一種改性epdm粘結(jié)劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種改性EPDM粘結(jié)劑的制備方法。所述改性EPDM粘結(jié)劑是一種使得粘結(jié)件剝離強(qiáng)度高，耐水及耐老化性能優(yōu)異的膠黏劑。其制備方法是先EPDM溶解于溶劑中，在惰性氣氛及一定溫度下加入混合單體與引發(fā)劑，反應(yīng)結(jié)束后降溫，再加入一定溶于溶劑的異氰酸酯繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，即得到改性EPDM粘結(jié)劑。本發(fā)明具有制備的工藝過程簡(jiǎn)便、設(shè)備簡(jiǎn)單、原料易得、實(shí)驗(yàn)的可控性強(qiáng)，粘結(jié)劑性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
【專利說明】一種改性EPDM粘結(jié)劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚合物的改性工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種改性EPDM粘結(jié)劑的制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]粘結(jié)科學(xué)是一門古老而又年輕的學(xué)科，但直到近代，這個(gè)領(lǐng)域才取得巨大的進(jìn)展。隨著粘結(jié)科學(xué)的進(jìn)步，粘結(jié)技術(shù)制備的結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力傳遞更均勻、強(qiáng)度/質(zhì)量比更高、密封防腐性能更好、價(jià)格更便宜、有較理想的外觀結(jié)構(gòu)、操作方便，膠粘劑的應(yīng)用已滲透到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)部門，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通以及人們的日常生活中獲得越來越廣泛的應(yīng)用，成為必不可少的重要材料之一。
[0003]非極性材料具有一個(gè)普遍的問題——粘結(jié)性差，即不能進(jìn)行有效的粘結(jié)或是粘結(jié)強(qiáng)度較低，相關(guān)系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)研究及粘結(jié)過程研究較少，沒有非極性材料的具體粘結(jié)思路，限制了膠粘劑的發(fā)展和應(yīng)用范圍。由此可見，對(duì)非極性材料的粘結(jié)研究具有重要的意義。對(duì)粘結(jié)非極性材料，主要集中在提高粘結(jié)強(qiáng)度上，采用多種方法制備膠粘劑，從多種角度來提高強(qiáng)度。目前，專利CN1071680公開了一種非極性材料膠粘劑，主要以聚醋酸乙烯、聚乙烯醇縮醛物和丙烯酸酯乳液組成的改性丙烯酸酯樹脂乳液為粘接物質(zhì)，以丙酮、苯、乙醇、松香水組成溶劑，并添加由2，4-戊二酮和醋酸異丙烯酯組成的混合絡(luò)合劑；專利CN101643561公開了一種易于油漆附著的改性PP/EPDM材料及其制備方法和應(yīng)用，改性后的PP/EPDM/M15材料表面帶有活性羰基、氫及部分羥基基團(tuán)，表面極性增大，使油漆較容易附著。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有非極性材料粘結(jié)強(qiáng)度低的缺點(diǎn)而提供一種改性EPDM粘結(jié)劑的制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單可控，可以制備得到高粘結(jié)強(qiáng)度及耐水、耐老化性能優(yōu)異的改性粘結(jié)劑。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:本發(fā)明設(shè)計(jì)合成利用溶液法將單體通過接枝共聚引入EPDM，并通過具有高活性基團(tuán)-NCO的異氰酸酯處理改性產(chǎn)物后得到粘結(jié)強(qiáng)度高、耐水及耐老化性能優(yōu)異的粘結(jié)劑，并為非極性材料的粘結(jié)提供理論基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0006]本發(fā)明目的具體技術(shù)方案為:一種改性EPDM粘結(jié)劑的制備方法，其具體步驟如下:
[0007](I)在惰性氣氛保護(hù)下，將EPDM與二甲苯加入容器中，在70~90°C下攪拌40~60分鐘溶解均勻后，按引發(fā)劑與EPDM質(zhì)量比為(I~5): 1000，加入引發(fā)劑的二甲苯溶液，繼續(xù)攪拌10~30分鐘后加入與EPDM質(zhì)量比為1: (2~4)的混合單體，反應(yīng)5~10小時(shí)后，將所得的反應(yīng)溶液體系降溫至40~50°C，其中混合單體為丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯的混合物或丙烯酸與六氟丙烯酸丁酯的混合物中的一種；
[0008](2)按異氰酸酯與丙烯酸摩爾比為(2~3):1，將異氰酸酯的二甲苯溶液加入步驟(I)制得的反應(yīng)溶液中，攪拌反應(yīng)I~2小時(shí)后得到改性EPDM粘結(jié)劑。[0009]優(yōu)選步驟(1)中所述的惰性氣氛為氮?dú)饣驓鍤庵械囊环N。優(yōu)選步驟(1)中所述的引發(fā)劑為過氧化苯甲?；蚺嫉惗∏柚械囊环N。
[0010]優(yōu)選步驟(1)中所述的混合單體中丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯或六氟丙烯酸丁酯的質(zhì)量比為(2~4):1。
[0011]優(yōu)選步驟(2)中所述的異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯_2，4-二異氰酸酯或1，6-己二異氰酸酯中的一種。
[0012]優(yōu)選步驟(1)中引發(fā)劑的二甲苯溶液中引發(fā)劑的濃度為0.01~0.03mol/L ;步驟
(2)中異氰酸酯的二甲苯溶液中異氰酸酯的濃度為I~2mol/L。
[0013]步驟(1)中將EPDM與二甲苯加入容器中，其中二甲苯的加入量為溶解EPDM即可。
[0014]本發(fā)明制備的改性EPDM粘結(jié)劑可以用于極性和非極性材料的粘結(jié)，尤其是EPDM橡膠材料與金屬板材的粘結(jié)領(lǐng)域。本發(fā)明所制備的改性EPDM粘結(jié)劑使得粘結(jié)材料為金屬與EPDM橡膠的粘結(jié)件的剝離強(qiáng)度為I~2MPa。
[0015]有益效果:
[0016](I)制備的工藝過程簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)的可控性強(qiáng)。
[0017](2)所用設(shè)備簡(jiǎn)單，原料易得，成本低廉，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。
[0018](3)粘結(jié)件的耐水性及耐老化性能優(yōu)異，尤其是耐紫外線老化；經(jīng)72小時(shí)的水浸泡和356nm的紫外照射處理后，粘結(jié)件無破壞現(xiàn)象且剝離強(qiáng)度不變。`【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是實(shí)例I制得的改性EPDM粘結(jié)劑漆膜的FT-1R圖。
[0020]圖2是實(shí)例I制得的改性EPDM粘結(jié)劑制備的粘結(jié)材料為金屬與EPDM橡膠的粘結(jié)件的耐水性能。
[0021]圖3是實(shí)例I制得的改性EPDM粘結(jié)劑制備的粘結(jié)材料為金屬與EPDM橡膠的粘結(jié)件的耐紫外(356nm)老化性能。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)例I
[0023](I)N2保護(hù)下，將EPDM與二甲苯加入四口燒瓶中，在80°C下攪拌40分鐘溶解均勻后，加入0.03mol/L引發(fā)劑BPO (過氧化苯甲酰)的二甲苯溶液(過氧化苯甲酰與EPDM的質(zhì)量比為1:1000)，繼續(xù)攪拌20分鐘后加入與EPDM質(zhì)量比為1:4的混合單體(其中混合單體為丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量比為2:1)，反應(yīng)6小時(shí)后，將所得的反應(yīng)溶液體系降溫至40 0C ；
[0024](2)按異佛爾酮二異氰酸酯與丙烯酸摩爾比為2.1:1，將1.5mol/L的異佛爾酮二異氰酸酯的二甲苯溶液加入步驟(1)制得的反應(yīng)溶液中，攪拌反應(yīng)1.5小時(shí)后得到改性EPDM粘結(jié)劑。由改性EPDM粘結(jié)劑制得的粘結(jié)材料為金屬與EPDM橡膠的粘結(jié)件的剝離強(qiáng)度為 1.3MPa。
[0025]參見附圖，圖1給出了本發(fā)明實(shí)例I制得的改性EPDM粘結(jié)劑漆膜的FT-1R圖。從圖1可知，產(chǎn)物在1712.40cm-1附近出現(xiàn)了 C=O伸縮振動(dòng)，這說明單體已成功接枝上。
[0026]參見附圖，圖2給出了本發(fā)明實(shí)例I制得的改性EPDM粘結(jié)劑制備的粘結(jié)材料為金屬與EPDM橡膠的粘結(jié)件的耐水性能。從圖2可知，粘結(jié)件耐常溫水性能優(yōu)異，72小時(shí)水浸泡后剝離強(qiáng)度幾乎不變。
[0027]參見附圖，圖3給出了本發(fā)明實(shí)例I制得的改性EPDM粘結(jié)劑制備的粘結(jié)材料為金屬與EPDM橡膠的粘結(jié)件的耐紫外老化性能。從圖3可知，粘結(jié)件耐356nm紫外線性能優(yōu)異，72小時(shí)紫外線照射后剝離強(qiáng)度幾乎不變。
[0028]實(shí)例2
[0029](I)N2保護(hù)下，將EPDM與二甲苯加入四口燒瓶中，在85°C下攪拌50分鐘溶解均勻后，加入0.02mol/L引發(fā)劑AIBN (偶氮二異丁氰)的二甲苯溶液(偶氮二異丁氰與EPDM的質(zhì)量比為3:1000)，繼續(xù)攪拌25分鐘后加入與EPDM質(zhì)量比為1:3的混合單體(其中混合單體為丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯質(zhì)量比為3:1)，反應(yīng)8小時(shí)后，將所得的反應(yīng)溶液體系降溫至 50 0C ；
[0030](2)按異氰酸酯與丙烯酸摩爾比為2.5:1，將lmol/L的甲苯_2，4_ 二異氰酸酯的二甲苯溶液加入步驟(1)制得的反應(yīng)溶液中，攪拌反應(yīng)2小時(shí)后得到改性EPDM粘結(jié)劑。由改性EPDM粘結(jié)劑制得的粘結(jié)材料為金屬與EPDM橡膠的粘結(jié)件的剝離強(qiáng)度為1.2MPa。
[0031]實(shí)例3
[0032](1)氬氣保護(hù)下，將EPDM與二甲苯加入四口燒瓶中，在90°C下攪拌60分鐘溶解均勻后，加入0.01mol/L引發(fā)劑BPO的二甲苯溶液(BP0與EPDM的質(zhì)量比為5:1000)，繼續(xù)攪拌30分鐘后加入與EPDM質(zhì)量比為1:2的混合單體，(其中混合單體為丙烯酸與六氟丙烯酸丁酯質(zhì)量比為4:1)，反應(yīng)10小時(shí)后，將所得的反應(yīng)溶液體系降溫至50°C ；
[0033](2)按異氰酸酯與丙烯酸摩爾比為3:1，將2mol/L的1，6_己二異氰酸酯的二甲苯溶液加入步驟(1)制得的反應(yīng)溶液中，攪拌反應(yīng)2小時(shí)后得到改性EPDM粘結(jié)劑。由改性EPDM粘結(jié)劑制得的粘結(jié)材料為金屬與EPDM橡膠的粘結(jié)件的剝離強(qiáng)度為1.4MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種改性EPDM粘結(jié)劑的制備方法，其具體步驟如下: (1)在惰性氣氛保護(hù)下，將EPDM與二甲苯加入容器中，在70~90°C下攪拌40~60分鐘溶解均勻后，按引發(fā)劑與EPDM質(zhì)量比為(I~5):1000，加入引發(fā)劑的二甲苯溶液，繼續(xù)攪拌10~30分鐘后加入與EPDM質(zhì)量比為1: (2~4)的混合單體，反應(yīng)5~10小時(shí)后，將所得的反應(yīng)溶液體系降溫至40~50°C，其中混合單體為丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯的混合物或丙烯酸與六氟丙烯酸丁酯的混合物中的一種； (2)按異氰酸酯與丙烯酸摩爾比為(2~3):1，將異氰酸酯的二甲苯溶液加入步驟(1)制得的反應(yīng)溶液中，攪拌反應(yīng)I~2小時(shí)后得到改性EPDM粘結(jié)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的惰性氣氛為氮?dú)饣驓鍤庵械囊环N。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的引發(fā)劑為過氧化苯甲?；蚺嫉惗∏柚械囊环N。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的混合單體中丙烯酸與甲基丙烯酸甲酯或六氟丙烯酸丁酯的質(zhì)量比為(2~4):1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯_2，4- 二異氰酸酯或1，6-己二異氰酸酯中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中引發(fā)劑的二甲苯溶液中引發(fā)劑的濃度為0.01~0.03mol/L ;步驟(2)中異氰酸酯的二甲苯溶液中異氰酸酯的濃度為I~2mol/L。`
【文檔編號(hào)】C09J175/04GK103773305SQ201310719102
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】陸春華, 劉育建, 倪亞茹, 許仲梓 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)