发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种低软化点、低粘度、高耐寒性的松香增粘树脂的制备方法;同时,本发明还提供了采用所述方法制备得到的耐低温松香增粘树脂及其用途。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种制备耐低温松香增粘树脂的方法,包括以下步骤:在惰性气体保护下,将松香熔化后,在催化剂作用下与多元醇反应,在200-290℃下反应4-24小时,出料,得多元醇改性松香酯,然后在惰性气体保护下,将所述多元醇改性松香酯与高级脂肪酸在200-290℃下反应,反应4-24小时后出料,得松香增粘树脂;或者在惰性气体保护下,将松香熔化后,加入催化剂、多元醇以及高级脂肪酸,在200-290℃下反应6-24小时,出料,得松香增粘树脂。
作为本发明所述制备耐低温松香增粘树脂的方法的优选实施方式,所述多元醇与松香的质量百分比为5%-30%。多元醇的用量对产物的性能影响很大,用量太少,合成时高级脂肪酸可反应的量少,产物软化点、粘度偏高。用量过多,醇过量,产物出现不透明、模糊现象。
作为本发明所述制备耐低温松香增粘树脂的方法的优选实施方式,所述的高级脂肪酸与松香的质量百分比为1%-100%。高级脂肪酸的用量少时,接枝到松香甘油酯分子上的长链烷基少,改性作用不大;用量过多时,未参与反应的高级脂肪酸残留在体系,分离困难,且会造成后期热熔压敏胶力学性能的减弱。
作为本发明所述制备耐低温松香增粘树脂的方法的优选实施方式,所述的高级脂肪酸为碳原子数为6-22的一元羧酸。优选地,所述的高级脂肪酸为癸酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸和油酸中的至少一种。更优选地,所述的高级脂肪酸为棕榈酸。本发明对高级脂肪酸种类进行大量的筛选,发现采用碳原子数为6-22的一元羧酸,所得产品的性能较好;当选用癸酸、月桂酸、棕榈酸或油酸,所得产品的性能较采用其他碳原子数为6-22的一元羧酸时软化点、粘度较低,耐低温性能较好;最后发现用棕榈酸改性松香甘油酯,具有更低的软化点,可以得到粘度更低,耐低温性能更好的增粘树脂。
作为本发明所述制备耐低温松香增粘树脂的方法的实施方式,所述的多元醇为乙二醇、甘油、季戊四醇一缩二乙二醇、二缩三乙二醇和聚乙二醇中的至少一种。优选地,所述的多元醇为一缩二乙二醇、二缩三乙二醇或甘油。
作为本发明所述制备耐低温松香增粘树脂的方法的优选实施方式,所述的催化剂可以为含硫酚类化合物,如4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4′-硫代双-(2-甲基-6-特丁基酚)、2,2′-硫代双(4-特辛基苯酚)或聚烷基苯酚二硫化物等等,所述催化剂的用量为松香重量的0.05%-0.3%。更优选地,所述步骤(1)中的催化剂为4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚),所述催化剂的用量为松香重量的0.15%。
同时,本发明还提供了一种采用如上所述方法制备得到的松香增粘树脂。
作为本发明所述松香增粘树脂的优选实施方式,所述高级脂肪酸为棕榈酸,所述松香增粘树脂为棕榈酸松香甘油酯。
本发明所述松香增粘树脂的酸值最大为30mg KOH/g;采用环球法测得所述松香增粘树脂的软化点小于66℃;在100℃时,所述松香增粘树脂的粘度小于4000mPa.s。
另外,本发明还提供了如上所述松香增粘树脂在制备热熔压敏胶中的用途。
本发明所述方法采用化学改性法改变增粘树脂的分子结构,在多元醇改性松香酯分子上接枝长链烷基,以降低松香酯的软化点及粘度。采用本发明所述方法制备得到的松香增粘树脂,具有低软化点、低粘度、透明性好、高耐寒性的特点,所述松香增粘树脂利用长链烷基的柔顺性,提高压敏胶的粘弹性,增强其低温时的浸润能力。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种松香增粘树脂,采用以下方法制备:
称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达220℃时开始滴加50g甘油,260℃下保温6h后出料,得松香甘油酯;称取棕榈酸40g、前述所得的松香甘油酯200g,一次投料到四口烧瓶中,充氮气升温,250℃保温7h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
或者采用以下方法制备而成:称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入棕榈酸60g,催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达220℃时开始滴加50g甘油,250℃下保温8h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
本实施例所得松香增粘树脂(棕榈酸松香甘油酯)的软化点为40.55℃(采用环球法测得),酸值为4.9mgKOH/g,在100℃时的粘度为557.6mPa.s。
实施例2
一种松香增粘树脂,采用以下方法制备:
称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达220℃时开始滴加50g甘油,260℃下保温6h后出料,得松香甘油酯;称取肉豆蔻酸35.62g、前述所得的松香甘油酯200g,一次投料到四口烧瓶中,充氮气升温,250℃保温7h后出料,得肉豆蔻酸松香甘油酯。
或者采用以下方法制备而成:称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入肉豆蔻酸53.43g、催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达220℃时开始滴加50g甘油,250℃下保温8h后出料,得肉豆蔻酸松香甘油酯。
本实施例所得松香增粘树脂(肉豆蔻酸松香甘油酯)的软化点为48℃(采用环球法测得),酸值为4.7mgKOH/g,在100℃时的粘度为790mPa.s。
实施例3
一种松香增粘树脂,采用以下方法制备:
称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达220℃时开始滴加50g甘油,260℃下保温6h后出料,得松香甘油酯;称取月桂酸31.2g、前述所得松香甘油酯200g,一次投料到四口烧瓶中,充氮气升温,250℃保温7h后出料,得月桂酸松香甘油酯。
或者采用以下方法制备而成:称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入月桂酸46.8g、催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达220℃时开始滴加50g甘油,250℃下保温8h后出料,得月桂酸松香甘油酯。
本实施例所得松香增粘树脂(月桂酸松香甘油酯)的软化点为52℃(采用环球法测得),酸值为4.5mgKOH/g,在100℃时的粘度为1015mPa.s。
实施例4
一种松香增粘树脂,采用以下方法制备:
称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂4,4′-硫代双-(2-甲基-6-特丁基酚)0.15g,充氮气升温,到达200℃时开始滴加90g甘油,260℃下保温8h后出料,得松香甘油酯;称取棕榈酸10g、前述所得的松香甘油酯200g,一次投料到四口烧瓶中,充氮气升温,260℃保温4h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
或者采用以下方法制备而成:称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入棕榈酸15g,催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达200℃时开始滴加90g甘油,260℃下保温10h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
本实施例所得松香增粘树脂(棕榈酸松香甘油酯)的软化点为66℃(采用环球法测得),酸值为1.5mgKOH/g,在100℃时的粘度为3767mPa.s。
实施例5
一种松香增粘树脂,采用以下方法制备:
称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂2,2′-硫代双(4-特辛基苯酚)0.9g,充氮气升温,到达200℃时开始滴加60g甘油,275℃下保温6h后出料,得松香甘油酯;称取棕榈酸30g、前述所得的松香甘油酯200g,一次投料到四口烧瓶中,充氮气升温,275℃保温8h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
或者采用以下方法制备而成:称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入棕榈酸45g,催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达200℃时开始滴加60g甘油,275℃下保温8h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
本实施例所得松香增粘树脂(棕榈酸松香甘油酯)的软化点为48℃(采用环球法测得),酸值为2mgKOH/g,在100℃时的粘度为885.4mPa.s。
实施例6
一种松香增粘树脂,采用以下方法制备:
称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂聚烷基苯酚二硫化物0.5g,充氮气升温,到达160℃时开始滴加75g甘油,210℃下保温7h后出料,得松香甘油酯;称取棕榈酸50g、前述所得的松香甘油酯200g,一次投料到四口烧瓶中,充氮气升温,280℃保温5h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
或者采用以下方法制备而成:称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入棕榈酸75g,催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达160℃时开始滴加75g甘油,280℃下保温8h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
本实施例所得松香增粘树脂(棕榈酸松香甘油酯)的软化点为36℃(采用环球法测得),酸值为15mgKOH/g,在100℃时的粘度为458.7mPa.s。
实施例7
一种松香增粘树脂,采用以下方法制备:
称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.15g,充氮气升温,到达220℃时开始滴加45g甘油,260℃下保温4h后出料,得松香甘油酯;称取棕榈酸40g、前述所得的松香甘油酯200g,一次投料到四口烧瓶中充氮气升温,290℃保温7h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
或者采用以下方法制备而成:称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入棕榈酸60g,催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达220℃时开始滴加45g甘油,290℃下保温9h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
本实施例所得松香增粘树脂(棕榈酸松香甘油酯)的软化点为55℃(采用环球法测得),酸值为45mgKOH/g,在100℃时的粘度为1203mPa.s。
实施例8
一种松香增粘树脂,采用以下方法制备:
称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.9g,充氮气升温,到达180℃时开始滴加,30g甘油,20g一缩二乙二醇,270℃下保温5h后出料,得松香甘油和一缩二乙二醇混合酯;称取棕榈酸60g、前述所得的混合酯200g,一次投料到四口烧瓶中,充氮气升温,270℃保温7h后出料,得棕榈酸松香甘油一缩二乙二醇酯。
或者采用以下方法制备而成:(2)称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入棕榈酸90g,催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达180℃时开始滴加30g甘油,20g一缩二乙二醇,270℃下保温9h后出料,得棕榈酸松香甘油一缩二乙二醇酯。
本实施例所得松香增粘树脂(棕榈酸松香甘油酯)的软化点为39℃(采用环球法测得),酸值为30mgKOH/g,在100℃时的粘度为493.2mPa.s。
实施例9
一种松香增粘树脂,采用以下方法制备:
称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达150℃时开始滴加60g甘油,270℃下保温7h后出料,得松香甘油酯;称取棕榈酸40g、硬脂酸20g,前述所得松香甘油酯200g,一次投料到四口烧瓶中,充氮气升温,270℃保温6h后出料,得棕榈酸硬脂酸松香甘油酯。
或者采用以下方法制备而成:称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入棕榈酸40g,硬脂酸20g,催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达150℃时开始滴加60g甘油,270℃下保温8h后出料,得棕榈酸硬脂酸松香甘油酯。
本实施例所得松香增粘树脂(棕榈酸松香甘油酯)的软化点为48℃(采用环球法测得),酸值为16mgKOH/g,在100℃时的粘度为880.5mPa.s。
实施例10不同种类高级脂肪酸对产物性能的影响
采用以下方法制备松香增粘树脂:
(1)称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,充氮气升温,到达220℃时开始滴加60g甘油,260℃下保温6h后出料,得松香甘油酯;
(2)称取棕榈酸40g、第(1)步所得松香甘油酯200g,一次投料到四口烧瓶中,充氮气升温,230℃保温6h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
采用上述方法制得棕榈酸松香甘油酯,然后分别用肉豆蔻酸40g、月桂酸40g替换上述方法步骤(2)中的棕榈酸40g,分别制得肉豆蔻酸松香甘油酯、月桂酸松香甘油酯。
分别测定上述所得棕榈酸松香甘油酯、肉豆蔻酸松香甘油酯和月桂酸松香甘油酯的酸值、软化点和粘度,结果如下:
由上表可知,当高级脂肪酸选用棕榈酸时,所得产品的酸值较大、软化点较低,粘度较小。
实施例11棕榈酸与松香甘油酯不同质量比对产物性能的影响
采用以下方法制备松香增粘树脂:
称取300g松香,将其粉碎装入四口烧瓶中,同时加入催化剂4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.45g,棕榈酸10g充氮气升温,到达220℃时开始滴加60g甘油,260℃下保温8h后出料,得棕榈酸松香甘油酯。
采用上述方法制得棕榈酸松香甘油酯,然后分别将棕榈酸的量替换成30g和50g,得到另外两种棕榈酸松香甘油酯。对上述所得三种不同的棕榈酸松香甘油酯分别检测其酸值、软化点和粘度,结果如下:
实施例12本发明所得松香增粘树脂的耐低温性能试验
以同一配方,制备两组相同类型的热熔压敏胶,不同之处只在于第一组添加10%的本发明松香增粘树脂,而第二组不添加不发明的松香增粘树脂。用流变仪分别测定第一组和第二组所得的热熔压敏胶的温度-损耗因子曲线,如附图1所示。通常热熔压敏胶的最低使用温度为曲线峰处所对应的温度,由图1可看出,第一组所得热熔压敏胶由于添加了10%的本发明松香增粘树脂,其温度-损耗因子曲线向左移动,相对应的最低使用温度下降了,耐寒性增强了。
实施例13本发明所得松香增粘树脂与普通的松香甘油酯和普通的松香季戊四醇酯的红外对比试验
将本发明所得的松香增粘树脂与普通的松香甘油酯、普通的松香季戊四醇酯进行红外对比,见附图2,其中a为普通的松香甘油酯,b为普通的松香季戊四醇酯,c为本发明所述松香增粘树脂。由附图2可看出,本发明的高级脂肪酸改性松香增粘树脂在721cm-1处有较强的吸收峰,说明高级脂肪酸链已经反应到松香酯分子中;而普通松香甘油酯和普通松香季戊四醇酯在721cm-1处只有弱的吸收峰。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。