本發(fā)明涉及一種水性高強(qiáng)免釘膠，屬于膠粘劑材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

由于采用膠粘劑進(jìn)行粘合的技術(shù)近年來(lái)不斷的發(fā)展，其應(yīng)用的行業(yè)和領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大，尤其是在建筑、裝修和工業(yè)領(lǐng)域中是必不可少的材料之一。同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)裝飾裝修的個(gè)性化需求，以及人們生活水平的快速提升，建材、裝飾和廣告產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的放棄了傳統(tǒng)材料如鐵釘、螺栓等使用，而選擇了膠粘劑產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行替代。而由于免釘膠材料施工便捷、無(wú)釘孔粘接美觀的優(yōu)勢(shì)逐漸的被人們使用。也就是說(shuō)，由于免釘膠本身具有較好的粘結(jié)性能，避免了釘孔或打孔固定的缺陷和影響美觀性的問(wèn)題。

目前，國(guó)內(nèi)外免釘膠產(chǎn)品主要集中在兩種類型上，一類是氯丁型免釘膠，另一類是SBS型免釘膠，兩者各有特點(diǎn)。如氯丁型免釘膠具有粘結(jié)力強(qiáng)、室溫固化和抗化性能優(yōu)異等，但是，在溫度較低下易結(jié)晶固化而變質(zhì)，在使用時(shí)受到了很多限制，同時(shí)，其毒性較大，環(huán)保性較差。而后者的SBS免釘膠作為一種合成橡膠類，其工藝雖簡(jiǎn)單，然而，在粘結(jié)強(qiáng)度和耐久性的性能方面較差。如中國(guó)專利(授權(quán)公告號(hào)：CN103897636B)公開(kāi)了一種高強(qiáng)度耐低溫復(fù)合免釘膠及其制備方法，該免釘膠包含以下質(zhì)量配比的組分：氯丁橡膠：10-20份；SBS合成橡膠：5-10份；叔丁基酚醛樹(shù)脂：10-15份；石油樹(shù)脂：3-5份；溶劑：20-40份；填料：10-30份；氣相二氧化硅：1-3份；偶聯(lián)劑：0.5-2份；氧化鎂：1-5份；三乙醇胺：0.1-0.5份；抗凍劑：0.1-0.5份；胺類防老劑：0.1-0.5份。雖然，該免釘膠在剪切強(qiáng)度和適宜溫度方面均有所提高，然而，其是綜合利用了氯丁橡膠和SBS橡膠原材料，還不能完全利用SBS橡膠來(lái)提高粘結(jié)強(qiáng)度性能，同時(shí)，用到氯丁橡膠時(shí)通常需要用到氯代烴類等有毒溶劑，環(huán)保性仍沒(méi)有得到較好的解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種水性高強(qiáng)免釘膠，解決的問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)同時(shí)兼具環(huán)保和高粘結(jié)強(qiáng)度的性能。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的，一種水性高強(qiáng)免釘膠，其特征在于，該免釘膠包括以下重量份的成分：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物：65～75；硅烷：100～120；萜烯樹(shù)脂：75～85；C9石油樹(shù)脂：45～55；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯：8.0～10；松香甘油酯：100～120；有機(jī)溶劑：280～300；增塑劑：120～150；填料：30～40。

本發(fā)明水性高強(qiáng)免釘膠，通過(guò)以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)為基體原料，加入萜烯樹(shù)脂、C9石油樹(shù)脂、對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)和松香甘油酯(138樹(shù)脂)共同作用，一方面，能夠起到增粘作用，使能夠有效形成膠凝狀的固體膠；另一方面，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)和松香甘油酯(138樹(shù)脂)同時(shí)存在下才能有效的提高免釘膠的粘結(jié)強(qiáng)度性能。另外，通過(guò)加入硅烷目的是為了提高粘結(jié)強(qiáng)度的作用，使無(wú)需外加氯丁橡膠來(lái)提高粘結(jié)力的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)提高SBS型膠的復(fù)合粘結(jié)強(qiáng)度性能，同時(shí)，又能夠有效解決采用氯代類橡膠的毒性和環(huán)境污染大的問(wèn)題，有利于達(dá)到環(huán)保的性能要求。而增塑劑的加入目的是為了提高本免釘膠的整體的韌性，使本免釘膠使用后具有較好的抗震性能，也就相當(dāng)于提高了粘結(jié)強(qiáng)度的性能。

在上述水性高強(qiáng)免釘膠中，作為優(yōu)選，所述硅烷選自二甲基二乙氧基硅烷、端硅烷基聚丙烯酸樹(shù)脂、巰基硅烷和封端的巰基硅烷中的一種或幾種。這些硅烷能夠與加入的叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)和松香甘油酯(138樹(shù)脂)之間形成協(xié)同作用，使更有效的提高膠的粘結(jié)強(qiáng)度性能，同時(shí)，能夠促進(jìn)SBS樹(shù)脂的活化，從而更有效的提高SBS型免釘膠的粘結(jié)強(qiáng)度，更好的達(dá)到單獨(dú)采用SBS型原材料即能夠保證粘結(jié)性能。

在上述水性高強(qiáng)免釘膠中，作為優(yōu)選，所述封端的巰基硅烷的通式如下所示：

(R¹O)₃Si-R²-S-C(＝O)-C₁₇H₃₅

其中，R¹選自H或C₁-C₈的烷基；R²選自為C₁-C₈的二價(jià)烴基。

本發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使免釘膠中含該硅烷時(shí)，膠的粘結(jié)性能特別好，而且免釘膠的耐溫性能夠得到進(jìn)一步的提高，使膠體在-20℃～80℃之間儲(chǔ)存3年以上不發(fā)生變質(zhì)的現(xiàn)象，有利于提高膠體的使用壽命。當(dāng)然，上述的C₁-C₈的二價(jià)烴基可以是直鏈的、支鏈的、飽和的或不飽和的基團(tuán)形式；同時(shí)，C₁₇H₃₅烷基同樣可以是直鏈的或支鏈的烷基。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述封端的巰基硅烷選自(CH₃O)₃Si-CH₂-S-C(＝O)-C₁₇H₃₅、(CH₃O)₃Si-CH₂CH₂-S-C(＝O)-C₁₇H₃₅或(C2H5O)₃Si-CH₂CH₂CH₂CH₂-S-C(＝O)-C₁₇H₃₅。

在上述水性高強(qiáng)免釘膠中，作為優(yōu)選，所述硅烷為二甲基二乙氧基硅烷和封端的巰基硅烷的混合物，且所述二甲基二乙氧基硅烷：封端的巰基硅烷的質(zhì)量比為1：10～20。少量的小分子量二甲基二乙氧基硅烷的存在有利于促進(jìn)封端的巰基硅烷與基體中的樹(shù)脂之間的作用，促進(jìn)其與基體樹(shù)脂之間的容合性，提高膠體的整體粘結(jié)強(qiáng)度性能。

在上述水性高強(qiáng)免釘膠中，作為優(yōu)選，所述增塑劑選自聚醚三醇和聚四氫呋喃二醇中的一種或兩種混合。能夠起到增加韌性，使不會(huì)出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，有利于提高膠體粘結(jié)后的抗震性能。

在上述水性高強(qiáng)免釘膠中，作為優(yōu)選，所述填料選自M-10納米鈣、白炭黑和輕質(zhì)碳酸鈣中的一種或幾種。有利于提高膠的固含量要求和整體強(qiáng)度的要求。

在上述水性高強(qiáng)免釘膠中，作為優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑選自汽油、醋酸乙酯、環(huán)己烷和乙烷中的一種或幾種。這些溶劑的環(huán)保性好，毒性相對(duì)較低和成本低的優(yōu)點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的規(guī)模生產(chǎn)和加工。

在上述水性高強(qiáng)免釘膠中，作為優(yōu)選，所述免釘膠中Na離子的含量≤0.5％。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)免釘膠中雜子Na⁺離子的存在，對(duì)膠體的整體粘結(jié)性有一定的影響，尤其是對(duì)膠體的粘結(jié)穩(wěn)定性的影響，因此，通過(guò)控制膠體中Na⁺離子的含量來(lái)提高粘結(jié)的穩(wěn)定性，來(lái)保證粘結(jié)的強(qiáng)度性能要求。

綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.本水性高強(qiáng)免釘膠，通過(guò)加入萜烯樹(shù)脂、C9石油樹(shù)脂、對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)和松香甘油酯(138樹(shù)脂)共同作用，能夠起到增粘作用和提高粘結(jié)強(qiáng)度性能。同時(shí)，通過(guò)加入硅烷來(lái)提高粘結(jié)強(qiáng)度的效果，使無(wú)需外加氯丁橡膠來(lái)提高粘結(jié)力的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)提高SBS型膠的復(fù)合粘結(jié)強(qiáng)度性能。

2.本水性高強(qiáng)度免釘膠，通過(guò)使免釘膠中含有封端的巰基硅烷，能夠提高膠的耐溫性和更有效的提高本免釘膠的粘結(jié)強(qiáng)度性能。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：65；二甲基二乙氧基硅烷：100；萜烯樹(shù)脂：85；C9石油樹(shù)脂：55；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：10；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：120；汽油：100；醋酸乙酯：100；乙烷：50；聚四氫呋喃二醇：120；D-200白炭黑：20；M-10納米鈣：20。

該水性高強(qiáng)免釘膠可以通過(guò)以下方法制備得到：

按照以下各成分的重量份稱取原料，先將汽油、乙酯、乙烷和SBS橡膠加入到混合攪拌釜內(nèi)，開(kāi)啟攪拌機(jī)，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分，攪拌1小時(shí)～1.5小時(shí)，攪拌至溶解完全；然后，再投入上述稱量好的2402樹(shù)脂和二甲基二乙氧基硅烷，并將攪拌速度降到200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌10分鐘后，再投入相應(yīng)比例的萜烯樹(shù)脂和138樹(shù)脂，再將攪拌的轉(zhuǎn)速提高到280轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)后，加入C9石油樹(shù)脂，再攪拌反應(yīng)1小時(shí)至反應(yīng)充分；最后投入增塑劑和D-200白炭黑和M-10納米鈣，混合攪拌均勻后，檢測(cè)合格，包裝，得到相應(yīng)的水性免釘膠。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：75；巰基硅烷：110；萜烯樹(shù)脂：75；C9石油樹(shù)脂：45；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：8.0；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：110；汽油：200；環(huán)己烷：50；聚醚三醇：150；填料輕質(zhì)碳酸鈣：30。

該水性高強(qiáng)免釘膠的具體制備方法同實(shí)施例1一致，這里不再贅述。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：70；封端的巰基硅烷：100；萜烯樹(shù)脂：81；C9石油樹(shù)脂：50；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：9.0；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：100；汽油：150；醋酸乙酯：150；聚醚三醇：60；聚四氫呋喃二醇：70；D-200白炭黑：15；M-10納米鈣：15。其中，上述封端的巰基硅烷為(CH₃O)₃Si-CH₂-S-C(＝O)-C₁₇H₃₅；

該水性高強(qiáng)免釘膠的具體制備方法同實(shí)施例1一致，這里不再贅述。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：68；封端的巰基硅烷：110；萜烯樹(shù)脂：78；C9石油樹(shù)脂：48；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：8.0；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：110；汽油：90；醋酸乙酯：100；乙烷：90；聚四氫呋喃二醇：120；D-200白炭黑：15；M-10納米鈣：25。其中，上述封端的巰基硅烷為(C2H5O)₃Si-CH₂CH₂CH₂CH₂-S-C(＝O)-C₁₇H₃₅；

該水性高強(qiáng)免釘膠的具體制備方法同實(shí)施例1一致，這里不再贅述。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：72；端硅烷基聚丙烯酸樹(shù)脂：100；萜烯樹(shù)脂：79；C9石油樹(shù)脂：48；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：8.5；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：100；汽油：100；醋酸乙酯：80；乙烷：120；聚四氫呋喃二醇：120；D-200白炭黑：20；M-10納米鈣：10。

該水性高強(qiáng)免釘膠的具體制備方法同實(shí)施例1一致，這里不再贅述。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：70；封端的巰基硅烷：100；二甲基二乙氧基硅烷：10；萜烯樹(shù)脂：80；C9石油樹(shù)脂：52；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：9.0；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：120；汽油：100；醋酸乙酯：90；乙烷：100；聚四氫呋喃二醇：120；D-200白炭黑：15；M-10納米鈣：25。其中，上述封端的巰基硅烷為(C2H5O)₃Si-CH₂CH₂CH₂CH₂-S-C(＝O)-C₁₇H₃₅；

該水性高強(qiáng)免釘膠的具體制備方法同實(shí)施例1一致，這里不再贅述。

實(shí)施例7

本實(shí)施例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：70；封端的巰基硅烷：96；二甲基二乙氧基硅烷：8；萜烯樹(shù)脂：80；C9石油樹(shù)脂：52；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：9.0；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：120；汽油：100；醋酸乙酯：90；乙烷：100；聚四氫呋喃二醇：120；D-200白炭黑：15；M-10納米鈣：25。其中，上述封端的巰基硅烷為(CH₃O)₃Si-CH₂CH₂-S-C(＝O)-C₁₇H₃₅；其中，C₁₇H₃₅基為支鏈烷基。

該水性高強(qiáng)免釘膠的具體制備方法同實(shí)施例1一致，這里不再贅述。

實(shí)施例8

本實(shí)施例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：72；封端的巰基硅烷：108；二甲基二乙氧基硅烷：9；萜烯樹(shù)脂：76；C9石油樹(shù)脂：50；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：8.0；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：110；汽油：100；醋酸乙酯：50；乙烷：100；聚四氫呋喃二醇：110；D-200白炭黑：20；M-10納米鈣：20。其中，上述封端的巰基硅烷為(CH₃O)₃Si-CH₂CH₂-S-C(＝O)-C₁₇H₃₅；其中，C₁₇H₃₅基為支鏈烷基，同時(shí)，免釘膠體系中的Na⁺離子的含量≤0.5％。

該水性高強(qiáng)免釘膠的具體制備方法同實(shí)施例1一致，這里不再贅述。

實(shí)施例9

本實(shí)施例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：75；巰基硅烷：110；萜烯樹(shù)脂：75；C9石油樹(shù)脂：45；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：8.0；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：110；汽油：200；環(huán)己烷：50；聚醚三醇：150；填料輕質(zhì)碳酸鈣：30；同時(shí)，免釘膠體系中的Na⁺離子的含量≤0.5％。

該水性高強(qiáng)免釘膠的具體制備方法同實(shí)施例1一致，這里不再贅述。

比較例1

本比較例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：70；封端的巰基硅烷：120；萜烯樹(shù)脂：80；C9石油樹(shù)脂：47；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：8.0；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：100；汽油：100；乙烷：100；醋酸乙酯：100；聚醚三醇：150；D-200白炭黑：20；同時(shí)，使免釘膠體系中的Na⁺離子的含量為1.0％。

該水性高強(qiáng)免釘膠的具體制備方法同實(shí)施例1一致，這里不再贅述。

比較例2

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的水性高強(qiáng)免釘膠中硅烷對(duì)膠的整體粘結(jié)性能的影響，本比較例通過(guò)不添加相應(yīng)的硅烷進(jìn)行具體實(shí)施進(jìn)行比較說(shuō)明，具體情況如下：

本比較例的水性高強(qiáng)免釘膠包括以下成分的重量份：

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)：75；萜烯樹(shù)脂：85；C9石油樹(shù)脂：55；對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)酯(2402樹(shù)脂)：10；松香甘油酯(138樹(shù)脂)：110；汽油：100；乙烷：100；醋酸乙酯：100；聚醚三醇：150；D-200白炭黑：20；同時(shí)，使免釘膠體系中的Na⁺離子的含量為≤0.5％。

該水性高強(qiáng)免釘膠的具體制備方法同實(shí)施例1一致，這里不再贅述。

隨機(jī)選取上述實(shí)施例得到的水性高強(qiáng)免釘膠進(jìn)行相應(yīng)的性能測(cè)試，具體測(cè)試結(jié)果如下表1所示：

表1：

其中，上述表1中的初始剪切強(qiáng)度是指固化30分鐘后的剪切強(qiáng)度性能，最大剪切強(qiáng)度是指固化24小時(shí)后的剪切強(qiáng)度性能。

另外，將本發(fā)明的水性高強(qiáng)免釘膠進(jìn)行耐溫性的測(cè)試，結(jié)果表明本發(fā)明的水性高強(qiáng)免釘膠的耐溫范圍較廣，最大的耐溫范圍在-20℃-80℃之間均能保持較好的粘結(jié)性能，在80℃的條件下72小時(shí)后，均未發(fā)現(xiàn)有脫落現(xiàn)象。且在進(jìn)行耐溫性測(cè)試時(shí)，本發(fā)明的水性高強(qiáng)免釘膠在-20℃～80℃之間能夠儲(chǔ)存3年以上保持不變質(zhì)，具有較好的使用壽命，且環(huán)保性好。本發(fā)明的水性高強(qiáng)免釘膠的固含量達(dá)到77％以上，能夠適用于木材與木材組件的粘結(jié)，木材與金屬接頭，木材和處理過(guò)的木材，浴室設(shè)備。玻璃纖維淋浴房，金屬、磚、石膏、磚石、混凝土、石膏板、瓷磚、膠合板、刨花板等的粘合。

本發(fā)明中所描述的具體實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。

盡管對(duì)本發(fā)明已作出了詳細(xì)的說(shuō)明并引證了一些具體實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，只要不離開(kāi)本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。