【摘要】以SBS橡膠為基料，制備了一種環保廣告字專用透明免釘膠。研究了溶劑體系、增黏樹脂、觸變劑等因素對膠粘劑性能的影響。研究結果表明：溶劑組成在m(6#溶劑油)∶m(乙酸甲酯)=5∶1~2的比例時，可避免溶劑對亞克力基材的腐蝕;m(氫化C9樹脂)∶m(PαMS樹脂)∶m(氫化C5樹脂)=2∶1∶2時，所得膠液具有優異的粘接性能;氣相白炭黑LM-150和流變助劑PLUS作為復合觸變劑使用時，膠條的下垂度、擠出力、透明度性能均較佳。

　　【關鍵詞】廣告字;透明免釘膠;SBS橡膠

　　0前言

　　免釘膠又稱液體釘，是一種粘接力極強的多功能裝飾膠粘劑，可以代替釘子，實現無釘孔粘接[1]。免釘膠具有固化速度快、粘接強度高、應用范圍廣以及使用方便等特點，被廣泛應用于裝飾裝修、家具制造、工藝品制作等行業。廣告美術行業在制作廣告牌匾時，通常會使用亞克力(聚甲基丙烯酸甲酯)、雪弗板、KT板和鋁塑板等材料。目前，市售的免釘膠產品以溶劑揮發型產品為主，多數為非透明產品，在對玻璃、亞克力、PVC薄片等透明材料粘接時，無法實現“無痕”粘接，影響美觀，從而影響了免釘膠的使用和推廣。

　　另外，現有的透明型免釘膠產品由于存在增黏樹脂老化問題，在長時間使用或存儲時，膠液容易出現變黃現象，從而影響膠液的透明度。同時，很多透明型產品中含有的芳香烴、氯代烴等有害物質對使用者的健康產生不利影響，而且大量極性較高的溶劑，會對亞克力等材料造成腐蝕[2]。因此，亟需開發一種對環境友好、耐黃變且可以實現“無痕”粘接的環保廣告字專用透明免釘膠。本文以SBS橡膠為基料，通過使用環保型混合溶劑體系為分散介質，加入增黏樹脂、觸變劑和抗氧劑，制備了一種環保廣告字專用透明免釘膠。

　　1試驗部分

　　1.1試驗原料

　　SBS，工業級(牌號C501H、牌號C711)，遼寧北方戴納索合成橡膠有限公司;氣相白炭黑，工業級(牌號LM-150)，美國卡博特公司;流變助劑，工業級(牌號PLUS)，海名斯特殊化學公司;氫化C9石油樹脂(牌號HM-1000)、氫化C5石油樹脂(牌號H5-1001)，工業級，恒河材料科技股份有限公司;抗氧劑T501、聚α-甲基苯乙烯樹脂(PαMS樹脂)、SBS樹脂、6#溶劑油、乙酸甲酯，市售。

　　1.2試驗儀器

　　DLH-5型實驗動力混合機，佛山市金銀河智能裝備股份有限公司;CMT4104型微機控制電子萬能試驗機，美特斯工業系統(中國)有限公司;NDJ-1B型旋轉黏度計，上海昌吉地質儀器有限公司。

　　1.3試驗制備

　　1.3.1母液的制備

　　依次將6#溶劑油、乙酸甲酯投入高速分散動力混合機中，開動攪拌，隨后依次加入SBS橡膠、氫化C9石油樹脂、氫化C5石油樹脂、PαMS樹脂、SBS樹脂、T501，攪拌4~6h至物料分散均勻，制得母液。

　　1.3.2膠粘劑的制備

　　開動攪拌，并向母液中加入觸變劑，分散0.5~1.0h至物料分散均勻，制得膠粘劑。

　　1.4測定或表征

　　(1)黏度：按照GB/T2794—1995標準進行測定。(2)剪切強度、下垂度：按照JC/T2186—2013標準進行測定。(3)擠出力：在室溫下，利用電子萬能試驗機進行測試，噴口孔徑為(5±0.3)mm，記錄擠出100mL體積膠液所需的平均力。

　　2結果與討論

　　2.1溶劑體系對膠液性能的影響

　　溶劑是SBS溶劑型膠粘劑的重要組成部分，不同的溶劑組成除了決定產品的環保水平外，還會影響橡膠和樹脂分子在溶劑中的分子構象和分子間相互作用力，進而影響產品在使用過程中對基材的附著力和粘接效果[3]。

　　亞克力，俗稱有機玻璃，在化學領域是指聚甲基丙烯酸甲酯，簡寫PMMA，是以丙烯酸以及酯類聚合而得到的聚合物，是一種具有優異綜合性能的熱塑性工程塑料[4]。透明型亞克力的透明度很高，透光率達到92%，所以有人稱它為“塑料水晶”。亞克力材料具有較強的耐化學性，且耐高溫性能也比較好，抗拉、抗壓、抗彎和抗沖擊能力也比較優秀，因而使得亞克力板當仁不讓地成為制作廣告標牌的首選[5]。

　　由于市售透明型免釘膠產品中含有芳香烴、氯代烴等有害物質，在使用時會危害人們健康，而且大量的、極性較高的溶劑，會對亞克力造成腐蝕，從而影響了透明免釘膠在廣告美術行業的使用和推廣。本文選擇6#溶劑油和乙酸甲酯的混合物作為膠粘劑的溶劑。通過將透明亞克力試塊(尺寸為40mm×20mm×3mm)放入不同比例的6#溶劑油和乙酸甲酯的混合物中，室溫浸泡4h后取出亞克力試塊。觀察透明亞克力試塊的表面變化，考察不同比例的混合溶劑對亞克力材料的腐蝕效果。

　　在6#溶劑油和乙酸甲酯組成的混合溶劑中，當乙酸甲酯的含量較小時，混合溶劑對亞克力試塊沒有腐蝕性。隨著乙酸甲酯含量的增 加，亞克力試塊表面開始出現類似“裂紋”的紋路，并且乙酸甲酯含量越高，亞克力試塊表面的紋路越多且越密集。當m(6#溶劑油)∶m(乙酸甲酯)=5∶5時，透明的亞克力試塊出現表面模糊，透明度開始明顯降低。這主要是由于乙酸甲酯的極性較高，會對亞克力材料腐蝕，隨著乙酸甲酯用量占比增加，混合溶劑的極性也隨之增大，因此經溶劑浸泡后亞克力表面出現類似“裂紋”的紋路。綜上所述，選擇m(6#溶劑油)∶m(乙酸甲酯)=5∶1~2時，都可以避免溶劑對亞克力基材的腐蝕。

　　2.2增黏樹脂對膠液性能的影響

　　SBS橡膠本身并無粘接性，必須配合適當的增黏樹脂，以提高膠粘劑的潤濕性、初黏性、內聚力、剝離強度和剪切強度等性能[6]。普通石油樹脂價格低廉，在有機溶劑中具有良好的溶解性，同時與SBS橡膠、其他增黏樹脂的相容性好，因此被廣泛應用在SBS型膠粘劑中。

　　但是，由于普通石油樹脂結構中含有部分雙鍵，長期使用特別是在戶外使用時易被氧化，導致膠液的耐老化性能不佳。另外，普通石油樹脂用作透明免釘膠的增黏樹脂時，膠液長期存儲易發生顏色加深變黃的現象，影響透明免釘膠的外觀。氫化石油樹脂是普通石油樹脂經氫化反應，將石油樹脂中的不飽和烴轉變成為飽和烴，改善了石油樹脂的色相、氣味和耐候性。

　　PαMS樹脂與SBS橡膠具有良好的相容性，在SBS型膠粘劑中使用時可提高膠液的初黏性和粘接強度。同時由于PαMS樹脂能夠吸收270~330nm的紫外線，還可提高膠液的耐候性[7]。本文選擇氫化C9石油樹脂、氫化C5石油樹脂、PαMS樹脂作為膠粘劑的增黏樹脂，提高了膠液的耐候性和存儲耐黃變能力。在SBS橡膠用量一定條件下，考察了增黏樹脂與橡膠的用量比、增黏樹脂間用量比例對膠液粘接能力的影響。

　　保持其他組分用量不變，隨著橡膠/樹脂用量比例的降低，母液的黏度呈降低趨勢，母液的透明度則不斷增加，橡膠在體系中的溶解時間也出現下降趨勢。這主要是增黏樹脂用量的增加，提高了溶劑體系對橡膠的溶解能力所致。在其他組分用量不變、保持增黏樹脂(氫化C9樹脂+氫化C5樹脂+PαMS樹脂)總用量不變的條件下，隨著氫化C9樹脂用量增加，膠液的剪切強度同樣先增大后降低。

　　這是由于氫化C9樹脂具有環狀剛性結構，可以提高膠液的內聚強度，同時氫化C9樹脂的極性較大，可以增加膠液對基材的附著力，從而提高了膠液的粘接強度。但是，當用量繼續增加時，氫化C9樹脂用量過量，與SBS橡膠相容性變差，且氫化C9樹脂本身脆性較大，膠膜固化后韌性大幅降低，造成膠液的粘接能力下降。

　　保持其他條件不變，隨著氫化C5樹脂在混合樹脂中的占比不斷增加，膠液的粘接強度呈降低趨勢，而母液的黏度則不斷增加。這主要是由于氫化C5樹脂用量的增加，降低了膠液的彈性模量和內聚強度，使得固化后膠層變軟、硬度下降，從而使得膠液的剪切強度降低。氫化C5樹脂與SBS橡膠中PB段相容性好，PαMS樹脂與SBS橡膠中PS段相容性好，隨著氫化C5樹脂用量的增加，PαMS樹脂用量減少，因此，母液黏度表現出增加現象。母液黏度的大小影響著膠液對基材的潤濕和滲透能力。

　　母液黏度過低時，需添加較大用量的增稠觸變劑來保證免釘膠可以實現立面施工，而增稠觸變劑的價格較為昂貴。另外，增稠觸變劑用量較大時，也會降低膠液的透明度。因此，母液黏度保持在20~25Pa·s區間時較為適宜。綜上所述，m(氫化C9樹脂)∶m(PαMS樹脂)：m(氫化C5樹脂)=2∶1∶2時，所得膠液具有優異的粘接性能。

　　2.3增稠觸變劑對膠液性能的影響

　　增稠觸變劑是免釘膠的重要組成部分，它直接影響到膠粘劑的外觀、施工性能及存儲穩定性。目前，免釘膠中常用的增稠觸變劑有氣相二氧化硅、有機膨潤土、改性蓖麻油以及改性聚酰胺蠟粉等。

　　本文選擇親水性氣相白炭黑LM-150和有機流變助劑PLUS(PLUS使用前需活化)為膠粘劑的增稠觸變劑，考察了在增稠觸變劑總量一定的條件下，氣相白炭黑LM-150、有機流變助劑PLUS以及氣相白炭黑LM-150和有機流變助劑PLUS同時使用時對膠粘劑的下垂度、擠出力、透明度的影響。

　　單獨使用LM-150時，膠條的下垂度最小，擠出力最低，膠粘劑的觸變性能最佳，但膠條的透明度一般;而單獨使用PLUS時，膠條的下垂度和擠出力均稍大，膠條的透明度較優;當LM-150和PLUS同時添加時，膠條的下垂度、擠出力、透明度都較佳。

　　3結語

　　(1)當透明免釘膠溶劑體系為m(6#溶劑油)∶m(乙酸甲酯)=5∶1~2時，可避免溶劑對亞克力基材的腐蝕。(2)增黏樹脂用量比例選擇m(氫化C9樹脂)∶m(PαMS樹脂)∶m(氫化C5樹脂)=2∶1∶2時，所得免釘膠具有優異的粘接性能。(3)氣相白炭黑LM-150和流變助劑PLUS作為復合觸變劑使用時，膠條的下垂度、擠出力、透明度性能均較佳。

　　參考文獻

　　[1]周意琳，THOMASS，MARTINM.新型建筑材料免釘膠簡介[J].建材發展導向，2013，14(4)：128.

　　[2]趙勇強，夏令明，匡廣際，等.一種環保廣告字專用免釘膠及其制備方法：CN111320954A[P].2020-06-23.

　　[3]趙勇強，夏令明，曾巍，等.改性型花燈膠粘劑應用性能研究[J].中國膠粘劑，2021，30(9)：51-54.

　　[4]王所玲.亞克力材料及其在家具設計中的應用[J].家具與室內裝飾，2013(5)：22-23.

　　[5]王冬梅.亞克力材料在家具中的應用[D].四川：四川師范大學，2016.

　　[6]李和平.膠黏劑生產原理與技術[M].北京：化學工業出版社，2009.

　　[7]李子東，李廣宇，宋穎韜，等.膠黏劑助劑[M].北京：化學工業出版社，2009.

　　作者：夏令明，王德鵬，曾巍，劉忠奎，王波，楊猛