本发明涉及水性喷胶领域，具体涉及一种改性水性sbs乳液喷胶及其制备方法。
背景技术：
喷胶是一种将相同或不同的物质界面紧密连接起来，起到传递应用作用的胶粘剂，广泛用于家具，皮革和装饰行业。目前，市面上的喷胶以溶剂型喷胶为主。溶剂型喷胶主要由高聚物和溶剂组成，高聚物一般为氯丁橡胶(cr)、苯乙烯共聚物(sbs)，溶剂则为甲苯、氯代烯烃、丁酮、醋酸乙酯等。在使用过程中，有机溶剂会大量挥发对人体健康有很大的危害。此外，由于这些溶剂挥发点极低，易发生燃烧和爆炸，故溶剂型喷胶在储存、运输、使用过程中存在易燃易爆及对人体健康有危害等重大安全隐患。因此，世界各国相竞研究用水替代有机溶剂的环保型水性喷胶。在德国，美国和日本等发达国家，推出了水性聚氨酯喷胶和水性氯丁喷胶。近年来国内市面上也出现水性聚氨酯胶粘剂以及水性氯丁胶粘剂，但是由于存在不同的缺点，导致产品推广受到很大的影响。单组分水性聚氨酯胶粘剂初粘性差、需加热活化才能使用；单组分水性氯丁胶同样初粘性不好，喷涂时雾化严重，且成本高供货不稳定。双组份水性喷胶在连接固化后，胶层容易硬化，特别是连接处边缘硬化尤为严重；此外对于油性较重的皮革以及仿皮材料，传统的喷胶抗油性差，特别是初粘力和终粘力不够理想，直接影响皮革、海绵间的弧度粘合牢固性和稳定性。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种性能优良、价格适中、环保无毒、强度建立快、适用于喷胶行业且易于工艺操作的改性水性sbs喷胶及其制备方法。
本发明的具体方案如下：一种改性水性sbs乳液喷胶，由包括如下质量分数的组分制成：
丙烯酸酯改性sbs胶乳(固含量50wt％)40～70wt％；
苯丙乳液(固含量45～60wt％)10～30wt％；
叔碳乳液5～10wt％
增粘乳液5～20wt％；
凝结剂水溶液0.2～3；wt％
防老剂0.1～0.5wt％；
稳定剂0.1～1wt％；
增稠剂0.2～1wt％。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，所述改性sbs胶乳制备方法如下：
步骤1：将一定量的单体混合物加入到500ml三口烧瓶中；所述的单体混合物包括丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸甲酯，醋酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸，边搅拌边分批加入sbs，待sbs完全溶解后，将乳化剂复合水溶液滴加到烧瓶中，60℃剪切乳化30min成sbs-单体预乳液；
步骤2：在带有搅拌器、冷凝管、温度计和恒压漏斗的四口烧瓶中加入去离子水、碳酸氢钠以及部分过硫酸钾水溶液，升温至75-80℃，分别开始滴加单体预乳液和剩余的过硫酸钾水溶液，2.5-3h滴完，保温反应0.5h，即可得到改性sbs胶乳，出料备用。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，sbs与单体混合物的质量比为1：0.6；所述的乳化剂复合水溶液中的乳化剂用量相当于改性sbs胶乳总固含量的2％；所述的乳化剂由重量比为2:2:1的十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠：op-10组成。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，所述的过硫酸钾相当于改性sbs胶乳总固含量的0.5％；所述的碳酸氢钠相当于改性sbs胶乳总固含量的0.3％。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，所述的单体混合物的组成为：丙烯酸丁酯50wt％、甲基丙烯酸甲酯25wt％、醋酸乙烯酯15wt％、甲基丙烯酸10wt％。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，所述的苯丙乳液的粘度为100-200mpa.s，粒径100-300纳米，固含量为45～60质量％。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，所述的叔碳乳液是以叔碳酸乙烯酯(vv9和vv10)为主要单体的常温自交联乳液，粘度为200～3000mpa.s。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，所述的增粘乳液为市售的萜烯酚乳液或萜烯酚树脂和sbs弹性体共混水分散体乳液。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，还包括2～4wt％的具有共轭二烯键的芳香族化合物；所述的具有共轭二烯键的芳香族化合物为2-苯基-1，3-丁二烯。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，所述的凝结剂水溶液为二元有机酸或其他弱酸，凝结剂水溶液的质量浓度为2～20％。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，所述的防老剂可以选择n-苯基-β-萘胺(防老剂d)的水溶液、2，6－二叔丁基对甲酚(防老剂264)的水溶液或4-甲基-6-叔丁基苯酚(防老剂2246)的水溶液，使用时一般采用上述质量百分比浓度为50％的防老剂水分散液，以50％防老剂d分散液为例，其制备方法如下：防老剂d1g，去离子水1ml，放入球磨机内球磨均匀即得50％防老剂d分散液。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，所述的稳定剂是任何非离子或阴离子表面活性剂或两者的混合物。
在上述的改性水性sbs乳液喷胶中，所述的增稠剂是羟甲基纤维素、酪素或聚乙烯醇。
同时本发明还公开了一种如上所述的改性水性sbs乳液喷胶的制备方法，包括如下步骤：
称取改性sbs胶乳，在充分搅拌下，加入稳定剂，搅拌10分钟后，在中速剪切下加入苯丙乳液和叔碳乳液，分散15分钟，最后在低速搅拌下加入其他组分，搅拌均匀即得改性水性sbs乳液喷胶。
本发明的改性水性sbs乳液喷胶可用于床垫、座(睡)椅、沙发、屏风、箱包、装饰材料等领域。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明采用来源充足，价格便宜的丙烯酸酯类单体(丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸等)，通过细乳液聚合法对sbs进行改性制备改性sbs胶乳，配以苯丙乳液、叔碳乳液、凝结剂溶液及其它助剂，制备出的胶乳型sbs胶粘剂，其性能与市售的溶剂型sbs胶粘剂相近，强度建立速度快、喷涂时不飞雾，适用范围广，且该喷胶在使用后，胶水的粘接处固化后胶层不硬化，粘接处不硬边，能解决氯丁水性胶固化后硬边的难题。
2.苯丙乳液初粘力大，可粘接基材范围广，耐寒耐热性好，价格低。叔碳乳液由于大分子酯溶性基团存在和空间位阻效应，对难粘基材有优异的附着力和粘接力且耐水性、耐碱性和耐候性极佳。
3.与溶剂型胶粘剂相比，乳液型胶粘剂的最大缺点之一就是干燥速度慢。本发明由于叔碳乳液中特含常温自交联成分，配以凝结剂溶液，加快了乳液型sbs胶粘剂的强度建立速度，能实现瞬间粘接。
4、本发明采用了2-苯基-1，3-丁二烯作为性能改善的功能性助剂，添加该助剂能够有效提高乳液的耐水性和耐候性，特别在于酸碱性环境中，能够提高黏胶的有效性。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。
实施例1
本实施例制备的改性水性sbs乳液喷胶用于床垫、座(睡)椅、沙发海绵的粘接，且采用湿工艺粘接。
本实施例水性改性水性sbs乳液喷胶的各组分配方如下：
改性sbs胶乳50份(重量)；苯丙乳液24份(重量)；市售叔碳乳液5份(重量)；市售增粘乳液20份(重量)；十二烷基苯磺酸钠0.2份(重量)，质量百分比浓度为50％的防老剂264水溶液0.1份(重量)，质量百分比浓度为20％的草酸0.5份(重量)，增稠剂羟甲基纤维素0.2份(重量)。
将一定量的单体混合物(丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸)加入到500ml三口烧瓶中，边搅拌边分批加入sbs，待sbs完全溶解后，将乳化剂复合水溶液滴加到烧瓶中，60℃剪切乳化30min成sbs-单体预乳液。在带有搅拌器、冷凝管、温度计和恒压漏斗的四口烧瓶中加入溶有少量碳酸氢钠和引发剂过硫酸钾(kps)水溶液，升温至80℃，分别开始滴加单体预乳液和引发剂过硫酸钾(kps)水溶液，2.5-3h滴完，保温反应0.5h，即可得到改性sbs胶乳，出料备用。
其中改性sbs胶乳的制备方法，其详细步骤如下：(1)称取如下质量百分比的各单体：丙烯酸丁酯50％、甲基丙烯酸甲酯25％、醋酸乙烯酯15％、甲基丙烯酸10％；将所称取单体40-50℃下搅拌溶解sbs，使其混合均匀，再将乳化剂复合水溶液滴加到烧瓶中，60℃剪切乳化30min成sbs-单体预乳液。
(2)在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计及滴液漏斗的四口圆底烧瓶中加入去离子水、碳酸氢钠和质量一半的引发剂水溶液，开动搅拌器和加热装置，升温至70-80℃，分别开始滴加单体预乳液和引发剂水溶液，2.5-3h滴完，保温反应0.5h，即可得到改性sbs胶乳，出料备用；
上述步骤(1)中，sbs与总单体的质量比为1：0.6，乳化剂的加入量为2％(占总固体量)，去离子水的加入量为8％；所述乳化剂为阳离子乳化剂(十六烷基三甲基溴化铵)：阴离子乳化剂(十二烷基苯磺酸钠)：非离子乳化剂(op-10)＝2：2：1。
上述步骤(1)中，引发剂的称取量为0.5％(占总固体量)，去离子水的称取量为17％；所述引发剂为过硫酸钾。
上述步骤(2)中，去离子水的加入量为75％，碳酸氢钠的加入量为0.3％(占总固体量)。
按照上述配方，称取改性sbs胶乳，在充分搅拌下，加入稳定剂，搅拌10分钟后，在800rpm剪切下加入苯丙乳液和叔碳乳液，分散15分钟，最后在300rpm搅拌下加入增粘乳液，防老剂水溶液、凝结剂水溶液和增稠剂，搅拌均匀即得改性水性sbs乳液喷胶。
本实施例所得速粘水性改性水性sbs乳液喷胶。用于粘接海绵，可实现瞬间粘接，24后破坏基材海绵。
实施例2
本实施例制备的改性水性sbs乳液喷胶用于床垫、座(睡)椅、沙发海绵与木板的粘接，且采用湿工艺粘接。
本实施例改性水性sbs乳液喷胶的各组分配方如下：
改性sbs胶乳65份(重量)；苯丙乳液19.2份(重量)；市售叔碳乳液5份(重量)；市售增粘乳液10份(重量)；十二烷基苯磺酸钠0.2份(重量)，质量百分比浓度为50％的防老剂264水溶液0.1份(重量)，质量百分比浓度为5％的甘氨酸0.3份(重量)，增稠剂羟甲基纤维素0.2份(重量)。
将一定量的单体混合物(丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯，醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸)加入到500ml三口烧瓶中，边搅拌边分批加入sbs，待sbs完全溶解后，将乳化剂复合水溶液滴加到烧瓶中，60℃剪切乳化30min成sbs-单体预乳液。在带有搅拌器、冷凝管、温度计和恒压漏斗的四口烧瓶中加入溶有少量碳酸氢钠和引发剂kps水溶液,升温至70-80℃，分别开始滴加单体预乳液和引发剂过硫酸钾(kps)水溶液，2.5-3h滴完，保温反应0.5h，即可得到改性sbs胶乳，出料备用。
其中改性sbs胶乳的制备方法，其详细步骤如下：(1)称取如下质量百分比的各单体：丙烯酸丁酯50％、甲基丙烯酸甲酯25％、醋酸乙烯酯15％、甲基丙烯酸10％；将所称取单体50℃下搅拌溶解sbs，使其混合均匀，再将乳化剂复合水溶液滴加到烧瓶中，60℃剪切乳化30min成sbs-单体预乳液。
(2)在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计及滴液漏斗的四口圆底烧瓶中加入去离子水、碳酸氢钠和质量一半的引发剂水溶液，开动搅拌器和加热装置，升温至70-80℃，分别开始滴加单体预乳液和引发剂水溶液，2.5-3h滴完，保温反应0.5h，即可得到改性sbs胶乳，出料备用；
上述步骤(1)中，sbs与总单体的质量比为1：0.6，乳化剂的加入量为2％(占总固体量)，去离子水的加入量为8％；所述乳化剂为阳离子乳化剂(十六烷基三甲基溴化铵)：阴离子乳化剂(十二烷基苯磺酸钠)：非离子乳化剂(op-10)＝2：2：1。
上述步骤(1)中，引发剂的称取量为0.5％(占总固体量)，去离子水的称取量为17％；所述引发剂为过硫酸钾。
上述步骤(2)中，去离子水的加入量为75％，碳酸氢钠的加入量为0.3％(占总固体量)。
按照上述配方，称取改性sbs胶乳，在充分搅拌下，加入稳定剂，搅拌10分钟后，在800rpm剪切下加入苯丙乳液和叔碳乳液，分散15分钟，最后在300rpm搅拌下加入增粘乳液，防老剂水溶液、金属氧化物水溶液、凝结剂水溶液和增稠剂，搅拌均匀即得速粘水性改性水性sbs乳液喷胶。
本实施例所得改性水性sbs乳液喷胶。用于粘接海绵-木板，可实现瞬间粘接，24后破坏基材海绵。
实施例3
与实施例1大体相同，不同的地方在于：
水性改性水性sbs乳液喷胶的各组分配方如下：
改性sbs胶乳45份(重量)；苯丙乳液30份(重量)；市售叔碳乳液10份(重量)；市售增粘乳液12份(重量)；2-苯基-1，3-丁二烯2份(重量)；十二烷基苯磺酸钠0.2份(重量)，质量百分比浓度为50％的防老剂264水溶液0.1份(重量)，质量百分比浓度为20％的草酸0.5份(重量)，增稠剂羟甲基纤维素0.2份(重量)。
应用测试
按照上述的配方，采用实施例1和3的制备方法，制备得到改性水性sbs乳液喷胶，该胶黏剂的性能与市售的溶剂型sbs胶粘剂、水性氯丁胶黏剂性能进行比较，结果如表1和2所示。
表1改性水性sbs乳液喷胶与市售溶剂型sbs胶粘剂及市售水性氯丁乳胶型胶黏剂的性能对比(海绵对海绵)
注：1为市售水性氯丁乳胶型胶黏剂，2为市售的溶剂型sbs胶粘剂，3为本实施例1的改性水性sbs乳液喷胶；4为本实施例3的改性水性sbs乳液喷胶
表2改性水性sbs乳液喷胶与市售溶剂型sbs胶粘剂及市售水性氯丁乳胶型胶黏剂的性能对比(海绵对木板)
注：1为市售水性氯丁乳胶型胶黏剂，2为市售的溶剂型sbs胶粘剂，3为本实施例1的改性水性sbs乳液喷胶；4为本实施例3的改性水性sbs乳液喷胶
表3改性水性sbs乳液喷胶与市售溶剂型sbs胶粘剂及市售水性氯丁乳胶型胶黏剂的性能对比(海绵与帆布粘合，放置24h后测试耐水性)
注：1为市售水性氯丁乳胶型胶黏剂，2为市售的溶剂型sbs胶粘剂，3为本实施例1的改性水性sbs乳液喷胶；4为本实施例3的改性水性sbs乳液喷胶
表4改性水性sbs乳液喷胶与市售溶剂型sbs胶粘剂及市售水性氯丁乳胶型胶黏剂的性能对比(海绵涂胶，呈90度弧度对折粘合，放置24h后，测试耐候性)
注：1为市售水性氯丁乳胶型胶黏剂，2为市售的溶剂型sbs胶粘剂，3为本实施例1的改性水性sbs乳液喷胶；4为本实施例3的改性水性sbs乳液喷胶。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。