丁基橡胶防水密封胶粘带及其制备方法与流程

本发明属于材料，具体涉及一种丁基橡胶防水密封胶粘带及其制备方法。

背景技术：

1、海洋防腐蚀是海上工程设施安全课题中最需要解决的关键技术之-。由于光照和浪花冲击破坏金属外层保护膜，在海水飞溅、干湿交替、氧气充分的环境下，浪花飞溅区部位的钢铁腐蚀最为严重。如不及时修补并采取有效防腐蚀措施，将造成重大安全事故和经济损失。防腐蚀措施多以涂敷防腐蚀涂料为主，但涂层寿命短、且操作不便、不环保。近年来国内开始将埋地管道用粘弹体防腐胶带用于海洋工程的防腐蚀，但存在遇水不粘接的问题，在海洋环境中难以操作，且易脱落。

2、中国专利cn 106634705 b公开了一种用于海洋工程的防腐蚀胶、胶带和制备方法。该防腐蚀胶成分包含粘弹性聚合物材料、增强胶、石蜡、功能树脂、填料、抗氧剂、紫外线吸收剂、磺酸盐类缓蚀剂、羧酸类缓蚀剂、酯类缓蚀剂、胺类缓蚀剂和颜料。其主体粘弹性聚合物材料包括低分子量聚异丁烯和高分子量聚异丁烯。增强胶为丁基橡胶或卤化丁基橡胶。其复合防锈剂含有不对称结构的表面活性物质，可带水施工。复合防锈剂中还包含锈转化剂，起到除锈防锈双重作用。该防腐蚀胶和防腐蚀胶带具有粘接性能、疏水性能、耐腐蚀性能和防腐性能均良好的技术效果。但是，大量缓蚀剂和锈转化剂的使用降低了防腐蚀胶本身的防水密封性，持粘性低，在海洋作业环境中的寿命不长，易老化脱落。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种丁基橡胶防水密封胶粘带及其制备方法。

2、本发明提供了一种丁基橡胶防水密封胶粘带的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)通过挤出机将丁基橡胶防水密封胶层均匀挤出并在成型模具口涂覆到基膜层，厚度为0.8-1.6mm；

4、(2)活性表层均匀涂覆于丁基橡胶防水密封胶层表面，厚度为0.3-0.6mm；

5、(3)将隔离层贴合在活性表层表面；

6、(4)通过双辊机，压研复合、冷却后自动收卷，分切成型，制得丁基橡胶防水密封胶粘带。

7、所述基膜层为高密度聚乙烯膜，厚度为0.02～0.1mm。

8、所述隔离层为聚对苯二甲酸乙二酯材料，厚度为0.05～0.6mm。

9、所述丁基橡胶防水密封胶层的制备方法为：

10、s1.按重量份称取丁基橡胶基体20-50份、增粘剂10-25份、硫化剂5-10份、抗氧剂2-5份、紫外吸收剂2-5份、补强填料15-30；

11、s2.将丁基橡胶基体、增粘剂、硫化剂、抗氧剂、紫外吸收剂、补强填料加入炼胶机混合均匀，在-0.05～-0.1mpa真空条件、50～100℃温度下混炼1-2h，自然降至室温，得到丁基橡胶防水密封胶层。

12、所述丁基橡胶基体为丁基橡胶、溴化丁基橡胶、氯化丁基橡胶、饱和聚异丁烯橡胶中的一种或几种。

13、所述增粘剂为石油树脂、萜烯树脂、松香、古马隆、异二丁烯聚合物、酚醛树脂中的一种或几种。

14、所述硫化剂为氧化锌、二硫化四甲基秋兰姆中的一种或两种。

15、所述抗氧剂为受阻胺类自由基捕获剂。

16、所述紫外吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂。

17、所述补强填料为粘土、滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、云母、炭黑中的一种或几种。

18、所述活性表层的制备方法为：

19、按重量份称取缓蚀剂1-5份、锈转化剂2-10份、溶剂20-50份、表面活性剂3-8份，混合后在室温下用强力电动搅拌机搅拌0.5-1h，静置5min，得到活性表层。

20、所述缓蚀剂为吸附膜型缓蚀剂，选用牛脂基伯胺、十六烷基胺和十八烷基胺、苯并三唑、甲基苯并三氮唑中的一种或几种。

21、所述锈转化剂为磷酸和有机酸以质量比1：(10-20)组成的混合物，所述有机酸为柠檬酸、酒石酸、苹果酸、绿原酸、草酸、苯甲酸、水杨酸、咖啡酸、没食子酸中的一种。

22、所述溶剂为甘油。

23、所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸，十二烷基硫酸钠中的一种或两种。

24、锈转化剂中常用有机羧酸、磷酸及其盐，氧化性酸易对橡胶中不饱和键进行氧化，破坏橡胶结构，加速老化。而缓蚀剂的缓蚀机理在于成膜，故迅速在金属表面上形成一层密而实的膜，是获得缓蚀成功的关键。为了迅速，胶粘带与金属表面接触初期锈转化剂和缓蚀剂的浓度应该足够高。但丁基橡胶防水密封胶层中如果含有大量锈转化剂和缓蚀剂，将降低胶体防水密封性、机械强度和持粘性，易老化脱落，尤其在海洋作业环境中的寿命更短。

25、本发明丁基橡胶防水密封胶粘带分四层：基膜层、丁基橡胶防水密封胶层、活性表层、隔离层。将缓蚀剂和锈转化剂放在活性表层，而非丁基橡胶防水密封胶层，可以保证该丁基橡胶防水密封胶粘带在与金属表面接触的初期具有高缓蚀剂和锈转化剂浓度，可以提升除锈、缓蚀的速度和效果，确保丁基橡胶防水密封胶粘带与金属表面更好的粘合，增强防水密封性、提高持粘性。同时避免丁基橡胶防水密封胶层缓蚀剂和锈转化剂浓度太高导致的橡胶防水密封性降低，易老化脱落寿命短等问题。丁基橡胶防水密封胶层中少量苯并三唑类紫外线吸收剂可以与受阻胺类自由基捕获剂协同提高丁基橡胶基体的光稳定性，进一步延缓老化，同时苯并三唑类也具备缓蚀剂的功能，可以对已形成的缓蚀膜的破损起修补作用，以达到长效缓蚀效果。

26、作为本发明一种优选的技术方案，所述活性表层的制备方法为：

27、按重量份称取缓蚀剂1-5份、锈转化剂2-10份、溶剂20-50份、表面活性剂3-8份、水中胶10-30份，混合后在室温下用强力电动搅拌机搅拌0.5-1h，静置5min，得到活性表层。

28、所述缓蚀剂为吸附膜型缓蚀剂，选用牛脂基伯胺、十六烷基胺和十八烷基胺、苯并三唑、甲基苯并三氮唑中的一种或几种。

29、所述锈转化剂为磷酸和有机酸以质量比1：(10-20)组成的混合物，所述有机酸为柠檬酸、酒石酸、苹果酸、绿原酸、草酸、苯甲酸、水杨酸、咖啡酸、没食子酸中的一种。

30、所述溶剂为甘油。

31、所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸，十二烷基硫酸钠中的而一种或两种。

32、所述水中胶的制备方法为：

33、按重量份称取主剂40-65份、固化剂10-20份、促进剂0.5-2份、润湿剂0.1-1份、填料20-35份，混合后在室温下用强力电动搅拌机搅拌0.5-1h，静置5min，得到水中胶。

34、所述主剂为双酚a型e51环氧树脂、双酚a型e44环氧树脂中的一种。

35、所述固化剂为脂肪族胺类固化剂和/或咪唑类固化剂。

36、优选的，所述固化剂由咪唑类固化剂和脂肪族胺类固化剂按质量比(5-1)：1组成。

37、所述脂肪族胺类固化剂选自n-氨乙基哌嗪(aep)、乙二胺(eda)、二乙烯三胺(deta)、三乙烯四胺、四乙烯五胺(tepa)、异佛尔酮二胺(ipda)、三甲基六亚甲基二胺(tmd)、二已基三胺中的一种或多种。

38、所述咪唑类固化剂选自2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑中的一种或多种。

39、所述促进剂为三氟化硼乙胺。

40、所述润湿剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(kh-560)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)、乙烯基三乙氧基硅烷(a-151)中的一种或几种。

41、所述填料为滑石粉、氧化钙、石英砂、钠基蒙脱石、硅微粉中的一种或几种。

42、水中胶的加入，一方面环氧树脂具有优异的粘结性，并且能与橡胶发生化学反应，增强二者界面间相互作用力，增加了活性表层在丁基橡胶防水密封胶层表面的附着力。同时，由于活性表层中的表面活性剂成分与水中胶的填料钠基蒙脱石发生插层改性，进一步与润湿剂硅氧烷发生偶联反应复合，形成更为紧密的结构，提高了活性表层内聚力，避免使用过程揭开隔离层时活性表层被隔离层带走。

43、另一方面水中胶加入到活性表层，使本发明的丁基橡胶防水密封胶粘带实现水下作业，快速胶粘。活性表层与潮湿含锈金属基面接触时，锈转化剂、缓蚀剂、水中胶成分同时发挥作用：填料吸水，快速转移被粘基面的水膜，使活性表层与被粘基面直接接触，表面活性剂和润湿剂降低接触面的表面张力，使锈转化剂、缓蚀剂、主剂、固化剂快速且充分的与被粘基面接触，除锈、成膜、固化同时发生。锈转化剂将被粘基面上的铁锈转化溶解、缓蚀剂与被粘基面的金属离子形成络合物与环氧树脂固化成膜相互交错，形成更加稳定的网状结构，增大了与被粘基面的粘结强度，机械强度也增强。网状结构也有利于丁基橡胶防水密封胶层对被粘基面的附着，同时受阻胺类自由基捕获剂和苯并三唑类紫外吸收剂成分将对网状结构进行修补，延缓老化。

44、脂肪族胺类固化剂为室温固化剂，咪唑类固化剂为中温固化剂，复配使用有利于宽化固化反应温度范围，并且咪唑类固化剂具有-定的潜伏性，室温下储存期更长。试验发现，脂肪族胺类固化剂与咪唑类固化剂的复配使用，进一步提升了丁基橡胶防水密封胶粘带的性能。这是由于脂肪族胺类固化剂与咪唑类固化剂有相互促进作用：在复配体系中，固化作用发生时，脂肪族胺类固化剂作用速度快，攻击环氧树脂的环氧基发生加成反应，此加成反应产物作为引发剂，加促使了咪唑类固化剂固化反应的发生。在咪唑固化剂固化反应的过程中，还会发生咪唑固化剂再生的情况，有利于保持反应体系中固化剂浓度，进一步使固化反应快速进行。此外，咪唑类固化剂还与苯并三唑(缓蚀剂和抗紫外剂)有协同作用，进一步延缓丁基橡胶防水密封胶粘带的老化。

45、本发明还提供了一种丁基橡胶防水密封胶粘带，采用上述方法制备而成。

46、本发明的有益效果：本发明制备的丁基橡胶防水密封胶粘带包含位于丁基橡胶防水密封胶层表面的活性表层，其中含有锈转化剂、缓蚀剂、水中胶等成分。该丁基橡胶防水密封胶粘带具备传统丁基橡胶优异的气密性、水密性，同时其机械性能强，粘结速度快强度大，持粘性高，寿命长，不易变形、老化、脱落。尤其适用于潮湿基面、有金属锈化物的基面。