一种可降解热熔胶及其制备方法与流程

文档序号:15684027发布日期:2018-10-16 20:52阅读:875来源:国知局

本发明涉及热熔胶领域,尤其涉及一种可降解热熔胶及其制备方法。



背景技术:

热熔胶是一种可塑性的粘合剂,在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变,而化学特性不变,无毒无味,属于环保型化学产品;其能用于木材、塑料、纤维、织物、金属、家具、灯罩、皮革、工艺品、玩具电子、电器元器件、纸制品、陶瓷、珍珠棉包装等互粘固体,使用量大,应用广泛。

目前,公开号为cn106366484a的中国发明专利公开了一种医用可降解包装袋,其特征在于,由下述重量份数的组分制备而成:聚丙烯50-60份、碳酸钙8-15份、纳米二氧化钛1-4份、羧乙基纤维素10-20份、氧化铝7-9份、钛酸四丁酯1.2-1.4份、二甲基甲酰胺12-14份、pvc60-65份、三聚磷酸钠2-3份、硬脂酸镁1-2份、乙酰柠檬酸三丁酯13-15份、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚1-1.5份、3-羟基苯甲酸4-6份、硅胶1-2份、二乙烯三胺4-6份。该发明制备得到的医用复合包装材料具有非常好的耐高温灭菌的性能,还具有较高的拉伸强度和抗断裂强度等力学性能,同时废弃后的产品在富氧及微生物的作用下会自动分解,最终生成二氧化碳和水,生态环保。

环境意识随着人与自然的矛盾加剧而逐渐增强,在使用这种医用可降解包装袋时需要使用热熔胶进行封装,而为了进一步提高这种带有热熔胶的医用可降解包装袋、且不仅限于这种医用可降解包装袋的环保效果,亟需一种绿色环保、生物可降解的热熔胶。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种可降解热熔胶,其具有绿色环保、生物可降解的优点。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

一种可降解热熔胶,其特征在于,包括以下重量份的组分:

eva80-120份

苄基塑化植物颗粒25-45份

增粘树脂45-75份

粘度调节剂13-26份

增塑剂6-14份

填料25-45份。

上述技术方案中,可生物降解是指在废弃和燃烧的情况下不会对环境造成破坏,一方面,eva在自然废弃的情况下,虽然能够逐渐降解,且不会对环境造成破坏,但是其降解过程较为缓慢,需要较长的时间,而在掺入苄基塑化植物颗粒后,不仅能减少eva和填料的用量,降低生产成本,还能通过减少eva用量和加入降解速度较快的苄基塑化植物颗粒提高成品热熔胶的降解速度;另一方面,在通过燃烧处理成品热熔胶时,由于成品热熔胶中掺杂了苄基塑化植物颗粒燃烧速度更快,且其对环境的影响较小。

在一些实施方式中,所述eva的va含量为28%。

上述技术方案中,在eva中,由于醋酸乙烯(va)为极性基团,随着其含量的增多,对界面的粘接力增大,柔韧性变好;但是,va本身内聚强度较差,且其在eva强度中处于主导地位,当含量超过一定界限时,粘接强度又会逐渐降低,同时,虽然苄基塑化植物颗粒经过改性处理后,其表面极性所有所降低,但其仍高于eva表面极性,因此,综合考虑eva粘接力、粘接强度和eva与苄基塑化植物颗粒的相容性,使用va含量为28%的eva作为基础聚合物,从而提高苄基塑化植物颗粒与eva混合的均匀性和成品热熔胶的质量。

在一些实施方式中,所述eva包括熔融指数为25g/10min的低熔融指数eva和熔融指数为400g/10min的高熔融指数eva,所述低熔融指数eva与高熔融指数eva的配比为3:2。

上述技术方案中,一方面,随着eva熔融指数的提高,成品热熔胶的熔融粘度减小,从而改善其流动性能,得以在基材上较好的铺展,进而获得更大的接触面积;另一方面,eva的熔融指数反映了eva的相对分子质量的大小,其熔融指数过大时会使成品热熔胶的内聚强度过小,而使粘接强度下降;因此,选用熔融指数为25g/10min的低熔融指数eva和熔融指数为400g/10min的高熔融指数eva混炼,提高成品热熔胶的粘结接触面积和粘接强度。

在一些实施方式中,所述苄基塑化植物颗粒为经苄基化处理后的秸秆颗粒、稻草颗粒、稻壳颗粒、花生壳颗粒、玉米芯颗粒、油茶壳颗粒、棉籽壳颗粒中的至少一种。

上述技术方案中,通过对植物颗粒进行苄基化处理,使植物颗粒塑化,从而获得高温下的热塑性,进而使苄基塑化植物颗粒能够与eva熔融均匀,加快成品热熔胶在使用完毕后的降解速度;同时,在不影响粘结性能的同时,协同填料降低成品热熔胶生产成本,提高经济效益。

在一些实施方式中,所述增粘树脂为松香或其衍生物与萜烯树脂的混合物,其配比为1:2。

上述技术方案中,通过松香或其衍生物与萜烯树脂的混合,协同增加成品热熔胶对被粘物的润湿性和结合力,从而提高成品热熔胶的粘接强度。

在一些实施方式中,所述填料为纳米碳酸钙。

上述技术方案中,纳米碳酸钙的掺入不仅能够降低生产成本,还能减少成品热熔胶固化时的收缩性,从而提高成品热熔胶的耐热性。

在一些实施方式中,还包括0.5-2份的防菌剂。

上述技术方案中,由于苄基塑化植物颗粒的掺入,使得成品热熔胶在储存和使用过程中容易受到细菌的侵蚀而使其物理、化学性能受到影响,因此,在混合料中掺入一定量的防菌剂,抑制菌类对成品热熔胶的不良影响,延长其贮藏、使用时间。

在一些实施方式中,还包括5-10份的抗氧剂。

上述技术方案中,在混合料中加入抗氧剂,不仅能够防止成品热熔胶的热氧分解,提高其热稳定性,还能提高成品热熔胶韧性,延长其使用寿命。

在一些实施方式中,还包括1.2-3.2份的偶联剂。

通过采用上述技术方案,通过偶联剂提高eva与苄基塑化植物颗粒、eva与填料的熔接效果,从而提高成品热熔胶的均匀性和一体性。

本发明的另一个目的是提供一种可降解热熔胶的制备方法,通过碱液和氯化苄处理植物颗粒,将得到的苄基化植物颗粒与eva及其他助剂混炼,得到降解速度更快的成品热熔胶。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

一种可降解热熔胶的制备方法,包括以下步骤:

s1:将秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳中的至少一种放入20%浓度的氢氧化钠溶液中润胀12小时,取出沥干后放入具有冷凝回流装置的反应釜中,并向反应釜中投入体积为70ml的氯化苄,升温搅拌2小时后终止反应并出料,在使用水与酒精对产物反复洗涤多次后放入真空干燥箱,干燥12小时,干燥完毕后进行粉碎,得到苄基塑化植物颗粒;

s2:取eva80-120份、s1制得的苄基塑化植物颗粒25-45份、增粘树脂45-75份、粘度调节剂13-26份、增塑剂6-14份、填料25-45份、偶联剂1.2-3.2份、防菌剂0.5-2份、抗氧剂5-10份和消光剂0.5-1.5份投入混炼机,边搅拌边加热升温至90-100℃。搅拌速度为35-40r/min,混炼时间为25-35min;

s3:将s2所得的混炼均匀物投入双螺杆挤出机中挤出,所述双螺杆挤出机入口段、中间段与出口段的温度分别控制在100-110℃、130-140℃、120-125℃;

s4:待s3所得的挤出物常温冷却后通过造粒机加工形成热熔胶颗粒。

上述技术方案中,由于eva与植物颗粒的相容性较差,若直接将植物颗粒混入eva中,即使有偶联剂的存在,能够联结有机界面和无机界面,但是由于植物颗粒没有热塑性能,其与eva的混熔和熔接效果仍然很差;而植物颗粒在苄基塑化后,不仅具备了热塑性能,还能降低植物颗粒极性,从而在使苄基塑化植物颗粒能够与eva混熔加工的同时,提高eva与苄基塑化植物颗粒的相容性,进而在保证热熔胶性能的同时获得降解速度更快的成品热熔胶。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1.通过可降解的eva作为主体材料,辅以可降解的增粘树脂,形成生物可降解的成品热熔胶,以保护环境;

2.通过苄基塑化植物颗粒的加入,不仅能够减少eva和填料消耗,降低成本,还能加快成品热熔胶的降解速度;

3.通过碱液浸泡和氯化苄的加入,使植物颗粒塑化,并具备热塑性,从而提高eva和苄基塑化植物颗粒的混熔效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1:

一种可降解热熔胶,包括以下重量份的组分:

eva80份

苄基塑化植物颗粒25份

增粘树脂45份

粘度调节剂13份

增塑剂6份

填料25份

防菌剂0.5份

抗氧剂5份

偶联剂1.2份

其中,在本发明此实施方式中eva(乙烯-醋酸乙烯共聚物)的va(醋酸乙烯)含量为28%,而由于在eva中,va含量对eva的影响处于主导地位,一方面,va为极性基团,随着其含量的增多,对界面的粘接力增大,柔韧性变好,另一方面,va本身内聚强度较差,当其含量超过一定界限时,粘接强度又会逐渐降低;综合考虑eva粘结性能和苄基塑化植物颗粒的极性,使用va含量为28%的eva作为基础聚合物,提高eva粘接力、粘接强度和与苄基塑化植物颗粒的相容性;

而eva包括熔融指数为25g/10min的低熔融指数eva和熔融指数为400g/10min的高熔融指数eva,且低熔融指数eva与高熔融指数eva的配比为3:2,通过高熔融指数eva和低熔融指数eva的混熔,在改善加工性能的同时,提高成品热熔胶的粘结面积和粘结强度;

苄基塑化植物颗粒为经苄基化处理后的秸秆颗粒、稻草颗粒、稻壳颗粒、花生壳颗粒、玉米芯颗粒、油茶壳颗粒、棉籽壳颗粒中的至少一种,在一种成品热熔胶中一般选用一种苄基塑化植物颗粒,避免性态相差较大的不同苄基塑化植物颗粒影响到成品热熔胶的质量;

增粘树脂为可降解增粘树脂,且增粘树脂为松香或其衍生物与萜烯树脂的混合物,松香或其衍生物与萜烯树脂的配比为1:2;通过松香或其衍生物与萜烯树脂的混配,协同增加成品热熔胶对被粘物的润湿性和结合力,提高成品热熔胶各个阶段的粘接强度;

填料为纳米碳酸钙,其不仅能降低生产成本,还能减少成品热熔胶固化时的收缩性,从而提高成品热熔胶的耐热性;

防菌剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物,避免由于苄基塑化植物颗粒的加入而影响到成品热熔胶的正常储存、使用寿命;

抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚,抗氧剂的加入不仅能够防止成品热熔胶的热氧分解,提高其热稳定性,还能提高成品热熔胶韧性,延长其使用寿命;

偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基,通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基的加入提高eva与苄基塑化植物颗粒、eva与填料的熔接效果,从而提高成品热熔胶的均匀性和一体性;

上述可降解热熔胶由以下步骤制备而成,

s1:将秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳中的至少一种放入20%浓度的氢氧化钠溶液中润胀12小时,取出沥干后放入具有冷凝回流装置的反应釜中,并向反应釜中投入体积为70ml的氯化苄,升温搅拌2小时后终止反应并出料,在使用水与酒精对产物反复洗涤多次后放入真空干燥箱,干燥12小时,干燥完毕后进行粉碎,得到苄基塑化植物颗粒;

s2:取eva80份、s1制得的苄基塑化植物颗粒25份、增粘树脂45份、粘度调节剂13份、增塑剂6份、填料25份、偶联剂1.2份、防菌剂0.5份和抗氧剂5份投入混炼机,边搅拌边加热升温至90℃。搅拌速度为35r/min,混炼时间为25min;

s3:将s2所得的混炼均匀物投入双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机入口段、中间段与出口段的温度分别控制在100℃、130℃、120℃;

s4:待s3所得的挤出物常温冷却后通过造粒机加工形成热熔胶颗粒。

实施例2:

一种可降解热熔胶,包括以下重量份的组分:

eva100份

苄基塑化植物颗粒35份

增粘树脂60份

粘度调节剂20份

增塑剂10份

填料35份

防菌剂1份

抗氧剂7份

偶联剂2份

其中,在本发明此实施方式中eva(乙烯-醋酸乙烯共聚物)的va(醋酸乙烯)含量为28%,而由于在eva中,va含量对eva的影响处于主导地位,一方面,va为极性基团,随着其含量的增多,对界面的粘接力增大,柔韧性变好,另一方面,va本身内聚强度较差,当其含量超过一定界限时,粘接强度又会逐渐降低;综合考虑eva粘结性能和苄基塑化植物颗粒的极性,使用va含量为28%的eva作为基础聚合物,提高eva粘接力、粘接强度和与苄基塑化植物颗粒的相容性;

而eva包括熔融指数为25g/10min的低熔融指数eva和熔融指数为400g/10min的高熔融指数eva,且低熔融指数eva与高熔融指数eva的配比为3:2,通过高熔融指数eva和低熔融指数eva的混熔,在改善加工性能的同时,提高成品热熔胶的粘结面积和粘结强度;

苄基塑化植物颗粒为经苄基化处理后的秸秆颗粒、稻草颗粒、稻壳颗粒、花生壳颗粒、玉米芯颗粒、油茶壳颗粒、棉籽壳颗粒中的至少一种,在一种成品热熔胶中一般选用一种苄基塑化植物颗粒,避免性态相差较大的不同苄基塑化植物颗粒影响到成品热熔胶的质量;

增粘树脂为可降解增粘树脂,且增粘树脂为松香或其衍生物与萜烯树脂的混合物,松香或其衍生物与萜烯树脂的配比为1:2;通过松香或其衍生物与萜烯树脂的混配,协同增加成品热熔胶对被粘物的润湿性和结合力,提高成品热熔胶各个阶段的粘接强度;

填料为纳米碳酸钙,其不仅能降低生产成本,还能减少成品热熔胶固化时的收缩性,从而提高成品热熔胶的耐热性;

防菌剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物,避免由于苄基塑化植物颗粒的加入而影响到成品热熔胶的正常储存、使用寿命;

抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚,抗氧剂的加入不仅能够防止成品热熔胶的热氧分解,提高其热稳定性,还能提高成品热熔胶韧性,延长其使用寿命;

偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基,通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基的加入提高eva与苄基塑化植物颗粒、eva与填料的熔接效果,从而提高成品热熔胶的均匀性和一体性;

上述可降解热熔胶由以下步骤制备而成,

s1:将秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳中的至少一种放入20%浓度的氢氧化钠溶液中润胀12小时,取出沥干后放入具有冷凝回流装置的反应釜中,并向反应釜中投入体积为70ml的氯化苄,升温搅拌2小时后终止反应并出料,在使用水与酒精对产物反复洗涤多次后放入真空干燥箱,干燥12小时,干燥完毕后进行粉碎,得到苄基塑化植物颗粒;

s2:取eva100份、s1制得的苄基塑化植物颗粒35份、增粘树脂60份、粘度调节剂20份、增塑剂10份、填料35份、偶联剂2份、防菌剂1份和抗氧剂7份投入混炼机,边搅拌边加热升温至97℃。搅拌速度为38r/min,混炼时间为30min;

s3:将s2所得的混炼均匀物投入双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机入口段、中间段与出口段的温度分别控制在105℃、135℃、123℃;

s4:待s3所得的挤出物常温冷却后通过造粒机加工形成热熔胶颗粒。

实施例3:

一种可降解热熔胶,包括以下重量份的组分:

eva120份

苄基塑化植物颗粒45份

增粘树脂75份

粘度调节剂26份

增塑剂14份

填料45份

防菌剂2份

抗氧剂10份

偶联剂3.2份

其中,在本发明此实施方式中eva(乙烯-醋酸乙烯共聚物)的va(醋酸乙烯)含量为28%,而由于在eva中,va含量对eva的影响处于主导地位,一方面,va为极性基团,随着其含量的增多,对界面的粘接力增大,柔韧性变好,另一方面,va本身内聚强度较差,当其含量超过一定界限时,粘接强度又会逐渐降低;综合考虑eva粘结性能和苄基塑化植物颗粒的极性,使用va含量为28%的eva作为基础聚合物,提高eva粘接力、粘接强度和与苄基塑化植物颗粒的相容性;

而eva包括熔融指数为25g/10min的低熔融指数eva和熔融指数为400g/10min的高熔融指数eva,且低熔融指数eva与高熔融指数eva的配比为3:2,通过高熔融指数eva和低熔融指数eva的混熔,在改善加工性能的同时,提高成品热熔胶的粘结面积和粘结强度;

苄基塑化植物颗粒为经苄基化处理后的秸秆颗粒、稻草颗粒、稻壳颗粒、花生壳颗粒、玉米芯颗粒、油茶壳颗粒、棉籽壳颗粒中的至少一种,在一种成品热熔胶中一般选用一种苄基塑化植物颗粒,避免性态相差较大的不同苄基塑化植物颗粒影响到成品热熔胶的质量;

增粘树脂为可降解增粘树脂,且增粘树脂为松香或其衍生物与萜烯树脂的混合物,松香或其衍生物与萜烯树脂的配比为1:2;通过松香或其衍生物与萜烯树脂的混配,协同增加成品热熔胶对被粘物的润湿性和结合力,提高成品热熔胶各个阶段的粘接强度;

填料为纳米碳酸钙,其不仅能降低生产成本,还能减少成品热熔胶固化时的收缩性,从而提高成品热熔胶的耐热性;

防菌剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物,避免由于苄基塑化植物颗粒的加入而影响到成品热熔胶的正常储存、使用寿命;

抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚,抗氧剂的加入不仅能够防止成品热熔胶的热氧分解,提高其热稳定性,还能提高成品热熔胶韧性,延长其使用寿命;

偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基,通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基的加入提高eva与苄基塑化植物颗粒、eva与填料的熔接效果,从而提高成品热熔胶的均匀性和一体性;

上述可降解热熔胶由以下步骤制备而成,

s1:将秸秆、稻草、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳中的至少一种放入20%浓度的氢氧化钠溶液中润胀12小时,取出沥干后放入具有冷凝回流装置的反应釜中,并向反应釜中投入体积为70ml的氯化苄,升温搅拌2小时后终止反应并出料,在使用水与酒精对产物反复洗涤多次后放入真空干燥箱,干燥12小时,干燥完毕后进行粉碎,得到苄基塑化植物颗粒;

s2:取eva120份、s1制得的苄基塑化植物颗粒45份、增粘树脂75份、粘度调节剂26份、增塑剂14份、填料45份、偶联剂3.2份、防菌剂2份和抗氧剂10份投入混炼机,边搅拌边加热升温至100℃。搅拌速度为40r/min,混炼时间为35min;

s3:将s2所得的混炼均匀物投入双螺杆挤出机中挤出,双螺杆挤出机入口段、中间段与出口段的温度分别控制在110℃、140℃、125℃;

s4:待s3所得的挤出物常温冷却后通过造粒机加工形成热熔胶颗粒。

本发明采用大小均一的玻璃薄片,将实施例1、2、3所得的成品热熔胶均匀涂覆于玻璃薄片上制成50*50mm,厚2mm的试样,并将其分别埋于等量砂、园林土和泥炭藓混合物中,保持高湿度避光,经一段时间后取出试样,用乙醇去除附着的泥土,测量试样重量损失。

通过对上述3个实施例披露的可降解热熔胶和空白试验组进行检测,得到如下表1中的试验结果:

表1

空白试验组:120份eva、60份增粘树脂、20份粘度调节剂、10份增塑剂、50份填料、2份偶联剂、1份防菌剂和7份抗氧剂的混炼热熔胶。

通过上述检测结果可知:由于防菌剂和抗氧剂的加入,在不掺入苄基塑化植物颗粒的情况下,空白试验组的生物降解速度较慢;而在加入苄基塑化植物颗粒后,成品热熔胶的生物降解速度明显增快,其中又以实施例2为最优。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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