定剂1-3份、防老剂2-5份、抗氧剂0.5-2份;其中抗氧剂为焦磷酸钠。
一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂的制备方法,包括以下步骤:
S1、六烃树脂改性;
S10、将六烃树脂投入到其1-3倍体积的二甲苯中,在40-70℃条件下以15-45rad/min的速率搅拌均匀,然后向混合溶液中滴加浓度为15%的氢氧化钾溶液,保温处理0.5-2h后将混合溶液加热至80-100℃,反应1-3h后自然冷却至50-90℃,得到物料A;其中,氢氧化钾溶液的滴加量为六烃树脂体积的2-4%;
S11、向步骤S10所得物料A滴加草酸,并搅拌均匀,然后加入物料A总体积15-25%的苯二酚并升温至100-125℃,反应30-45min后,得到物料B;其中,草酸的滴加量为氢氧化钾溶液体积的30-55%;
S12、将步骤S11所得物料B置入真空度为0.08-0.1Mpa,温度为115-135℃的蒸馏釜,收集蒸馏产物,即得改性六烃树脂;
S2、粗料制备;
S20、将步骤S12所得改性六烃树脂和改性聚乙烯醇搅拌混合均匀,然后升温至60-85℃,得到物料C;
S21、将丁晴橡胶粉碎成粒径为5-20nm的橡胶微粒,将橡胶微粒投入步骤S20所得物料C中,然后在搅拌条件下依次加入聚异戊二烯、改性聚乙烯醇、苯并噻唑硫醇和轻质氧化镁,继续升温至85-98℃,保温0.3-0.6h;自然冷却至30-50℃,得到物料D;
S22、将步骤S21所得物料D投入反应釜中,在真空度为0.2-0.6MPa、温度为210-230℃条件下反应2-4h,反应釜出料冷却至室温后得到粘合剂粗料;
S3、精制;
将步骤S22所得粘合剂粗料置于精炼机中,搅拌条件下依次加入稳定剂、防老剂和抗氧剂,然后在90-130℃温度条件下精炼10-45min,待物料自然冷却至室温后置入造粒机中,在40-62℃温度条件下制成粒径为0.5-2mm的颗粒料,即得所需粘合剂。
进一步地,稳定剂的制备方法为:1)按照体积比1:2:1:3分别称取四甲基环四硅氧烷、丙烯酸酯、四甲基二硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚,并搅拌混合均匀,然后将混合物升温至50-80℃,反应2-4h后冷却至室温;2)向1)所得物料中加入其总体积5-8%的乙炔基环己醇,并搅拌均匀后,继续反应1-2h,即可得到所需稳定剂;通过上述方法制备的稳定剂能够提高粘合剂的生物相容性,提高粘合剂的粘结性能。
进一步地,改性聚乙烯醇的制备方法为:1)将去离子水、硫酸锌和环氧树脂按照体积比2:1:1混合,并升温至60-90℃,然后以20-55rad/min的速度搅拌反应5-10min;2)向步骤1)所得物料中加入其总体积15-26%的聚乙烯醇和碳酸乙烯酯,调节反应温度至55-72℃,以80-120rad/min的速度搅拌4-9min;自然冷却至室温后,即得所需改性聚乙烯醇;其中聚乙烯醇和碳酸乙烯酯的体积比为2:1;通过上述方法制备的改性聚乙烯醇能够提高粘合剂耐水性、耐热性粘接强度。
进一步地,步骤S12完成后,将改性六烃树脂在频率20-30kHz,功率为450-550W条件下超声处理1-3h,超声处理后在30-60℃温度条件下回流30-50min,通过对改性六烃树脂进行超声处理,能够提高其在有机溶剂中的分散均匀性,增强粘合剂的粘结强度。
进一步地,步骤S21完成后,向物料D中投加1-3重量份的增粘剂,增粘剂为羧甲基纤维素钠和过硫酸钾按照体积比1:1组成的混合物,通过投加增粘剂,能够改善粘合剂成品的耐高温、耐酸碱、湿润和增容性能,扩大了粘合剂的应用范围。
进一步地,步骤S22完成后,对粘合剂粗料进行酸处理,具体操作为:将粘合剂粗料和质量浓度为1-1.5%的硫酸按照体积比1:5-8混合均匀,恒温保持0.5-1.5h后,对物料D进行洗涤、干燥即可;通过对粘合剂粗料进行酸处理,有利于促进粘合剂粗料中分子间的离子支链和氢键交联打开,降低粘合剂粗料内部组织的结晶度,提高粘合剂成品的力学稳定性。
进一步地,步骤S12完成后,对物料B进行减压蒸馏,减压蒸馏的温度为85-96℃,真空度为-0.02—-0.04MPa;通过对物料B进行减压蒸馏处理,能够有效去除物料B中的有机溶剂和水分,降低粘合剂成品中的含水量,提高粘合剂的结合强度。
进一步地,防老剂为硫代二丙酸二月桂酯或叔胺中的一种,通过添加上述防老剂,能够延缓粘合剂的性能老化速率,延长粘合剂的有效作用时间。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明工艺设计合理,制备粘合剂所用原材料来源广泛,降低了粘合剂的生产以及使用成本;通过本发明的工艺所制备的粘合剂具有优异的抗剥离、耐腐蚀性能及较好的化学稳定性;同时,由于采用改性六烃树脂作为粘合剂的基料,使得粘合剂的粘结强度得到了进一步地提升,扩大了粘合剂的使用范围;本发明的粘合剂制备过程中,由于对物料进行了超声以及酸处理,提高了粘合剂的剪切强度、耐水性和粘结性能。
具体实施方式
实施例1:一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂,包括以下重量份的原料:改性六烃树脂20份、丁晴橡胶15份、聚异戊二烯5份、改性聚乙烯醇4份、苯并噻唑硫醇3份、轻质氧化镁6份、稳定剂1份、防老剂2份、抗氧剂0.5份;其中抗氧剂为焦磷酸钠,防老剂为硫代二丙酸二月桂酯,通过添加防老剂,能够延缓粘合剂的性能老化速率,延长粘合剂的有效作用时间;稳定剂为市售产品;
一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂的制备方法,包括以下步骤:
S1、六烃树脂改性;
S10、将六烃树脂投入到其1倍体积的二甲苯中,在40℃条件下以15rad/min的速率搅拌均匀,然后向混合溶液中滴加浓度为15%的氢氧化钾溶液,保温处理0.5h后将混合溶液加热至80℃,反应1h后自然冷却至50℃,得到物料A;其中,氢氧化钾溶液的滴加量为六烃树脂体积的2%;
S11、向步骤S10所得物料A滴加草酸,并搅拌均匀,然后加入物料A总体积15%的苯二酚并升温至100℃,反应30min后,得到物料B;其中,草酸的滴加量为氢氧化钾溶液体积的30%;
S12、将步骤S11所得物料B置入真空度为0.08Mpa,温度为115℃的蒸馏釜,收集蒸馏产物,即得改性六烃树脂;
S2、粗料制备;
S20、将步骤S12所得改性六烃树脂和改性聚乙烯醇搅拌混合均匀,然后升温至60℃,得到物料C;
S21、将丁晴橡胶粉碎成粒径为5-15nm的橡胶微粒,将橡胶微粒投入步骤S20所得物料C中,然后在搅拌条件下依次加入聚异戊二烯、改性聚乙烯醇、苯并噻唑硫醇和轻质氧化镁,继续升温至85℃,保温0.3h;自然冷却至30℃,得到物料D;
S22、将步骤S21所得物料D投入反应釜中,在真空度为0.2MPa、温度为210℃条件下反应2h,反应釜出料冷却至室温后得到粘合剂粗料;
S3、精制;
将步骤S22所得粘合剂粗料置于精炼机中,搅拌条件下依次加入稳定剂、防老剂和抗氧剂,然后在90℃温度条件下精炼10min,待物料自然冷却至室温后置入造粒机中,在40℃温度条件下制成粒径为0.5-0.8mm的颗粒料,即得所需粘合剂。
实施例2:一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂,包括以下重量份的原料:改性六烃树脂30份、丁晴橡胶26份、聚异戊二烯9份、改性聚乙烯醇8份、苯并噻唑硫醇5份、轻质氧化镁7份、稳定剂2份、防老剂4份、抗氧剂1.2份;其中抗氧剂为焦磷酸钠,防老剂为硫代二丙酸二月桂酯,通过添加防老剂,能够延缓粘合剂的性能老化速率,延长粘合剂的有效作用时间;稳定剂的制备方法为:1)按照体积比1:2:1:3分别称取四甲基环四硅氧烷、丙烯酸酯、四甲基二硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚,并搅拌混合均匀,然后将混合物升温至50℃,反应2h后冷却至室温;2)向1)所得物料中加入其总体积5%的乙炔基环己醇,并搅拌均匀后,继续反应1h,即可得到所需稳定剂;通过上述方法制备的稳定剂能够提高粘合剂的生物相容性,提高粘合剂的粘结性能。
一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂的制备方法,包括以下步骤:
S1、六烃树脂改性;
S10、将六烃树脂投入到其2倍体积的二甲苯中,在55℃条件下以33rad/min的速率搅拌均匀,然后向混合溶液中滴加浓度为15%的氢氧化钾溶液,保温处理1.2h后将混合溶液加热至95℃,反应2h后自然冷却至68℃,得到物料A;其中,氢氧化钾溶液的滴加量为六烃树脂体积的2%;
S11、向步骤S10所得物料A滴加草酸,并搅拌均匀,然后加入物料A总体积20%的苯二酚并升温至112℃,反应40min后,得到物料B;其中,草酸的滴加量为氢氧化钾溶液体积的45%;
S12、将步骤S11所得物料B置入真空度为0.1Mpa,温度为128℃的蒸馏釜,收集蒸馏产物,即得改性六烃树脂;
S2、粗料制备;
S20、将步骤S12所得改性六烃树脂和改性聚乙烯醇搅拌混合均匀,然后升温至70℃,得到物料C;
S21、将丁晴橡胶粉碎成粒径为5-10nm的橡胶微粒,将橡胶微粒投入步骤S20所得物料C中,然后在搅拌条件下依次加入聚异戊二烯、改性聚乙烯醇、苯并噻唑硫醇和轻质氧化镁,继续升温90℃,保温0.5h;自然冷却至42℃,得到物料D;
S22、将步骤S21所得物料D投入反应釜中,在真空度为0.4MPa、温度为225℃条件下反应3h,反应釜出料冷却至室温后得到粘合剂粗料;
S3、精制;
将步骤S22所得粘合剂粗料置于精炼机中,搅拌条件下依次加入稳定剂、防老剂和抗氧剂,然后在112℃温度条件下精炼30min,待物料自然冷却至室温后置入造粒机中,在50℃温度条件下制成粒径为0.5-0.8mm的颗粒料,即得所需粘合剂。
实施例3:一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂,包括以下重量份的原料:改性六烃树脂45份、丁晴橡胶30份、聚异戊二烯12份、改性聚乙烯醇10份、苯并噻唑硫醇6份、轻质氧化镁9份、稳定剂3份、防老剂5份、抗氧剂2份;其中抗氧剂为焦磷酸钠,防老剂为叔胺,通过添加防老剂,能够延缓粘合剂的性能老化速率,延长粘合剂的有效作用时间;稳定剂为市售产品;改性聚乙烯醇的制备方法为:1)将去离子水、硫酸锌和环氧树脂按照体积比2:1:1混合,并升温至60℃,然后以20rad/min的速度搅拌反应5min;2)向步骤1)所得物料中加入其总体积15%的聚乙烯醇和碳酸乙烯酯,调节反应温度至55℃,以80rad/min的速度搅拌4in;自然冷却至室温后,即得所需改性聚乙烯醇;其中聚乙烯醇和碳酸乙烯酯的体积比为2:1;通过上述方法制备的改性聚乙烯醇能够提高粘合剂耐水性、耐热性粘接强度。
一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂的制备方法,包括以下步骤:
S1、六烃树脂改性;
S10、将六烃树脂投入到其3倍体积的二甲苯中,在70℃条件下以45rad/min的速率搅拌均匀,然后向混合溶液中滴加浓度为15%的氢氧化钾溶液,保温处理2h后将混合溶液加热至100℃,反应3h后自然冷却至90℃,得到物料A;其中,氢氧化钾溶液的滴加量为六烃树脂体积的4%;
S11、向步骤S10所得物料A滴加草酸,并搅拌均匀,然后加入物料A总体积25%的苯二酚并升温至125℃,反应45min后,得到物料B;其中,草酸的滴加量为氢氧化钾溶液体积的55%;
S12、将步骤S11所得物料B置入真空度为0.1Mpa,温度为135℃的蒸馏釜,收集蒸馏产物,即得改性六烃树脂;
S2、粗料制备;
S20、将步骤S12所得改性的六烃树脂和改性聚乙烯醇搅拌混合均匀,然后升温至85℃,得到物料C;
S21、将丁晴橡胶粉碎成粒径为5-8nm的橡胶微粒,将橡胶微粒投入步骤S20所得物料C中,然后在搅拌条件下依次加入聚异戊二烯、改性聚乙烯醇、苯并噻唑硫醇和轻质氧化镁,继续升温至98℃,保温0.6h;自然冷却至50℃,得到物料D;
S22、将步骤S21所得物料D投入反应釜中,在真空度为0.6MPa、温度为230℃条件下反应4h,反应釜出料冷却至室温后得到粘合剂粗料;
S3、精制;
将步骤S22所得粘合剂粗料置于精炼机中,搅拌条件下依次加入稳定剂、防老剂和抗氧剂,然后在130℃温度条件下精炼45min,待物料自然冷却至室温后置入造粒机中,在62℃温度条件下制成粒径为0.5-1mm的颗粒料,即得所需粘合剂。
实施例4:一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂,包括以下重量份的原料:改性六烃树脂20份、丁晴橡胶15份、聚异戊二烯5份、改性聚乙烯醇4份、苯并噻唑硫醇3份、轻质氧化镁6份、稳定剂1份、防老剂2份、抗氧剂0.5份;其中抗氧剂为焦磷酸钠;稳定剂的制备方法为:1)按照体积比1:2:1:3分别称取四甲基环四硅氧烷、丙烯酸酯、四甲基二硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚,并搅拌混合均匀,然后将混合物升温至80℃,反应4h后冷却至室温;2)向1)所得物料中加入其总体积8%的乙炔基环己醇,并搅拌均匀后,继续反应2h,即可得到所需稳定剂;通过上述方法制备的稳定剂能够提高粘合剂的生物相容性,提高粘合剂的粘结性能;改性聚乙烯醇的制备方法为:1)将去离子水、硫酸锌和环氧树脂按照体积比2:1:1混合,并升温至90℃,然后以55rad/min的速度搅拌反应10min;2)向步骤1)所得物料中加入其总体积26%的聚乙烯醇和碳酸乙烯酯,调节反应温度至72℃,以120rad/min的速度搅拌9min;自然冷却至室温后,即得所需改性聚乙烯醇;其中聚乙烯醇和碳酸乙烯酯的体积比为2:1;通过上述方法制备的改性聚乙烯醇能够提高粘合剂耐水性、耐热性粘接强度;防老剂为硫代二丙酸二月桂酯,通过添加防老剂,能够延缓粘合剂的性能老化速率,延长粘合剂的有效作用时间。
一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂的制备方法,包括以下步骤:
S1、六烃树脂改性;
S10、将六烃树脂投入到其1倍体积的二甲苯中,在40℃条件下以15rad/min的速率搅拌均匀,然后向混合溶液中滴加浓度为15%的氢氧化钾溶液,保温处理0.5h后将混合溶液加热至80℃,反应1h后自然冷却至50℃,得到物料A;其中,氢氧化钾溶液的滴加量为六烃树脂体积的2%;
S11、向步骤S10所得物料A滴加草酸,并搅拌均匀,然后加入物料A总体积15%的苯二酚并升温至100℃,反应30min后,得到物料B;其中,草酸的滴加量为氢氧化钾溶液体积的30%;
S12、将步骤S11所得物料B置入真空度为0.08Mpa,温度为115℃的蒸馏釜,收集蒸馏产物,即得改性六烃树脂;
S2、粗料制备;
S20、将步骤S12所得改性六烃树脂和改性聚乙烯醇搅拌混合均匀,然后升温至60℃,得到物料C;
S21、将丁晴橡胶粉碎成粒径为5-15nm的橡胶微粒,将橡胶微粒投入步骤S20所得物料C中,然后在搅拌条件下依次加入聚异戊二烯、改性聚乙烯醇、苯并噻唑硫醇和轻质氧化镁,继续升温至85℃,保温0.3h;自然冷却至30℃,得到物料D;
S22、将步骤S21所得物料D投入反应釜中,在真空度为0.2MPa、温度为210℃条件下反应2h,反应釜出料冷却至室温后得到粘合剂粗料;
S3、精制;
将步骤S22所得粘合剂粗料置于精炼机中,搅拌条件下依次加入稳定剂、防老剂和抗氧剂,然后在90℃温度条件下精炼10min,待物料自然冷却至室温后置入造粒机中,在40℃温度条件下制成粒径为0.5-0.8mm的颗粒料,即得所需粘合剂。
实施例5:一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂,包括以下重量份的原料:改性六烃树脂45份、丁晴橡胶30份、聚异戊二烯12份、改性聚乙烯醇10份、苯并噻唑硫醇6份、轻质氧化镁9份、稳定剂3份、防老剂5份、抗氧剂2份;其中抗氧剂为焦磷酸钠;防老剂为硫代二丙酸二月桂酯,通过添加防老剂,能够延缓粘合剂的性能老化速率,延长粘合剂的有效作用时间;稳定剂为市售产品。
一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂的制备方法,包括以下步骤:
S1、六烃树脂改性;
S10、将六烃树脂投入到其3倍体积的二甲苯中,在70℃条件下以45rad/min的速率搅拌均匀,然后向混合溶液中滴加浓度为15%的氢氧化钾溶液,保温处理2h后将混合溶液加热至100℃,反应3h后自然冷却至90℃,得到物料A;其中,氢氧化钾溶液的滴加量为六烃树脂体积的4%;
S11、向步骤S10所得物料A滴加草酸,并搅拌均匀,然后加入物料A总体积20%的苯二酚并升温至125℃,反应45min后,得到物料B;其中,草酸的滴加量为氢氧化钾溶液体积的55%;
S12、将步骤S11所得物料B置入真空度为0.1Mpa,温度为135℃的蒸馏釜,然后对物料B进行减压蒸馏,减压蒸馏的温度为85℃,真空度为-0.02MPa,通过对物料B进行常压和减压蒸馏处理,能够去除物料B中的有机溶剂和水分,降低粘合剂成品中的含水量,提高粘合剂的结合强度;收集蒸馏产物,即得改性六烃树脂;最后将改性六烃树脂在频率20kHz,功率为450W条件下超声处理1h,超声处理后在30℃温度条件下回流30min,通过对改性六烃树脂进行超声处理,能够提高其在有机溶剂中的分散均匀性,增强粘合剂的粘结强度;
S2、粗料制备;
S20、将步骤S12所得改性六烃树脂和改性聚乙烯醇搅拌混合均匀,然后升温至85℃,得到物料C;
S21、将丁晴橡胶粉碎成粒径为5-8nm的橡胶微粒,将橡胶微粒投入步骤S20所得物料C中,然后在搅拌条件下依次加入聚异戊二烯、改性聚乙烯醇、苯并噻唑硫醇和轻质氧化镁,继续升温至98℃,保温0.6h;自然冷却至50℃,得到物料D;
S22、将步骤S21所得物料D投入反应釜中,在真空度为0.6MPa、温度为230℃条件下反应4h,反应釜出料冷却至室温后得到粘合剂粗料;
S3、精制;
将步骤S22所得粘合剂粗料置于精炼机中,搅拌条件下依次加入稳定剂、防老剂和抗氧剂,然后在130℃温度条件下精炼45min,待物料自然冷却至室温后置入造粒机中,在62℃温度条件下制成粒径为0.6-0.9mm的颗粒料,即得所需粘合剂。
实施例6:一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂,包括以下重量份的原料:改性六烃树脂30份、丁晴橡胶26份、聚异戊二烯9份、改性聚乙烯醇8份、苯并噻唑硫醇5份、轻质氧化镁7份、稳定剂2份、防老剂4份、抗氧剂1.2份;其中抗氧剂为焦磷酸钠;防老剂为叔胺,通过添加防老剂,能够延缓粘合剂的性能老化速率,延长粘合剂的有效作用时间;稳定剂为市售产品;
一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂的制备方法,包括以下步骤:
S1、六烃树脂改性;
S10、将六烃树脂投入到其1-3倍体积的二甲苯中,在70℃条件下以45rad/min的速率搅拌均匀,然后向混合溶液中滴加浓度为15%的氢氧化钾溶液,保温处理2h后将混合溶液加热至100℃,反应3h后自然冷却至90℃,得到物料A;其中,氢氧化钾溶液的滴加量为六烃树脂体积的4%;
S11、向步骤S10所得物料A滴加草酸,并搅拌均匀,然后加入物料A总体积25%的苯二酚并升温至125℃,反应45min后,得到物料B;其中,草酸的滴加量为氢氧化钾溶液体积的55%;
S12、将步骤S11所得物料B置入真空度为0.1Mpa,温度为135℃的蒸馏釜,收集蒸馏产物,即得改性六烃树脂;
S2、粗料制备;
S20、将步骤S12所得改性六烃树脂和改性聚乙烯醇搅拌混合均匀,然后升温至85℃,得到物料C;
S21、将丁晴橡胶粉碎成粒径为6-9nm的橡胶微粒,将橡胶微粒投入步骤S20所得物料C中,然后在搅拌条件下依次加入聚异戊二烯、改性聚乙烯醇、苯并噻唑硫醇和轻质氧化镁,继续升温至98℃,保温0.6h;自然冷却至50℃,得到物料D;向物料D中投加1重量份的增粘剂,增粘剂为羧甲基纤维素钠和过硫酸钾按照体积比1:1组成的混合物,通过投加增粘剂,能够改善粘合剂成品的耐高温、耐酸碱、湿润和增容性能,扩大了粘合剂的应用范围;
S22、将步骤S21所得物料D投入反应釜中,在真空度为0.6MPa、温度为230℃条件下反应4h,反应釜出料冷却至室温后得到粘合剂粗料;对粘合剂粗料进行酸处理,具体操作为:将粘合剂粗料和质量浓度为1%的硫酸按照体积比1:5混合均匀,恒温保持0.5h后,对物料D进行洗涤、干燥即可;通过对粘合剂粗料进行酸处理,有利于促进粘合剂粗料中分子间的离子支链和氢键交联打开,降低粘合剂粗料内部组织的结晶度,提高粘合剂成品的力学稳定性;
S3、精制;
将步骤S22所得酸处理后的粘合剂粗料置于精炼机中,搅拌条件下依次加入稳定剂、防老剂和抗氧剂,然后在130℃温度条件下精炼45min,待物料自然冷却至室温后置入造粒机中,在62℃温度条件下制成粒径为0.6-0.9mm的颗粒料,即得所需粘合剂。
实施例7:一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂,包括以下重量份的原料:改性六烃树脂45份、丁晴橡胶30份、聚异戊二烯12份、改性聚乙烯醇10份、苯并噻唑硫醇6份、轻质氧化镁9份、稳定剂3份、防老剂5份、抗氧剂2份;其中抗氧剂为焦磷酸钠;稳定剂的制备方法为:1)按照体积比1:2:1:3分别称取四甲基环四硅氧烷、丙烯酸酯、四甲基二硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚,并搅拌混合均匀,然后将混合物升温至80℃,反应4h后冷却至室温;2)向1)所得物料中加入其总体积8%的乙炔基环己醇,并搅拌均匀后,继续反应1-2h,即可得到所需稳定剂;通过上述方法制备的稳定剂能够提高粘合剂的生物相容性,提高粘合剂的粘结性能;改性聚乙烯醇的制备方法为:1)将去离子水、硫酸锌和环氧树脂按照体积比2:1:1混合,并升温至90℃,然后以55rad/min的速度搅拌反应10min;2)向步骤1)所得物料中加入其总体积26%的聚乙烯醇和碳酸乙烯酯,调节反应温度至72℃,以120rad/min的速度搅拌9min;自然冷却至室温后,即得所需改性聚乙烯醇;其中聚乙烯醇和碳酸乙烯酯的体积比为2:1;通过上述方法制备的改性聚乙烯醇能够提高粘合剂耐水性、耐热性粘接强度;防老剂为硫代二丙酸二月桂酯,通过添加防老剂,能够延缓粘合剂的性能老化速率,延长粘合剂的有效作用时间。
一种基于六烃树脂改性的水基橡胶粘合剂的制备方法,包括以下步骤:
S1、六烃树脂改性;
S10、将六烃树脂投入到其3倍体积的二甲苯中,在70℃条件下以45rad/min的速率搅拌均匀,然后向混合溶液中滴加浓度为15%的氢氧化钾溶液,保温处理2h后将混合溶液加热至100℃,反应3h后自然冷却至90℃,得到物料A;其中,氢氧化钾溶液的滴加量为六烃树脂体积的4%;
S11、向步骤S10所得物料A滴加草酸,并搅拌均匀,然后加入物料A总体积25%的苯二酚并升温至125℃,反应45min后,得到物料B;其中,草酸的滴加量为氢氧化钾溶液体积的55%;
S12、将步骤S11所得物料B置入真空度为0.1Mpa,温度为135℃的蒸馏釜,然后对物料B进行减压蒸馏,减压蒸馏的温度为86℃,真空度为-0.04MPa,通过对物料B进行常压和减压蒸馏处理,能够去除物料B中的有机溶剂和水分,降低粘合剂成品中的含水量,提高粘合剂的结合强度;收集蒸馏产物,即得改性六烃树脂;将改性六烃树脂在频率30kHz,功率为550W条件下超声处理3h,超声处理后在60℃温度条件下回流50min,通过对改性六烃树脂进行超声处理,能够提高其在有机溶剂中的分散均匀性,增强粘合剂的粘结强度;
S2、粗料制备;
S20、将步骤S12所得改性六烃树脂和改性聚乙烯醇搅拌混合均匀,然后升温至85℃,得到物料C;
S21、将丁晴橡胶粉碎成粒径为5-8nm的橡胶微粒,将橡胶微粒投入步骤S20所得物料C中,然后在搅拌条件下依次加入聚异戊二烯、改性聚乙烯醇、苯并噻唑硫醇和轻质氧化镁,继续升温至98℃,保温0.6h;自然冷却至50℃,得到物料D;向物料D中投加3重量份的增粘剂,增粘剂为羧甲基纤维素钠和过硫酸钾按照体积比1:1组成的混合物,通过投加增粘剂,能够改善粘合剂成品的耐高温、耐酸碱、湿润和增容性能,扩大了粘合剂的应用范围;
S22、将步骤S21所得物料D投入反应釜中,在真空度为0.6MPa、温度为230℃条件下反应4h,反应釜出料冷却至室温后得到粘合剂粗料;对粘合剂粗料进行酸处理,具体操作为:将粘合剂粗料和质量浓度为1.5%的硫酸按照体积比1:8混合均匀,恒温保持1.5h后,对物料D进行洗涤、干燥即可;通过对粘合剂粗料进行酸处理,有利于促进粘合剂粗料中分子间的离子支链和氢键交联打开,降低粘合剂粗料内部组织的结晶度,提高粘合剂成品的力学稳定性;
S3、精制;
将步骤S22所得酸处理后的粘合剂粗料置于精炼机中,搅拌条件下依次加入稳定剂、防老剂和抗氧剂,然后在130℃温度条件下精炼45min,待物料自然冷却至室温后置入造粒机中,在62℃温度条件下制成粒径为0.5-0.7mm的颗粒料,即得所需粘合剂。
试验例:对本发明实施例1-7所得粘合剂进行相关性能测试,测试结果如表1所示;
表1、不同制备条件对粘合剂的性能影响;
通过表1数据可知,实施例2与实施例1相比,由于采用了本发明所制备的为稳定剂,能够提高粘合剂的生物相容性,提高粘合剂的粘结性能;实施例3与实施例1相比,由于采用了本发明所制备的改性聚乙烯醇,够提高粘合剂耐水性、耐热性粘接强度;实施例4与实施例与实施例1、2、3相比,由于同时采用了本发明所制备的稳定剂和改性聚乙烯醇,使得所得粘合剂的各项性能得到了进一步地提升;实施例5与实施例1相比,由于对改性六烃树脂进行了超声处理,能够提高其在有机溶剂中的分散均匀性,增强粘合剂的粘结强度,通过投加增粘剂,能够改善粘合剂成品的耐高温、耐酸碱、湿润和增容性能;实施例6与实施例1相比,由于添加了本发明的增粘剂,能够改善粘合剂成品的耐高温、耐酸碱、湿润和增容性能,扩大了粘合剂的应用范围,通过对粘合剂粗料进行酸处理,有利于促进粘合剂粗料中分子间的离子支链和氢键交联打开,降低粘合剂粗料内部组织的结晶度,提高粘合剂成品的力学稳定性;实施例7与实施例1、2、3、4、5、6相比,由于将各有利条件进行了综合优化,使得粘合剂的性能达到最优。
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