一种改性epdm粘结剂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种改性EPDM粘结剂的制备方法。所述改性EPDM粘结剂是一种使得粘结件剥离强度高，耐水及耐老化性能优异的胶黏剂。其制备方法是先EPDM溶解于溶剂中，在惰性气氛及一定温度下加入混合单体与引发剂，反应结束后降温，再加入一定溶于溶剂的异氰酸酯继续反应，反应结束后冷却，即得到改性EPDM粘结剂。本发明具有制备的工艺过程简便、设备简单、原料易得、实验的可控性强，粘结剂性能优异等特点。
【专利说明】一种改性EPDM粘结剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于聚合物的改性工艺领域，尤其涉及一种改性EPDM粘结剂的制备方法。【背景技术】
[0002]粘结科学是一门古老而又年轻的学科，但直到近代，这个领域才取得巨大的进展。随着粘结科学的进步，粘结技术制备的结构件的应力传递更均匀、强度/质量比更高、密封防腐性能更好、价格更便宜、有较理想的外观结构、操作方便，胶粘剂的应用已渗透到了国民经济中的各个部门，在工业、农业、国防、交通以及人们的日常生活中获得越来越广泛的应用，成为必不可少的重要材料之一。
[0003]非极性材料具有一个普遍的问题——粘结性差，即不能进行有效的粘结或是粘结强度较低，相关系统的微观结构研究及粘结过程研究较少，没有非极性材料的具体粘结思路，限制了胶粘剂的发展和应用范围。由此可见，对非极性材料的粘结研究具有重要的意义。对粘结非极性材料，主要集中在提高粘结强度上，采用多种方法制备胶粘剂，从多种角度来提高强度。目前，专利CN1071680公开了一种非极性材料胶粘剂，主要以聚醋酸乙烯、聚乙烯醇缩醛物和丙烯酸酯乳液组成的改性丙烯酸酯树脂乳液为粘接物质，以丙酮、苯、乙醇、松香水组成溶剂，并添加由2，4-戊二酮和醋酸异丙烯酯组成的混合络合剂；专利CN101643561公开了一种易于油漆附着的改性PP/EPDM材料及其制备方法和应用，改性后的PP/EPDM/M15材料表面带有活性羰基、氢及部分羟基基团，表面极性增大，使油漆较容易附着。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了改进现有非极性材料粘结强度低的缺点而提供一种改性EPDM粘结剂的制备方法，该方法工艺简单可控，可以制备得到高粘结强度及耐水、耐老化性能优异的改性粘结剂。
[0005]本发明的技术方案为:本发明设计合成利用溶液法将单体通过接枝共聚引入EPDM，并通过具有高活性基团-NCO的异氰酸酯处理改性产物后得到粘结强度高、耐水及耐老化性能优异的粘结剂，并为非极性材料的粘结提供理论基础和实际应用价值。
[0006]本发明目的具体技术方案为:一种改性EPDM粘结剂的制备方法，其具体步骤如下:
[0007](I)在惰性气氛保护下，将EPDM与二甲苯加入容器中，在70~90°C下搅拌40~60分钟溶解均匀后，按引发剂与EPDM质量比为(I~5): 1000，加入引发剂的二甲苯溶液，继续搅拌10~30分钟后加入与EPDM质量比为1: (2~4)的混合单体，反应5~10小时后，将所得的反应溶液体系降温至40~50°C，其中混合单体为丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯的混合物或丙烯酸与六氟丙烯酸丁酯的混合物中的一种；
[0008](2)按异氰酸酯与丙烯酸摩尔比为(2~3):1，将异氰酸酯的二甲苯溶液加入步骤(I)制得的反应溶液中，搅拌反应I~2小时后得到改性EPDM粘结剂。[0009]优选步骤(1)中所述的惰性气氛为氮气或氩气中的一种。优选步骤(1)中所述的引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁氰中的一种。
[0010]优选步骤(1)中所述的混合单体中丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯或六氟丙烯酸丁酯的质量比为(2~4):1。
[0011]优选步骤(2)中所述的异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯_2，4-二异氰酸酯或1，6-己二异氰酸酯中的一种。
[0012]优选步骤(1)中引发剂的二甲苯溶液中引发剂的浓度为0.01~0.03mol/L ;步骤
(2)中异氰酸酯的二甲苯溶液中异氰酸酯的浓度为I~2mol/L。
[0013]步骤(1)中将EPDM与二甲苯加入容器中，其中二甲苯的加入量为溶解EPDM即可。
[0014]本发明制备的改性EPDM粘结剂可以用于极性和非极性材料的粘结，尤其是EPDM橡胶材料与金属板材的粘结领域。本发明所制备的改性EPDM粘结剂使得粘结材料为金属与EPDM橡胶的粘结件的剥离强度为I~2MPa。
[0015]有益效果:
[0016](I)制备的工艺过程简便，实验的可控性强。
[0017](2)所用设备简单，原料易得，成本低廉，容易实现规模生产。
[0018](3)粘结件的耐水性及耐老化性能优异，尤其是耐紫外线老化；经72小时的水浸泡和356nm的紫外照射处理后，粘结件无破坏现象且剥离强度不变。`【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是实例I制得的改性EPDM粘结剂漆膜的FT-1R图。
[0020]图2是实例I制得的改性EPDM粘结剂制备的粘结材料为金属与EPDM橡胶的粘结件的耐水性能。
[0021]图3是实例I制得的改性EPDM粘结剂制备的粘结材料为金属与EPDM橡胶的粘结件的耐紫外(356nm)老化性能。
【具体实施方式】
[0022]实例I
[0023](I)N2保护下，将EPDM与二甲苯加入四口烧瓶中，在80°C下搅拌40分钟溶解均匀后，加入0.03mol/L引发剂BPO (过氧化苯甲酰)的二甲苯溶液(过氧化苯甲酰与EPDM的质量比为1:1000)，继续搅拌20分钟后加入与EPDM质量比为1:4的混合单体(其中混合单体为丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯质量比为2:1)，反应6小时后，将所得的反应溶液体系降温至40 0C ；
[0024](2)按异佛尔酮二异氰酸酯与丙烯酸摩尔比为2.1:1，将1.5mol/L的异佛尔酮二异氰酸酯的二甲苯溶液加入步骤(1)制得的反应溶液中，搅拌反应1.5小时后得到改性EPDM粘结剂。由改性EPDM粘结剂制得的粘结材料为金属与EPDM橡胶的粘结件的剥离强度为 1.3MPa。
[0025]参见附图，图1给出了本发明实例I制得的改性EPDM粘结剂漆膜的FT-1R图。从图1可知，产物在1712.40cm-1附近出现了 C=O伸缩振动，这说明单体已成功接枝上。
[0026]参见附图，图2给出了本发明实例I制得的改性EPDM粘结剂制备的粘结材料为金属与EPDM橡胶的粘结件的耐水性能。从图2可知，粘结件耐常温水性能优异，72小时水浸泡后剥离强度几乎不变。
[0027]参见附图，图3给出了本发明实例I制得的改性EPDM粘结剂制备的粘结材料为金属与EPDM橡胶的粘结件的耐紫外老化性能。从图3可知，粘结件耐356nm紫外线性能优异，72小时紫外线照射后剥离强度几乎不变。
[0028]实例2
[0029](I)N2保护下，将EPDM与二甲苯加入四口烧瓶中，在85°C下搅拌50分钟溶解均匀后，加入0.02mol/L引发剂AIBN (偶氮二异丁氰)的二甲苯溶液(偶氮二异丁氰与EPDM的质量比为3:1000)，继续搅拌25分钟后加入与EPDM质量比为1:3的混合单体(其中混合单体为丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯质量比为3:1)，反应8小时后，将所得的反应溶液体系降温至 50 0C ；
[0030](2)按异氰酸酯与丙烯酸摩尔比为2.5:1，将lmol/L的甲苯_2，4_ 二异氰酸酯的二甲苯溶液加入步骤(1)制得的反应溶液中，搅拌反应2小时后得到改性EPDM粘结剂。由改性EPDM粘结剂制得的粘结材料为金属与EPDM橡胶的粘结件的剥离强度为1.2MPa。
[0031]实例3
[0032](1)氩气保护下，将EPDM与二甲苯加入四口烧瓶中，在90°C下搅拌60分钟溶解均匀后，加入0.01mol/L引发剂BPO的二甲苯溶液(BP0与EPDM的质量比为5:1000)，继续搅拌30分钟后加入与EPDM质量比为1:2的混合单体，(其中混合单体为丙烯酸与六氟丙烯酸丁酯质量比为4:1)，反应10小时后，将所得的反应溶液体系降温至50°C ；
[0033](2)按异氰酸酯与丙烯酸摩尔比为3:1，将2mol/L的1，6_己二异氰酸酯的二甲苯溶液加入步骤(1)制得的反应溶液中，搅拌反应2小时后得到改性EPDM粘结剂。由改性EPDM粘结剂制得的粘结材料为金属与EPDM橡胶的粘结件的剥离强度为1.4MPa。
【权利要求】
1.一种改性EPDM粘结剂的制备方法，其具体步骤如下: (1)在惰性气氛保护下，将EPDM与二甲苯加入容器中，在70~90°C下搅拌40~60分钟溶解均匀后，按引发剂与EPDM质量比为(I~5):1000，加入引发剂的二甲苯溶液，继续搅拌10~30分钟后加入与EPDM质量比为1: (2~4)的混合单体，反应5~10小时后，将所得的反应溶液体系降温至40~50°C，其中混合单体为丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯的混合物或丙烯酸与六氟丙烯酸丁酯的混合物中的一种； (2)按异氰酸酯与丙烯酸摩尔比为(2~3):1，将异氰酸酯的二甲苯溶液加入步骤(1)制得的反应溶液中，搅拌反应I~2小时后得到改性EPDM粘结剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的惰性气氛为氮气或氩气中的一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁氰中的一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的混合单体中丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯或六氟丙烯酸丁酯的质量比为(2~4):1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯_2，4- 二异氰酸酯或1，6-己二异氰酸酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中引发剂的二甲苯溶液中引发剂的浓度为0.01~0.03mol/L ;步骤(2)中异氰酸酯的二甲苯溶液中异氰酸酯的浓度为I~2mol/L。`
【文档编号】C09J175/04GK103773305SQ201310719102
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】陆春华, 刘育建, 倪亚茹, 许仲梓 申请人:南京工业大学