本發(fā)明屬于壓敏粘合劑(psa)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種阻根劑改性填料和丁基壓敏粘合劑及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、耐根穿刺型的高分子自粘防水卷材(hdpe，tpo等)廣泛應(yīng)用于種植頂板和種植屋面的防水層。hdpe和tpo等高分子片材本身具有優(yōu)異的抗穿刺性能，因此具備物理阻根作用。然而這類物理阻根型的高分子自粘卷材，其接縫區(qū)域是薄弱點(diǎn)。目前搭接區(qū)普遍采用熱風(fēng)焊接以保證足夠的接縫完整性及接縫強(qiáng)度。熱風(fēng)焊接施工對施工設(shè)備及人員的專業(yè)度要求很高，相對而言，搭接區(qū)通過壓敏型粘合劑進(jìn)行自粘搭接，是更為高效簡便的施工方式。在壓敏型粘合劑中添加化學(xué)阻根劑，可使高分子自粘卷材兼具物理阻根和化學(xué)阻根功能，提升阻根的可靠性，并且大大提高了施工便捷性。

2、目前，市面上常用的化學(xué)阻根劑包括金屬類粉末及小分子酯類化學(xué)阻根劑。cn215435397u中介紹了一種銅粉導(dǎo)電膠，銅粉導(dǎo)電膠內(nèi)含有的銅粉在含有根系的情況下會生成堿式碳酸銅起到阻根作用。cn117511408a介紹了一種橡膠瀝青防水涂料，其中使用了2-(4-氯-2-甲基苯氧)丙酸小分子單/雙酯類化學(xué)阻根劑，該阻根劑會與涂料中的其他成分進(jìn)行化學(xué)鍵締合而起到阻根作用。

3、無論是金屬類粉料還是小分子酯類化學(xué)阻根劑，均與目前常用的丁基壓敏粘合劑體系的相容性差，導(dǎo)致阻根成分在粘合劑內(nèi)部的分散均勻性差。同時(shí)使用化學(xué)阻根劑也需要斟酌用量，用量過多會對植物和土壤產(chǎn)生毒害風(fēng)險(xiǎn)，用量過少起不到耐穿刺效果。

4、因此，目前亟待提出一種新型阻根劑改性填料，應(yīng)用于丁基壓敏膠中，最終得到一種具有高粘接剝離強(qiáng)度、耐根穿刺且環(huán)境友好的丁基壓敏粘合劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種阻根劑改性填料和丁基壓敏粘合劑及制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明引入一種新型粉料并使用阻根劑對其進(jìn)行改性，得到的阻根劑改性填料不僅在丁基壓敏粘合劑中有較好的分散情況，還具備有緩釋阻根劑的性能。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種阻根劑改性填料，所述阻根劑改性填料由層狀雙氫氧化物組合物和阻根劑在溶劑條件下經(jīng)攪拌制得；

3、所述層狀雙氫氧化物組合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式(1)所示：

4、

5、所述式(1)中：

6、m2+為mg2+、zn2+、ni2+、co2+和mn2+中的至少一種；

7、m3+為al3+、ga3+、fe3+和mn3+中的至少一種；

8、an-為f-、co32-、cl-、so42-和有機(jī)酸離子中的至少一種(因此，n為選擇陰離子的電荷數(shù))；

9、x取值范圍在0.2-0.4之間；m為層狀雙氫氧化物組合物中攜帶結(jié)晶水含量，所含結(jié)晶水?dāng)?shù)量由層狀雙氫氧化物組合物合成過程控制；

10、所述阻根劑為小分子化學(xué)阻根劑。

11、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述層狀雙氫氧化物組合物和阻根劑的質(zhì)量比為(60-80)：(20-40)。

12、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述阻根劑為苯氧羧酸類阻根劑，優(yōu)選地，所述阻根劑為2-甲基-4-氯苯氧丙酸(mcpp)、2-甲基-4-氯苯氧乙酸(mcpa)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-d)和4-(2,4-二氯苯氧基)丁酸(2,4-db)中的至少一種。

13、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述溶劑為甲醇、乙醇和去離子水中的至少一種。

14、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述阻根劑改性填料的制備方法包括：

15、1)將所述層狀雙氫氧化物組合物與溶劑混合，得到第一懸濁液；

16、2)將所述阻根劑與溶劑混合，得到第二懸濁液；

17、3)將所述第二懸濁液與所述第一懸濁液混合并攪拌，得到混合懸濁液；對所述混合懸濁液進(jìn)行離心洗滌、烘干和研磨，得到所述阻根劑改性填料。

18、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在所述步驟1)中，所述層狀雙氫氧化物組合物與溶劑的用量比為(5-45)：(300-400)g/ml。

19、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在所述步驟2)中，所述第二懸濁液中的阻根劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-35％。

20、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在所述步驟3)中：

21、攪拌的時(shí)間為45-90min，優(yōu)選為60-75min；

22、離心洗滌的速度為1500-3000rpm，離心洗滌使用的洗滌溶劑為甲醇、乙醇和丙酮中的至少一種；

23、烘干的溫度應(yīng)為40-50℃。

24、本發(fā)明第二方面提供了一種丁基壓敏粘合劑，所述丁基壓敏粘合劑包括所述的阻根劑改性填料。

25、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述丁基壓敏粘合劑包括以重量份計(jì)的以下組分：丁基橡膠組分10-40份、增塑劑20-40份、氫化增粘樹脂10-30份、抗氧劑0-3份、無機(jī)填料10-50份和所述阻根劑改性填料2-6份。

26、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述丁基橡膠組分的門尼粘度ml(1+8)125℃在20-60。

27、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述增塑劑為數(shù)均分子量在400-2400g/mol的低分子量聚異丁烯橡膠和/或環(huán)烷油。

28、在本發(fā)明中，所述低分子量聚異丁烯橡膠與所述丁基橡膠組分的相容性較好。

29、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述氫化增粘樹脂選自氫化碳五樹脂、芳香改性的氫化碳五樹脂、氫化碳九樹脂、氫化雙環(huán)戊二烯樹脂、芳香改性的氫化雙環(huán)戊二烯樹脂和α-甲基苯乙烯純單體樹脂中的至少一種；所述氫化增粘樹脂的氫化度為90％以上，軟化點(diǎn)為80℃-140℃。

30、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一種。

31、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述無機(jī)填料選自碳酸鈣粉、滑石粉、高嶺土、云母粉和鈦白粉中的至少一種。

32、本發(fā)明第三方面提供了所述的丁基壓敏粘合劑的制備方法，包括如下步驟：

33、a)將丁基橡膠組分、部分增塑劑、氫化增粘樹脂和任選的抗氧劑混合并進(jìn)行加熱攪拌，得到第一均勻膠體；

34、b)將第一均勻膠體、無機(jī)填料、阻根劑改性填料和剩余部分增塑劑混合并進(jìn)行加熱攪拌，得到第二均勻膠體，經(jīng)冷卻成型得到所述丁基壓敏粘合劑成品。

35、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在所述步驟a)中，加熱攪拌的溫度為120-160℃，時(shí)間為45-120min。

36、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，在所述步驟b)中，加熱攪拌的溫度為120-160℃，時(shí)間為45-60min。

37、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述步驟a)中的增塑劑與所述步驟b)中的增塑劑的用量比為(8-12)：(10-25)。

38、本發(fā)明第四方面提供了所述的丁基壓敏粘合劑在高分子防水卷材的自粘搭接中的應(yīng)用，所述高分子防水卷材為用作種植頂板和/或種植屋面的防水層的高分子防水卷材。

39、根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述丁基壓敏粘合劑的涂布厚度在280-500μm。

40、本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果如下：

41、本發(fā)明的阻根劑改性填料引入了一種新型粉料，即層狀雙氫氧化物(ldh)，其特殊的層狀結(jié)構(gòu)可以將陰離子“夾”在層間，故該粉料本身具備有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和陰離子交換性能。利用其陰離子交換性能，將苯氧羧酸類阻根劑的陰離子插層于層狀雙氫氧化物層之間，形成分子間作用力，對阻根劑起到固定作用，實(shí)現(xiàn)了阻根劑的緩釋效果(圖1可以看出來，利用本發(fā)明的阻根劑改性的填料較直接使用阻根劑，阻根劑的保留量更高，釋放阻根劑的效果更緩慢。)。因此使用本發(fā)明的阻根劑改性填料較使用苯氧羧酸類小分子阻根劑來說可以有效防止阻根劑在遇土壤、遇水后大量流失，最大程度的發(fā)揮阻根作用。

42、本發(fā)明的阻根劑改性填料較苯氧羧酸類小分子阻根劑在丁基壓敏粘合劑中應(yīng)用時(shí)，借由層狀雙氫氧化物的固體形態(tài)幫助阻根劑小分子在丁基壓敏膠中有更好的分散以及更好的相容性(苯氧羧酸類小分子容易在混合過程中團(tuán)聚，分散不均勻；并且在使用過程中由于其本身分子量較小容易快速從壓敏粘合劑中遷出(相容性差)。因此本發(fā)明考慮利用固體填料對小分子進(jìn)行改性，可以借固體填料的本身物理形態(tài)來幫助小分子分散以及保留(即有了更好的分散性和相容性))。且由于阻根劑改性填料優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，在應(yīng)用加工時(shí)不易分解失效。

43、本發(fā)明的阻根劑改性填料搭配丁基橡膠、增塑劑、氫化增粘樹脂、抗氧劑和無機(jī)填料在特定比例混合后可得到具有緩釋功能的化學(xué)阻根丁基壓敏粘合劑成品。該成品較一般丁基壓敏粘合劑具有更高的接縫粘接強(qiáng)度和更好的不透水性。

44、本發(fā)明的丁基壓敏粘合劑成品在使用過程中，阻根劑改性填料內(nèi)層間阻根劑陰離子會與土壤中的陰離子進(jìn)行交換，達(dá)到緩慢釋放阻根劑效果，有效降低了其對土壤的毒性影響，環(huán)境友好，并延長了其持效時(shí)間，使成品擁有更長時(shí)間的耐根穿刺性能。

45、本發(fā)明的丁基壓敏粘合劑成品適用于冷粘法施工，提升了施工的便利性。

46、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。