常用地毯胶研究

董常涛

(青岛大学，山东 青岛 266071)

1 引言

地毯作为一种软质铺地材料具有美化生活环境、吸音、隔音、防尘等功能。地毯胶是制备地毯的主要辅助原料之一，其作用是固结绒头和粘结背衬。目前胶乳是市场上的主流粘合剂，但其在烘干过程中存在能耗高、聚合物热分解产物污染环境等缺陷，因此为了降低环境污染、提升产品品质、节约能耗等，以热熔性粘合材料固结地毯绒头的方式逐渐受到人们的青睐。

2 常见胶乳粘合剂

地毯胶乳以丁苯胶乳及醋丙胶乳等为主，其中丁苯胶乳多用于簇绒地毯及化纤地毯，具有成本低、异味小、粘接强度较好，能使地毯具有一定的硬挺度和屈挠性等优点。醋丙胶乳主要用于各种机制地毯和簇绒地毯，它具有分子量大、对基材粘接性能好、透明度高、耐老化性能好等优点。

2.1 常见胶乳粘合剂研究现状

董宏伟等人[1]概述了丁苯胶乳在地毯领域的使用情况，并指出在生产簇绒地毯时使用丁苯胶乳的工艺主要有三种：预涂、二次背衬和发泡背衬。为了使胶乳复合物的耐浮泡性好、干燥性好、粘结强度高，生产厂家纷纷对地毯胶乳进行改进。如日本瑞翁公司为了减少地毯生产过程中的浮泡，提出以含丙烯酰胺的羟基丁苯胶乳、氨基酸化合物、有机硅氧烷等制备胶乳复合物。日本旭化成公司在羟基丁苯胶乳(XSBR)中加入非离子表面活性剂和有机硅氧烷来提高复合物的耐水性、粘结性等，而在XSBR中加入缩水甘油醚型环氧化物可提高其耐浮泡性、剥离强度。

叶楚平[2]简要论述了化纤地毯背衬用量最大的丁苯橡胶型粘合剂的特点。丁苯橡胶型粘合剂主要原料是丁苯橡胶，是以丁二烯和苯乙烯为单体在催化剂作用下经乳液或溶液聚合而得到的高分子弹性体，其中苯乙烯的含量与地毯的原材料和粘合剂配方有关。未经硫化的丁苯胶乳在配制化纤地毯背衬粘合剂时虽操作简便、无污染，但由于其本身极性小，粘附性能差，需进行改进。古马隆树脂、松香酸、聚丙烯酸钠等对丁苯胶乳都有增粘作用，松香酸与脂肪烯烃环氧化物反应得到的羟基酯是性能十分优良的丁苯胶乳增粘剂。也可以将不饱和脂肪酸与丁二烯、苯乙烯接枝共聚，在主链上引入羧基制得改性丁苯胶乳，但是普通的羧基丁苯橡胶乳液极不稳定，随室内温度的升高和酸碱度的变化，易产生凝胶，导致粘结强度降低。张斌等人[3]用粘性树脂改性羧基丁苯橡胶乳，讨论了树脂/羧基丁苯胶乳的比例对地毯胶粘结强度的影响，发现增粘树脂与羧基丁苯橡胶乳液进行乳化反应后，制得的地毯胶触变性好，粘结强度高；张贵修[4]概述了羧基丁苯胶乳的合成工艺以及聚合后处理过程，指出其在栽绒地毯加工中的应用以及三种辊筒浸涂工艺方式；沈志强[5]考察了乳化剂、乙烯基型不饱和羧酸单体及其中和度、加料方式以及搅拌转速对聚合反应及胶乳性能的影响，并采用无皂、高温乳液聚合工艺合成了性能良好的地毯背衬用羧基丁苯胶乳。实验证明高温无皂聚合工艺适用于地毯背衬用羧基丁苯胶乳，产品质量相当于国外同类产品指标，工艺操作方便，同时在生产中具备乳化剂用量低、反应时间短、转化率高等优点。

李丞茂[6]用甲醛对聚乙烯醇(PVA)进行改性，再配制交联剂，从而制得PVA缩甲醛地毯粘合剂，介绍了其制备方法、产品性能、使用方法以及简要工艺流程等。这种粘合剂成本低、弹性好、耐水性强，克服了以羧基丁苯胶乳为主的地毯使用胶乳原材料短缺、价格高的缺点。

姜喜文等人[7]介绍了以丙烯酸酯为主要成分的106地毯乳胶，简述了106地毯乳胶的性能指标、使用工艺。对工业试验结果分析发现该地毯乳胶的烘焙温度为120℃～150℃，地毯胶粘度是4000 mPa·s，拔绒强力的平均值是27.63 N，剥离强力平均值是28.7 N，地毯乳胶用量589.3 g/m2，技术指标均达到了地毯行业用胶的质量标准，但其在碱性条件下会自增稠，所以在使用时不能与其它碱性乳胶混用。由于纯丙烯酸酯乳液原料价格较高，郑永军[8]采用复配改性、提高交联密度等技术，研制出一种苯丙乳液/丁苯胶乳/聚醋酸乙烯乳液三元地毯胶，与国内同类产品相比具有成本低、胶钙比高等优势，脱胶后的地毯成品硬挺性好，各项技术指标均符合行业标准。

2.2 常见胶乳粘合剂的缺点

采用乳胶作为粘合剂对绒纱以及衬布固结是目前国内外普遍采用的方法，但是这种工艺存在三个亟待解决的问题：乳胶大都使用丁二烯、苯乙烯、醋酸乙烯等单体聚合而成，地毯烘干过程中，剩余的单体以及聚合物受热分解会挥发，对环境造成危害；生产厂家为使地毯的绒头拔出力达到标准会增加涂胶量，但这会严重降低地毯的品质，使其弹性降低，硬度增加，同时高含胶量的地毯不能作为优等品来使用；背胶工艺的涂胶和干燥固化工序效率低、能耗高，烘干过程也会使地毯产生湿热收缩，降低产品制成率。

3 常见热熔粘合剂

为了克服胶乳型粘合剂的缺陷，国内外相继研发了热熔性粘合剂及其地毯粘合技术。目前热熔胶的品种主要有乙烯-醋酸乙烯型(简称EVA型)、聚酰胺型、聚氨酯型等，其中EVA热熔胶易制备且适用领域广泛，受到市场青睐。

3.1 常见热熔粘合剂的使用

热熔胶的特点是常温下呈固态，加热到熔点后能表现出优异的粘接性能，室温就能快速凝固，无需硫化和使用大型烘干设备，不会发生蠕变，无溶剂挥发、无毒、不易环境污染，对水或潮湿空气也较稳定，可满足工业生产自动化操作和高效率的要求。

叶楚平[9]简要介绍了EVA热熔地毯背衬粘合剂的基本组成、配方示例及其制备方法。指出用于化纤地毯的EVA热熔粘合剂是由EVA树脂、抗氧剂、增粘剂以及填充剂等配制而成。该粘合剂的缺点是EVA热熔地毯背衬粘合剂熔融温度高，易造成涂胶困难或涂胶不均；高升平等人[10]通过掺入粘接强度高的聚合物或有机材料，制得了一种价格低廉、熔点低、流动性好、粘结强度高的地毯热熔胶。实验发现随着高聚物含量的增加，热熔胶的抗拉强度提高，流动性下降，可根据气化膜的粘接要求调节其加入量；吴永升[11]对全球热熔胶工业的市场、应用、技术、材料供应和生产厂家的状况进行了介绍，指出了存在的问题；王淮珠[12]介绍了EVA热熔胶使用前的准备工作，使用环境与适用条件以及在使用EVA热熔胶的注意事项；左海波等人[13]对热熔胶粘剂的发展现状作了简要介绍，讨论了聚合物基体、增粘剂、蜡、抗氧化剂、填充剂等组分对热熔胶性能的影响。指出聚合物基体对热熔胶的性能起关键作用，决定了胶的结晶度、粘度、拉伸强度、伸长率、柔性等性能；增粘剂可改善胶的润湿性，使其与被粘物体充分粘合，从而提高粘接强度；蜡可提高基体-增粘剂的相容性，提高胶的粘弹性和剥离强度；抗氧化剂能够避免胶的高分子链在热和氧的作用下，发生氧化反应；填充剂可以降低热熔胶的成本，同时也会对胶的粘度、结晶速度、粘接强度和剥离强度等产生影响。

3.2 常见热熔粘合剂的缺点

热熔胶虽然具有诸多的优点，但也存在如下缺点：熔体粘度大，流动性与渗透性差，难以浸润绒头纱导致绒头拔出力较低，因而主要用来粘结簇绒地毯衬布；熔融温度高，不仅能耗高，还会使地毯中的纤维受到损伤，影响地毯质量；易出现涂胶困难或者涂胶不均匀的问题。

4 结语

地毯胶作为制备地毯的主要辅助原料之一，应具备一定的粘结力、软硬度适宜、富有弹性及胶液存储稳定性好等性能。相对于传统的地毯胶，热熔胶虽具有无溶剂挥发、无毒、不易污染环境等优点，但也存在能耗高、施胶困难等问题。因此地毯胶产品需从高性能、低耗能及生态环保等方面进行产品的创新与开发。