CN102559078A - 一种双金属复合板粘接用热熔胶膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于双金属复合板粘接用的热熔胶膜及其制备方法，该胶膜以聚丙烯酸酯橡胶、聚乙烯丙烯酸(酯)共聚物或聚氯乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物的一种或几种为主要粘接基体树脂，以聚乙烯、氯化聚乙烯、聚乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶、聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、热塑性聚氨酯、聚氯乙烯中一种或几种共混物为第二基体，添加一定的增黏剂、填料及功能性助剂，经过预混合，然后流延成膜。本发明所公开的热熔胶膜具有粘接强度高且稳定持久、优良的耐侯性、耐盐雾老化、耐水性，适合用于不锈钢、镀锌钢、铁、铝、铜、钛合金等金属材料的复合粘接。
Description
技术领域
本发明涉及一种热熔胶粘剂，属于金属复合材料技术领域，特别是涉及一种双金属复合板粘接用热熔胶膜及其制备方法，主要应用于不锈钢、镀锌钢、铁、铝、铜、钛合金等同种或异种双金属板的粘接复合。
背景技术
层状金属复合材料是利用复合技术使两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的金属在界面上实现牢固结合而制备的一种新型材料。经过恰当组合而形成的金属层状复合材料可以极大地改善单一金属材料的热膨胀性、强度、断裂韧性、冲击韧性、磨损、电性能、磁性能等诸多性能，因而近年来受到了世界各国的普遍重视。低成本、高性能金属复合材料加工成型技术属于国家重点支持的高新技术项目，符合国家节约能源和节能型建筑材料的相关政策。传统的双金属复合方法如爆炸焊接法、轧制法、爆炸焊接-轧制法存在着生产设备造价高、工艺复杂、生产效率低下等缺点，而胶粘法能克服以上不足。
胶粘法制备双金属复合板工艺简单，生产自动化程度高，但存在以下常见问题：1)现有技术中的热复合加工工艺技术稳定性较差，不合格产品较多，难以有效降低生产成本；2)采用现有的热复合工艺获得的金属复合板粘结强度较差，平整度不良，制得的产品使用周期短，在使用后的不长时间里便开裂而无法使用；3)采用现有的热复合工艺获得的金属复合板的耐水性、耐盐雾老化、耐侯性差。出现以上问题的最主要的原因是现有的金属复合板用的胶粘剂存在着许多不足而导致的。
中国专利(公开号为CN101343514A)介绍了一种适合于金属减震消音复合板用的热固性高强度胶粘剂。其技术方案是：将端羟基液体丁腈橡胶、双酚A型环氧树脂、过氧化二异丙苯、甲基六氢邻苯二甲酸酐、乙酸乙酯共混，丁腈橡胶的交联固化和环氧树脂的交联固化同步进行，相互促进，形成分子链相互交联的固化网络。
中国专利(授权公告号为CN201950863U)介绍了一种双金属复合板，该实用新型专利中的双金属复合板采用的高分子粘接剂为PVC。
中国专利(公开号为CN1222445A)介绍了一种可冷弯成型的双金属复合板。其技术方案是：在双金属板间撒一层聚酰胺热熔胶粉末，通过热压实现双金属板的粘接复合。该固态聚酰胺热熔胶粉为尼龙12、尼龙66和尼龙1010的三元共聚胶。
中国专利(公开号为CN101396888A)介绍了一种金属复合板，该复合板采用马来酸酐接枝的聚烯烃粘接。其技术方案是：采用聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶或丙烯腈-丁二烯-丁二烯进行马来酸酐接枝。
目前，涉及双金属粘接用胶粘剂的专利主要为以上四个，以上专利提及的采用环氧粘接剂的粘接强度高，但溶剂挥发会污染环境，且不容易实现自动化生产；采用PVC，胶的粘接强度不高；以聚酰胺热熔胶粉和聚烯烃接枝马来酸酐作为粘接剂，胶的强度适中，但耐水性和耐盐雾性不好。鉴于胶粘法金属复合板目前存在的问题，迫切需要开发出一种粘接强度高、耐候性好、耐水性强、耐盐雾老化能力高、粘接持久的双金属复合板用的胶粘剂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的胶粘法双金属复合板用胶粘剂的粘接强度差、耐候性、耐水性和耐盐雾老化能力差的缺陷，提供一种具有持久粘接力、粘接工艺简单、综合性能优良的热熔胶膜。
为了实现上述目的，本发明是采用以下的技术方案：
一种双金属复合板粘接用热熔胶膜，其原料配方包含以下质量百分含量配比的各组分：
20％-80％的聚丙烯酸酯橡胶、聚乙烯丙烯酸(酯)共聚物或聚氯乙烯醋酸乙烯酯类共聚物中的一种或几种为粘接基体树脂；
10％-50％的聚乙烯、氯化聚乙烯、聚乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶、聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、热塑性聚氨酯、聚氯乙烯中一种或几种共混为第二基体；
0-30％的增黏剂；0-30％的填料；0-8％的功能助剂。
所述的粘接基体树脂聚乙烯-丙烯酸(酯)共聚物为下列之一的一种或几种的混合物：聚乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯-丙烯酸离聚物、聚乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚乙烯-甲基丙烯酸离聚物、聚乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸共聚物、聚乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物、聚乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐共聚物、聚乙烯-丙烯酸丁酯-马来酸酐共聚物、聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，其中较佳的添加量为25％-60％，更佳的添加量为30％-50％。
所述的粘接基体树脂聚氯乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物为聚氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物，其中较佳的添加量为25％-60％，更佳的添加量为30％-50％。
所述的第二基体为下列之一的一种或几种的混合物：聚乙烯、氯化聚乙烯、聚乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶、聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、热塑性聚氨酯、聚氯乙烯，其中较佳的添加量为10％-40％，更佳的添加量为20％-40％。
所述的增黏剂为下列之一的一种或几种的混合物：石油树脂、松香树脂、马来松香、丙烯酸改性松香、萜烯树脂、酚醛树脂、萜烯-酚醛树脂、萜烯酚树脂，其中较佳的添加量为10％-30％，更佳的添加量为15％-20％。
所述的填料为下列之一的一种或几种的混合物：碳酸钙、高岭土、滑石粉、云母粉、二氧化钛、石墨粉、白炭黑、炭黑，其中较佳的添加量为10％-30％，更佳的添加量为15％-20％。
所述的功能助剂包括本领域常用的抗氧剂、热稳定剂、偶联剂、增塑剂等，其中较佳的添加量为0.1％-6％，更佳的添加量为0.2％-5％。
该胶膜的厚度为0.03-2mm，胶膜厚度均匀，可根据复合板厚度粘接需要改变。
胶膜的制备方法是将粘接基体树脂、第二基体、增黏剂、填料、功能助剂进行预混合后，在120-200℃熔融挤出，流延成特定厚度的胶膜。
本发明中的双金属复合板粘接用的热熔胶膜及其制备方法具有的有益效果如下：
本发明制备的热熔胶膜为热塑性粘接剂，厚度均匀，粘合工艺简单，适合采用自动化生产线粘接，生产效率高；粘接后的剥离强度大，在室外恶劣的环境下，能耐水、耐热、耐盐雾老化，粘接持久，使用该胶膜粘接双金属复合板可以降低生产成本，提高双金属复合板的使用寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施例和较佳实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不局限于以下的实施例。以下原料配方组分中的百分比均为重量百分含量。
实施例1
将10％的丙烯酸酯橡胶、10％的聚乙烯-丙烯酸、30％的氯化聚乙烯、20％的松香、30％的碳酸钙用高速混合机进行混合，用挤出机在150℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例2
将20％的丙烯酸酯橡胶、30％的聚乙烯-丙烯酸丁酯、20％的聚甲基丙烯酸甲酯、15％的马来松香，15％的白炭黑用高速混合机进行混合，用挤出机在180℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例3
将30％的聚乙烯-丙烯酸、30％的聚乙烯-丙烯酸甲酯、20％的聚乙烯-丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物、20％的聚乙烯用高速混合机进行混合，用挤出机在150℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例4
将30％的钠离子型聚乙烯-丙烯酸离聚物、30％聚乙烯-辛烯共聚物、20％氯化聚乙烯、10％二氧化钛、10％白炭黑用高速混合机进行混合，用挤出机在160℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例5
将25％的聚乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸共聚物、25％的热塑性聚氨酯、10％的C5石油树脂、20％的丙烯酸改性松香、20％的高岭土用高速混合机进行混合，用挤出机在160℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例6
将20％的聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、10％的聚丙烯酸酯橡胶、30％聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、20％的萜烯树脂、20％的炭黑用高速混合机进行混合，用挤出机在150℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例7
将40％的聚氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5％的聚丙烯酸酯橡胶、15％的聚乙烯-丙烯酸乙酯、20％的聚氯乙烯、3％的二月桂酸二丁基锡、1％的硬脂酸钙、6％的邻苯二甲酸二辛酯、10％的碳酸钙用高速混合机进行混合，用挤出机在170℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例8
将30％的聚氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、10％的聚丙烯酸酯橡胶、20％的聚氯乙烯、15％的氯化聚乙烯、2.5％的二月桂酸二丁基锡、1％的硬脂酸钙、4.5％的邻苯二甲酸二辛酯、17％的碳酸钙用高速混合机进行混合，用挤出机在170℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例9
将30％的聚氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、40％的聚乙烯-醋酸乙烯酯、15％的氯化聚乙烯、2％的二月桂酸二丁基锡、1％的硬脂酸钙、2％的邻苯二甲酸二辛酯、10％的碳酸钙用高速混合机进行混合，用挤出机在170℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例10
将25％的聚氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、15％的氯化聚乙烯、40％的热塑性聚氨酯、1％的二月桂酸二丁基锡、1％的硬脂酸钙、4％的邻苯二甲酸二辛酯、14％的碳酸钙用高速混合机进行混合，用挤出机在165℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例11
将20％的聚乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐共聚物、10％的聚氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、20％的氯化聚乙烯、20％的聚乙烯-醋酸乙烯酯、0.5％的二月桂酸二丁基锡、0.5％的硬脂酸钙、2％的邻苯二甲酸二辛酯、1％的四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、15％的萜烯-酚醛树脂、11％的滑石粉用高速混合机进行混合，用挤出机在165℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
实施例12
先将白炭黑用2.5％的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)进行表面处理，得到KH-560处理的白炭黑。然后将30％的聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、20％的聚丙烯酸酯橡胶、20％的萜烯树脂、29％的KH-560处理过的白炭黑、1％的β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯(抗氧剂1076)用高速混合机进行混合，用挤出机在160℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.15mm厚的热熔胶膜。考察胶膜对金属Al/Al、Cu/Cu、不锈钢/不锈钢的180°剥离强度，耐水性、耐盐雾性、耐侯性，具体测试结果见表1。
通过上述实施例得到的热熔胶膜在Al、Cu、不锈钢上的的剥离强度、耐候性、耐水性和耐盐雾老化性能见表1所示：
表1热熔胶膜的180°剥离强度、耐候性、耐水性和耐盐雾老化性能
从上述表1中显示的实施例1-12制备的热熔胶膜的各项性能指标可知，本发明的双金属复合板粘接用热熔胶膜具有较高的粘接强度、良好的耐候性、耐水性和耐盐雾老化能力。
综述所述，本发明涉及到的双金属复合板粘接用热熔胶膜具有良好的综合性能，能降低双金属复合板的生产成本，延长使用寿命。
以上所述，仅是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，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种双金属复合板粘接用热熔胶膜，其特征在于：其原料配方按重量百分含量计算包含以下各组分：
20％-80％的粘接基体树脂，其为聚丙烯酸酯橡胶、聚乙烯丙烯酸(酯)共聚物或聚氯乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物中的一种或几种共混物；
10％-50％的第二基体，其为聚乙烯、氯化聚乙烯、聚乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶、聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、热塑性聚氨酯、聚氯乙烯中一种或几种共混物；
0-30％的增黏剂；
0-30％的填料；
0-8％的功能助剂。
2.根据权利要求1所述的双金属复合板粘接热熔胶膜，其特征在于：所述的粘接基体树脂聚乙烯丙烯酸(酯)共聚物为下列之一的一种或几种的混合物：
聚乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯-丙烯酸离聚物、聚乙烯-甲基丙烯酸共聚物、聚乙烯-甲基丙烯酸离聚物、聚乙烯-甲基丙烯酸-丙烯酸共聚物、聚乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物、聚乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐共聚物、聚乙烯-丙烯酸丁酯-马来酸酐共聚物、聚乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯。
3.根据权利要求1所述的双金属复合板粘接热熔胶膜，其特征在于：所述的聚氯乙烯-醋酸乙烯酯类共聚物为聚氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物。
4.根据权利要求1所述的双金属复合板粘接热熔胶膜，其特征在于：所述的增黏剂为石油树脂、松香树脂、马来松香、丙烯酸改性松香、萜烯树脂、酚醛树脂、萜烯-酚醛树脂、萜烯酚树脂中一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的双金属复合板粘接热熔胶膜，其特征在于：所述的填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉、云母粉、二氧化钛、石墨粉、白炭黑、炭黑中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的双金属复合板粘接热熔胶膜，其特征在于：所述的功能助剂为抗氧剂、热稳定剂、偶联剂、增塑剂中一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的双金属复合板粘接热熔胶膜，其特征在于：所述胶膜的厚度在0.03-2mm，胶膜厚度均匀，可根据复合板厚度粘接需要调整。
8.权利要求1-7中任一项所述的双金属复合板粘接热熔胶膜的制备方法，其特征在于：将粘接基体树脂、第二基体、增黏剂、填料、功能助剂进行预混合后，在120-200℃熔融挤出，流延成特定厚度的胶膜。
9.根据权利要求8所述的双金属复合板粘接热熔胶膜的制备方法，其特征在于：所述胶膜的厚度为0.03-2mm。
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