一种快速表干的聚烯烃热熔胶及其制备方法与流程

1.本发明涉及胶水技术领域，尤其涉及一种快速表干的聚烯烃热熔胶及其制备方法。


背景技术：

2.热熔胶是一种不需溶剂、100％固体的热塑性聚合物。热熔胶熔融，在冷却过程中迅速固化，产生优异的机械强度。与其他胶粘剂相比，热熔胶具有不含溶剂、合成方便、固化时间短、粘接范围广、存储运输方便及不污染环境的优点，符合“绿色化学”的主导方向，属于环保型化学产品。因其产品本身系固体，便于包装、运输、存储、无溶剂、无污染、无毒型；以及生产工艺简单、高附加值、黏合强度大、速度快等优点而备受青睐。随着石油化学工业的发展，各种热塑性材料如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)、聚酰胺(pa)、聚烯烃等被用作热熔胶的基体材料，并已广泛应用于木材、制鞋、服装、汽车和包装等领域。
3.快速作业是热熔胶的一大特点。热熔胶的作业时间一般在15秒左右，随着现代流水线的广泛应用，对热熔胶的作业时间要求越来越短，如包装贴管、书籍装订和音箱制造对热熔胶的作业时间要求达到5秒左右。这就需要热熔胶对基材能够快速充分地润湿，同时拥有很快固化速率，提供一定的粘接强度。通常，在热熔胶配方中使用低粘度的蜡，如费托蜡、聚烯烃蜡、石蜡、微晶蜡等，可以明显加快固化速率，但是对于热熔胶材料的粘接性能会有一定影响，而且柔软性变差。


技术实现要素：

4.为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现。
5.本发明提供快速表干的聚烯烃热熔胶，包括以下重量份的原料：
[0006][0007]
优选地，所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、无定型聚α烯烃中至少一种。
[0008]
优选地，所述结晶助剂包括以下重量份的原料：
[0009]
高结晶性聚烯烃
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4.9-18份；
[0010]
成核剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1-2份。
[0011]
优选地，所述高结晶性聚烯烃选自线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、等规聚丙烯、等规聚丁烯中至少一种。
[0012]
优选地，所述成核剂选自山梨醇衍生物、有机羧酸、有机羧酸金属盐、有机磷酸盐、滑石粉、碳酸钙、云母中至少一种。
[0013]
优选地，所述增粘树脂选自松香、松香衍生物、萜烯树脂、石油树脂、热塑性酚醛树脂、低分子量聚苯乙烯至少一种。
[0014]
优选地，所述粘度调节剂选自环烷基矿物油、氢化聚丁二烯、石蜡、微晶蜡、费托蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、沙索蜡中至少一种。
[0015]
优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂b215、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂3114中至少一种。
[0016]
本发明第二个目的是提供制备如上所述的快速表干的聚烯烃热熔胶的方法，包括如下步骤：
[0017]
s1、反应容器内加热至温度超过100℃；
[0018]
s2、按计量向反应容器内加入聚烯烃、结晶助剂、增粘树脂、粘度调节剂、抗氧化剂，抽真空，搅拌，反应得聚烯烃热熔胶。
[0019]
优选地，反应温度为180℃-220℃。
[0020]
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0021]
本发明提供快速表干的聚烯烃热熔胶，聚烯烃热熔胶的原料中添加结晶助剂，以加快表干速度；同时，避免使用大量的低粘度蜡，能够具有较高的力学强度和柔韧性。
[0022]
本上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0023]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0024]
图1为本发明的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
[0026]
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0027]
本发明提供快速表干的聚烯烃热熔胶，包括以下重量份的原料：
[0028][0029]
本实施例中，聚烯烃热熔胶的原料中添加结晶助剂，以加快表干速度；同时，替代了传统热熔胶配方中通过添加低粘度的蜡来加快固化速率的方案，避免使用大量的低粘度蜡，避免影响热熔胶的力学强度和柔韧性。即，采用添加结晶助剂的技术方案，既能够加快热熔胶表干速度，同时还能使热熔胶能够具有较高的力学强度和柔韧性。
[0030]
在一实施例中，所述聚烯烃选自聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚丁烯(pb)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、乙烯-丙烯酸共聚物(eaa)、无定型聚α烯烃(apao)中至少一种。具体地，聚烯烃作为基体树脂，为聚烯烃热熔胶体系形成必要的粘接强度和内聚力。
[0031]
在一实施例中，所述结晶助剂包括以下重量份的原料：
[0032]
高结晶性聚烯烃
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4.9-18份；
[0033]
成核剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1-2份。
[0034]
进一步地，所述高结晶性聚烯烃选自线性低密度聚乙烯(lldpe)、高密度聚乙烯(hdpe)、等规聚丙烯(ipp)、等规聚丁烯(ipb)中至少一种。具体地，高结晶性聚烯烃的分子链规整度更高，排列紧密，具有更高的结晶度，熔融冷却后的结晶能力更强，结晶速率更快、表干时间更短。所述高结晶性聚烯烃优选为等规聚丙烯(ipp)
。
[0035]
进一步地，所述成核剂选自山梨醇衍生物、有机羧酸、有机羧酸金属盐、有机磷酸盐、滑石粉、碳酸钙、云母中至少一种。具体地，成核剂的加入能够显著提高高结晶性聚烯烃的结晶峰温度，加快结晶速率、缩短结晶时间，进而能够缩短表干时间。所述成核剂优选为山梨醇衍生物。
[0036]
进一步地，所述高结晶性聚烯烃优选为8-12份，所述成核剂优选为0.2-0.8份。
[0037]
在一实施例中，所述增粘树脂选自松香、松香衍生物、萜烯树脂、石油树脂、热塑性酚醛树脂、低分子量聚苯乙烯至少一种。具体地，增粘树脂能与上述聚烯烃主体树脂具有很好的兼容性，而且可以改善润湿性能和初粘性能。进一步地，萜烯树脂包括改性萜烯树脂。进一步地，石油树脂包括加氢石油树脂。
[0038]
在一实施例中，所述粘度调节剂选自环烷基矿物油、氢化聚丁二烯、石蜡、微晶蜡、费托蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、沙索蜡中至少一种。具体地，所述粘度调节剂用于降低制得的聚烯烃热熔胶的粘度，降低软化点，进而提高聚烯烃热熔胶的耐低温性能。
[0039]
在一实施例中，所述抗氧剂选自抗氧剂b215、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂3114中至少一种。具体地，所述抗氧剂用于改善聚烯烃热熔胶的热稳定性，防止聚烯烃热熔胶的物理属性发生老化，并且减少聚烯烃热熔胶颜色的变化。
[0040]
本发明还提供如上所述的快速表干的聚烯烃热熔胶的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0041]
s1、反应容器内加热至温度超过100℃；
[0042]
s2、按计量向反应容器内加入聚烯烃、结晶助剂、增粘树脂、粘度调节剂、抗氧化剂，抽真空，搅拌，反应得聚烯烃热熔胶。
[0043]
本发明的制备方法简单，工艺条件温和。
[0044]
进一步地，反应温度大于130℃。优选地，反应温度为180℃-220℃。反应温度可以在步骤s1中加热到位，也可以在步骤s2中加热到位。
[0045]
进一步地，步骤s2还包括步骤：反应完成后，得澄清液体，过滤，得聚烯烃热熔胶。
[0046]
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0047]
下述实施例和对比例中，聚烯烃的牌号为affinity ga1900，购自dow公司。增粘树脂的牌号为wingtack 98，购自cray valley公司；粘度调节剂的牌号为a-c 1660，购自honeywell公司。抗氧化剂的牌号为1010和168，购自天津利安隆公司；抗氧化剂1010和抗氧化剂168的重量比例为1:1。
[0048]
实施例1
[0049]
快速表干的聚烯烃热熔胶的制备，包括如下步骤：
[0050]
(1)反应釜内加热至120℃；
[0051]
(2)向反应釜内加入50重量份聚烯烃、4.9重量份的高结晶性聚烯烃、0.1重量份的成核剂、40重量份的增粘树脂、10重量份的粘度调节剂、0.5重量份的抗氧化剂，抽真空至-0.9mpa，搅拌，反应温度为180℃，反应4小时，反应完全形成澄清液体，过滤，得聚烯烃热熔胶；
[0052]
其中，
[0053]
所述高结晶性聚烯烃为线性低密度聚乙烯，牌号为m500026，购自sabic公司；
[0054]
所述成核剂为滑石粉，牌号为sg-2000，购自nippon talc公司。
[0055]
实施例2
[0056]
快速表干的聚烯烃热熔胶的制备，包括如下步骤：
[0057]
(1)反应釜内加热至130℃；
[0058]
(2)向反应釜内加入40重量份聚烯烃、15重量份的高结晶性聚烯烃、1重量份的成核剂、40重量份的增粘树脂、10重量份的粘度调节剂、0.5重量份的抗氧化剂，抽真空至-0.9mpa，搅拌，反应温度为190℃，反应4小时，反应完全形成澄清液体，过滤，得聚烯烃热熔胶；
[0059]
其中，所述高结晶性聚烯烃为高密度聚乙烯，牌号为alathon h4250，购自lyondell basell公司；
[0060]
所述成核剂为有机磷酸盐，牌号为na-21，购自adeka公司。
[0061]
实施例3
[0062]
快速表干的聚烯烃热熔胶的制备，包括如下步骤：
[0063]
(1)反应釜内加热至140℃；
[0064]
(2)向反应釜内加入45重量份聚烯烃、10重量份的高结晶性聚烯烃、0.5重量份的
成核剂、40重量份的增粘树脂、10重量份的粘度调节剂、0.5重量份的抗氧化剂，抽真空至-0.9mpa，搅拌，反应温度为200℃，反应4小时，反应完全形成澄清液体，过滤，得聚烯烃热熔胶；
[0065]
其中，所述高结晶性聚烯烃为等规聚丙烯，牌号为pp7945e1，购自exxon mobil公司；
[0066]
所述成核剂为山梨醇衍生物，牌号为millad 3940，购自milliken公司。
[0067]
实施例4
[0068]
快速表干的聚烯烃热熔胶的制备，包括如下步骤：
[0069]
(1)反应釜内加热至150℃；
[0070]
(2)向反应釜内加入35重量份聚烯烃、18重量份的高结晶性聚烯烃、2重量份的成核剂、40重量份的增粘树脂、10重量份的粘度调节剂、0.5重量份的抗氧化剂，抽真空至-0.9mpa，搅拌，反应温度为210℃，反应4小时，反应完全形成澄清液体，过滤，得聚烯烃热熔胶；
[0071]
其中，所述高结晶性聚烯烃为等规聚丁烯，牌号为koattro pb m 1500m，购自lyondell basell公司；
[0072]
所述成核剂为有机羧酸盐，牌号为sg-2000，购自nippon talc公司。
[0073]
对比例1
[0074]
热熔胶的制备方法，包括如下步骤：
[0075]
(1)反应釜内加热至120℃；
[0076]
(2)向反应釜内加入45重量份聚烯烃、10重量份的聚乙烯蜡(牌号为epolene n-14，购自westlake公司)、40重量份的增粘树脂、10重量份的粘度调节剂、0.5重量份的抗氧化剂，抽真空至-0.9mpa，搅拌，反应温度为180℃，反应4小时，反应完全形成澄清液体，过滤，得热熔胶。
[0077]
对比例2
[0078]
热熔胶的制备方法，包括如下步骤：
[0079]
(1)反应釜内加热至120℃；
[0080]
(2)向反应釜内加入50重量份聚烯烃、40重量份的增粘树脂、10重量份的粘度调节剂、0.5重量份的抗氧化剂，抽真空至-0.9mpa，搅拌，反应温度为180℃，反应4小时，反应完全形成澄清液体，过滤，得热熔胶。
[0081]
将实施例1至实施例4及对比例1、对比例2制得的热熔胶进行性能测试。
[0082]
其中，软化点测试方法按照gb/t 15332测试。
[0083]
熔融粘度按照hg/t 3660-1999测试。
[0084]
180
°
剥离强度按照gb/t 2790测试。
[0085]
表干时间测试方法为：将8g热熔胶置于铝箔杯中，165℃熔融30分钟，确认完全熔融后取出，于23℃下，用牙签尖端轻触表面，不拉丝视为表干。
[0086]
透光率测试方法按照gb/t1038-2000。
[0087]
拉伸强度及断裂伸长率测试方法按照gb/t 528-2009。
[0088]
测试结果见表一。
[0089]
表一
[0090][0091]
由表一可知，实施例1至实施例4中添加了高结晶性聚烯烃和成核剂，对比例1使用了聚乙烯蜡调节热熔胶的表干时间，对比例2未使用结晶助剂和聚乙烯蜡。结果显示，实施例1至实施例4能够达到和对比例1相同水平的表干时间的同时，相对于对比例1，其拉伸强度和透光率明显提高。以上表明，在聚烯烃热熔胶原料中添加结晶助剂，能够增强拉伸强度、提高透光率。
[0092]
实施例1至实施例4的结晶过程中，球晶尺寸降低，晶核、微晶数量增多，从而提高结晶度，提高热熔胶的拉伸强度。实施例3的表干时间、拉伸强度、透光率明显优于实施例1至实施例3，山梨醇衍生物与等规聚丙烯结晶结构相近，体系相容性好，易于分散，作用发挥更加高效。
[0093]
此外，高结晶性聚烯烃和成核剂的含量应在合适范围，即，结晶助剂的含量应在合适范围。结晶助剂含量过多会使胶水的高温润湿性降低，从而导致剥离强度降低；结晶助剂含量过低，不易加快材料整体的结晶速率，不利于表干时间的缩短。
[0094]
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。