常用地毯膠研究

董常濤

(青島大學，山東 青島 266071)

1 引言

地毯作為一種軟質鋪地材料具有美化生活環境、吸音、隔音、防塵等功能。地毯膠是制備地毯的主要輔助原料之一，其作用是固結絨頭和粘結背襯。目前膠乳是市場上的主流粘合劑，但其在烘干過程中存在能耗高、聚合物熱分解產物污染環境等缺陷，因此為了降低環境污染、提升產品品質、節約能耗等，以熱熔性粘合材料固結地毯絨頭的方式逐漸受到人們的青睞。

2 常見膠乳粘合劑

地毯膠乳以丁苯膠乳及醋丙膠乳等為主，其中丁苯膠乳多用于簇絨地毯及化纖地毯，具有成本低、異味小、粘接強度較好，能使地毯具有一定的硬挺度和屈撓性等優點。醋丙膠乳主要用于各種機制地毯和簇絨地毯，它具有分子量大、對基材粘接性能好、透明度高、耐老化性能好等優點。

2.1 常見膠乳粘合劑研究現狀

董宏偉等人[1]概述了丁苯膠乳在地毯領域的使用情況，并指出在生產簇絨地毯時使用丁苯膠乳的工藝主要有三種：預涂、二次背襯和發泡背襯。為了使膠乳復合物的耐浮泡性好、干燥性好、粘結強度高，生產廠家紛紛對地毯膠乳進行改進。如日本瑞翁公司為了減少地毯生產過程中的浮泡，提出以含丙烯酰胺的羥基丁苯膠乳、氨基酸化合物、有機硅氧烷等制備膠乳復合物。日本旭化成公司在羥基丁苯膠乳(XSBR)中加入非離子表面活性劑和有機硅氧烷來提高復合物的耐水性、粘結性等，而在XSBR中加入縮水甘油醚型環氧化物可提高其耐浮泡性、剝離強度。

葉楚平[2]簡要論述了化纖地毯背襯用量最大的丁苯橡膠型粘合劑的特點。丁苯橡膠型粘合劑主要原料是丁苯橡膠，是以丁二烯和苯乙烯為單體在催化劑作用下經乳液或溶液聚合而得到的高分子彈性體，其中苯乙烯的含量與地毯的原材料和粘合劑配方有關。未經硫化的丁苯膠乳在配制化纖地毯背襯粘合劑時雖操作簡便、無污染，但由于其本身極性小，粘附性能差，需進行改進。古馬隆樹脂、松香酸、聚丙烯酸鈉等對丁苯膠乳都有增粘作用，松香酸與脂肪烯烴環氧化物反應得到的羥基酯是性能十分優良的丁苯膠乳增粘劑。也可以將不飽和脂肪酸與丁二烯、苯乙烯接枝共聚，在主鏈上引入羧基制得改性丁苯膠乳，但是普通的羧基丁苯橡膠乳液極不穩定，隨室內溫度的升高和酸堿度的變化，易產生凝膠，導致粘結強度降低。張斌等人[3]用粘性樹脂改性羧基丁苯橡膠乳，討論了樹脂/羧基丁苯膠乳的比例對地毯膠粘結強度的影響，發現增粘樹脂與羧基丁苯橡膠乳液進行乳化反應后，制得的地毯膠觸變性好，粘結強度高；張貴修[4]概述了羧基丁苯膠乳的合成工藝以及聚合后處理過程，指出其在栽絨地毯加工中的應用以及三種輥筒浸涂工藝方式；沈志強[5]考察了乳化劑、乙烯基型不飽和羧酸單體及其中和度、加料方式以及攪拌轉速對聚合反應及膠乳性能的影響，并采用無皂、高溫乳液聚合工藝合成了性能良好的地毯背襯用羧基丁苯膠乳。實驗證明高溫無皂聚合工藝適用于地毯背襯用羧基丁苯膠乳，產品質量相當于國外同類產品指標，工藝操作方便，同時在生產中具備乳化劑用量低、反應時間短、轉化率高等優點。

李丞茂[6]用甲醛對聚乙烯醇(PVA)進行改性，再配制交聯劑，從而制得PVA縮甲醛地毯粘合劑，介紹了其制備方法、產品性能、使用方法以及簡要工藝流程等。這種粘合劑成本低、彈性好、耐水性強，克服了以羧基丁苯膠乳為主的地毯使用膠乳原材料短缺、價格高的缺點。

姜喜文等人[7]介紹了以丙烯酸酯為主要成分的106地毯乳膠，簡述了106地毯乳膠的性能指標、使用工藝。對工業試驗結果分析發現該地毯乳膠的烘焙溫度為120℃～150℃，地毯膠粘度是4000 mPa·s，拔絨強力的平均值是27.63 N，剝離強力平均值是28.7 N，地毯乳膠用量589.3 g/m2，技術指標均達到了地毯行業用膠的質量標準，但其在堿性條件下會自增稠，所以在使用時不能與其它堿性乳膠混用。由于純丙烯酸酯乳液原料價格較高，鄭永軍[8]采用復配改性、提高交聯密度等技術，研制出一種苯丙乳液/丁苯膠乳/聚醋酸乙烯乳液三元地毯膠，與國內同類產品相比具有成本低、膠鈣比高等優勢，脫膠后的地毯成品硬挺性好，各項技術指標均符合行業標準。

2.2 常見膠乳粘合劑的缺點

采用乳膠作為粘合劑對絨紗以及襯布固結是目前國內外普遍采用的方法，但是這種工藝存在三個亟待解決的問題：乳膠大都使用丁二烯、苯乙烯、醋酸乙烯等單體聚合而成，地毯烘干過程中，剩余的單體以及聚合物受熱分解會揮發，對環境造成危害；生產廠家為使地毯的絨頭拔出力達到標準會增加涂膠量，但這會嚴重降低地毯的品質，使其彈性降低，硬度增加，同時高含膠量的地毯不能作為優等品來使用；背膠工藝的涂膠和干燥固化工序效率低、能耗高，烘干過程也會使地毯產生濕熱收縮，降低產品制成率。

3 常見熱熔粘合劑

為了克服膠乳型粘合劑的缺陷，國內外相繼研發了熱熔性粘合劑及其地毯粘合技術。目前熱熔膠的品種主要有乙烯-醋酸乙烯型(簡稱EVA型)、聚酰胺型、聚氨酯型等，其中EVA熱熔膠易制備且適用領域廣泛，受到市場青睞。

3.1 常見熱熔粘合劑的使用

熱熔膠的特點是常溫下呈固態，加熱到熔點后能表現出優異的粘接性能，室溫就能快速凝固，無需硫化和使用大型烘干設備，不會發生蠕變，無溶劑揮發、無毒、不易環境污染，對水或潮濕空氣也較穩定，可滿足工業生產自動化操作和高效率的要求。

葉楚平[9]簡要介紹了EVA熱熔地毯背襯粘合劑的基本組成、配方示例及其制備方法。指出用于化纖地毯的EVA熱熔粘合劑是由EVA樹脂、抗氧劑、增粘劑以及填充劑等配制而成。該粘合劑的缺點是EVA熱熔地毯背襯粘合劑熔融溫度高，易造成涂膠困難或涂膠不均；高升平等人[10]通過摻入粘接強度高的聚合物或有機材料，制得了一種價格低廉、熔點低、流動性好、粘結強度高的地毯熱熔膠。實驗發現隨著高聚物含量的增加，熱熔膠的抗拉強度提高，流動性下降，可根據氣化膜的粘接要求調節其加入量；吳永升[11]對全球熱熔膠工業的市場、應用、技術、材料供應和生產廠家的狀況進行了介紹，指出了存在的問題；王淮珠[12]介紹了EVA熱熔膠使用前的準備工作，使用環境與適用條件以及在使用EVA熱熔膠的注意事項；左海波等人[13]對熱熔膠粘劑的發展現狀作了簡要介紹，討論了聚合物基體、增粘劑、蠟、抗氧化劑、填充劑等組分對熱熔膠性能的影響。指出聚合物基體對熱熔膠的性能起關鍵作用，決定了膠的結晶度、粘度、拉伸強度、伸長率、柔性等性能；增粘劑可改善膠的潤濕性，使其與被粘物體充分粘合，從而提高粘接強度；蠟可提高基體-增粘劑的相容性，提高膠的粘彈性和剝離強度；抗氧化劑能夠避免膠的高分子鏈在熱和氧的作用下，發生氧化反應；填充劑可以降低熱熔膠的成本，同時也會對膠的粘度、結晶速度、粘接強度和剝離強度等產生影響。

3.2 常見熱熔粘合劑的缺點

熱熔膠雖然具有諸多的優點，但也存在如下缺點：熔體粘度大，流動性與滲透性差，難以浸潤絨頭紗導致絨頭拔出力較低，因而主要用來粘結簇絨地毯襯布；熔融溫度高，不僅能耗高，還會使地毯中的纖維受到損傷，影響地毯質量；易出現涂膠困難或者涂膠不均勻的問題。

4 結語

地毯膠作為制備地毯的主要輔助原料之一，應具備一定的粘結力、軟硬度適宜、富有彈性及膠液存儲穩定性好等性能。相對于傳統的地毯膠，熱熔膠雖具有無溶劑揮發、無毒、不易污染環境等優點，但也存在能耗高、施膠困難等問題。因此地毯膠產品需從高性能、低耗能及生態環保等方面進行產品的創新與開發。