CN103173146B - 一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热熔胶技术领域，具体公开了一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜及其制备方法。本发明所述的铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜包含以质量百分含量计的EVA接枝共聚物10-40%；聚烯烃弹性体40-80%；苯乙烯类或乙烯-丙烯酸酯共聚物类弹性体5-30%；无定形a-烯烃共聚物5-30%。首先经过双螺杆挤出机挤出造粒，然后通过流延工艺流延成膜。本发明所述的铝板、防火板复合用超低温热熔胶膜具有良好的低温加工性能和剥离强度，可以在90℃时完成铝板、防火板界面之间的粘接，解决防火板对温度适应性问题。

Description

一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及热熔胶技术领域，具体涉及一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜及其制备方法。

背景技术

金属材料、非金属材料是性能迥异的两种材料，各有其性能优势和应用局限性。两种异质材料通过复合形成多层结构可以有效发挥每种材料的优势，形成性能互补的新型复合材料，日常见到的铝塑板、铝塑管等产品的应用均采用这种技术路线产业化生产。铝板、防火板同样属于两种不同类型的材料，铝板具备强度高、挺性好、易接口等性能优势，但隔热性、耐电弧性、隔音效果、耐腐蚀性不佳；防火板耐腐蚀、隔热隔音、耐电弧性、装饰性强、性价比高，但材料的刚性不好、不耐冲击，不能单独作为结构件使用。将铝板、防火板制备成多层复合结构后能够综合两种材料的优良性能，制备出高刚性、高抗冲、耐腐蚀、装饰性强的多层复合材料。这种复合结构已经在国内外建材、装修、工业装备等领域得到广泛应用，前景良好。

铝板、防火板两种材料在复合时需要加入黏合剂完成两层界面之间的粘接，完成复合粘接的方法主要包括手糊涂胶法、环氧胶膜贴合法和热熔胶膜贴合法。其中，手糊涂胶法、环氧胶膜贴合法所采用的材料为环氧树脂或聚氨酯类改性材料，加工时生产周期长，复合过程必须一次成型，不能返工，制备的多层结构剥离强度低，使用的黏合剂贮存时需要冷藏防止自交联。热熔胶膜贴合法采用热塑型功能材料层压加热完成复合，加工效率高，可反复加热修补，制备的多层结构剥离强度高，使用的黏合剂胶膜性能稳定，可常温贮存。热熔胶膜贴合法以其明显的性能优势在与手糊涂胶法、环氧胶膜贴合法的竞争中占尽优势，广泛应用于多层异质材料之间的贴合。

热熔胶膜贴合法具体工艺为：在施工时需要层压加热，加工温度一般在120℃以上热压10min完成复合，对加工温度的要求限制了某些苛刻条件下热熔胶膜贴合法的应用。防火板材料的粘接对温度敏感性比较高，特别是表面具有丰富色彩和纹路的防火板在120℃以上层压时表面会被破坏。

中国专利CN202540833U介绍了一种防火板、铝板、铝蜂窝芯多层复合结构，具有高抗冲、高刚性、高平整度、装饰性好的优点。中国专利CN1772462A介绍了一种金属板、非金属板粘结用三层共挤复合膜的制备方法，可以用于铝板、防火板之间的粘结，操作工序简单、污染较低。但上述两种产品都不能满足单层超低温热熔胶膜的低温加工性能及剥离强度，达不到铝板、防火板材料超低温复合粘结的要求。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，提高热熔胶膜的低温加工性能及剥离强度，满足铝板、防火板材料复合粘结的要求。

本发明的另一目的在于提供一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜的制备方法，

为实现上述第一个目的本发明所采用的技术方案如下：

一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，其包含如下质量百分含量的组分：

EVA接枝共聚物10-40%；

聚烯烃弹性体40-80%；

苯乙烯类或乙烯-丙烯酸酯共聚物类弹性体5-30%；

无定形a-烯烃共聚物5-30%。

本发明的上述方案中，所述EVA接枝共聚物是由以重量份计的以下组分共聚而成：

接枝单体0.5-2.5份；

引发剂0.15-0.25份；

EVA基体树脂100份。

上述方案中，接枝单体用量过低热熔胶的粘结力不足，用量过大会导致热熔胶变色、气味大、有气泡。在反应挤出的过程中用量为0.03-5wt%，较佳的用量为0.8-3.0wt%。优选的方案中，本发明所采用的接枝单体为不饱和极性单体，选自马来酸酐、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或两种以上混合。上述方案中引发剂用量过低时EVA接枝物接枝率不足，用量过大时会导致EVA接枝物交联、变色、气味大；在反应挤出的过程中用量为0.10-0.50重量份，较佳的用量为0.18-0.25重量份。优选的方案中本发明所采用的引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰一种或两种混合。

发明人经研究发现，EVA接枝共聚物的用量会影响热熔胶的剥离强度以及粘结的持久性，用量过少会使热熔胶的玻璃强度达不到应用的要求，而用量过高又会使热熔胶气味较大且粘结难以持久，因此本发明中EVA接枝共聚物的用量在10-40wt%为宜。而EVA接枝共聚物中影响剥离强度的是其中的EVA基体树脂，确切来说EVA基体树脂的用量、熔点以及醋酸乙烯酯（VA）的含量是影响热熔胶剥离强度的关键因素，在本发明中，优选的方案，所述EVA基体树脂的熔点为60-80℃，其中醋酸乙烯酯含量为14-28%wt，在上述条件中才能得到较佳剥离强度的热熔胶。

本发明中聚烯烃弹性体的主要贡献在于改善热熔胶的超低温加工性能和低温抗冲击性能，聚烯烃弹性体的用量过低容易造成热熔胶的低温性能不足，而用量过低又会导致剥离强度降低，因此在本发明中聚烯烃弹性体的用量在40-80wt%是合适的。为了获得合适剥离强度和低温性能的热熔胶，优选的方案中所述聚烯烃弹性体为陶氏化学公司生产的POE、POP、PP弹性体中的一种或两种以上混合物。

在本发明中苯乙烯类或乙烯-丙烯酸酯类弹性体作为热熔胶膜熔体粘度的调节剂，能够改善热熔胶膜复合后的粘接效果，进一步增加剥离强度，其用量低于5wt%易造成热熔胶膜界面破坏，用量高于30wt%会导致剥离强度降低。优选的方案中，所述苯乙烯类或乙烯-丙烯酸酯类弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯型嵌段共聚物（SEPS）、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）、乙烯丙烯酸丁酯共聚物（EBA）中的一种或两种以上混合。

优选的方案中，所述无定形a-烯烃共聚物为德固赛公司生产的APAO系列产品中的一种。本发明中加入APAO的主要作用是调节热熔胶膜的浸润性，使热熔胶膜复合时能够与被粘物形成紧密结合，增加与被粘物基材的接触面积，改善复合结构的粘接持久性。用量低于5wt%易造成热熔胶膜粘接持久性降低，用量高于30wt%会导致剥离强度不足。

本发明所述的铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜还包括添加抗氧剂、无机纳米ZnO、无机纳米碳酸钙、紫外线吸收剂中的一种或两种以上混合。根据具体的应用场合对耐老化性、外观、加工性的要求适当加入。

为实现本发明的另一个目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜的制备方法，步骤如下：

1）EVA接枝共聚物的制备：按上述比例将接枝单体、引发剂、EVA基体树脂加入到高混机中预混，分散均匀，在双螺杆挤出机中反应后挤出得到EVA接枝物；

2）制备热熔胶颗粒：按照上述比例将EVA接枝物、聚烯烃弹性体、苯乙烯类或乙烯-丙烯酸酯类弹性体、无定形a-烯烃共聚物通过高混机预混，再经过双螺杆挤出机混炼得到热熔胶颗粒；

3）流延成膜：步骤2）中的热熔胶颗粒用流延机流延得到热熔胶膜。

步骤1）和步骤2）中，挤出机温度为160-180℃，螺杆转速200-300rpm，喂料6Hz，双螺杆长径比L/D=40:1；步骤3）中流延机的流延温度为170-180℃。

相比现有技术，本发明所述的铝板、防火板复合用超低温热熔胶膜相对于现有商品热熔胶膜、和热固性改性环氧胶的有益效果在于：

第一，本发明所述的铝板、防火板复合用超低温热熔胶膜的加工温度比现有商品热熔胶膜低，本发明的热熔胶膜在90℃的温度下就能完成铝板、防火板界面之间的粘接，解决铝防火板对温度适应性问题，比现有商品热熔胶膜低30℃以上；

第二，本发明所述的铝板、防火板复合用超低温热熔胶膜的剥离强度远高于热固性改性环氧胶，改性环氧胶复合的铝板、防火板剥离强度为4-6N/mm，本发明的热熔胶膜的剥离强度达到了10-15N/mm；

第三，本发明所述的铝板、防火板复合用超低温热熔胶膜具有现有商品热熔胶膜优良的贮存性，可反复加工成型，生产效率高，生产周期5-10min,而热固性改性环氧胶要求30min。

下面结合具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1

一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，按照以下步骤制备：

1）将接枝单体、引发剂、EVA基体树脂加入到高混机中预混，分散均匀，在双螺杆挤出机中反应后挤出得到EVA接枝物；

2）将EVA接枝物、聚烯烃弹性体、苯乙烯类或乙烯-丙烯酸酯类弹性体、无定形a-烯烃共聚物通过高混机预混，再经过双螺杆挤出机混炼得到热熔胶颗粒；

3）将热熔胶颗粒用流延机流延得到热熔胶膜；

热熔胶膜配方如下（以重量百分比计算）：

其中，EVA接枝共聚物的配方为：

VA含量28%的EVA   100重量份

马来酸酐单体     1.3重量份

过氧化二异丙苯   0.15重量份。

实施例2

一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，按照实施例1相同的步骤制备，

热熔胶膜配方如下（以重量百分比计算）：

其中，EVA接枝共聚物的配方：

实施例3

一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，按照实施例1相同的步骤制备，

热熔胶膜配方如下（以重量百分比计算）：

其中，EVA接枝物的配方：

其中，POP-POE混合物中（以重量百分比计算）：

POP为60%；POE为40%。

将上述实施例1-3按照的热熔胶膜，通过90℃、5min层压工艺复合成铝板、防火板复合结构，并对其性能进行测试，实施例1-3的热熔胶膜作为超低温复合热熔胶膜的性能指标如表1所示。

表1：实施例1-3的热熔胶膜性能指标

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3
				熔融指数（g/10min）	30	35	37
密度（g/cm3）	0.921	0.923	0.925
				-30℃缺口冲击	冲不断	冲不断	冲不断
伸长率（%）	680%	570%	550%
				复合结构剥离强度(N/mm)	3	5	8
剥离破坏现象	界面破坏	界面破坏	内聚破坏

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，其特征在于，其是由如下质量百分含量的原料制备而成：

EVA接枝共聚物10-40%；

聚烯烃弹性体40-80%；

苯乙烯类或乙烯-丙烯酸酯共聚物类弹性体5-30%；

无定形a-烯烃共聚物5-30%，

所述EVA接枝共聚物是由以重量份计的以下组分共聚而成：

接枝单体0.5-2.5份；

引发剂0.15-0.25份；

EVA基体树脂100份，该EVA基体树脂的熔点为60-80℃，醋酸乙烯酯含量为14-28%wt。

2.根据权利要求1所述的铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，其特征在于：所述接枝单体为不饱和极性单体，选自马来酸酐、丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或两种以上混合；所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰一种或两种混合。

3.根据权利要求1所述的铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，其特征在于：所述聚烯烃弹性体为陶氏化学公司生产的POE、POP、PP弹性体中的一种或两种以上混合物。

4.根据权利要求1所述的铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，其特征在于：所述苯乙烯类或乙烯-丙烯酸酯类弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯型嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸丁酯共聚物中的一种或两种以上混合。

5.根据权利要求1所述的铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，其特征在于：所述无定形a-烯烃共聚物为德固赛公司生产的APAO系列产品中的一种。

6.根据权利要求1所述的铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜，其特征在于：其还包括添加抗氧剂、无机纳米ZnO、无机纳米碳酸钙、紫外线吸收剂中的一种或两种以上混合。

7.一种如权利要求1所述的铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜的制备方法，其特征在于步骤如下：

1）EVA接枝共聚物的制备：按比例将接枝单体、引发剂、EVA基体树脂加入到高混机中预混，分散均匀，在双螺杆挤出机中反应后挤出得到EVA接枝物；

2）制备热熔胶颗粒：按照比例将EVA接枝物、聚烯烃弹性体、苯乙烯类或乙烯-丙烯酸酯类弹性体、无定形a-烯烃共聚物通过高混机预混，再经过双螺杆挤出机混炼得到热熔胶颗粒；

3）流延成膜：步骤2）中的热熔胶颗粒用流延机流延得到热熔胶膜。

8.根据权利要求7所述的铝板、防火板用超低温复合热熔胶膜的制备方法，其特征在于：步骤1）和步骤2）中的挤出机温度为160-180℃，螺杆转速200-300rpm，喂料6Hz，双螺杆长径比L/D=40:1；步骤3）中流延机的流延温度为170-180℃。