CN103980849B - 一种eva热熔胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种EVA热熔胶材料及其制备方法，以乙烯‐乙酸乙烯共聚物(EVA)/马来酸酐(MA)为增容剂，以线性低密度聚乙烯<b>(</b>LLDPE)/改性纳米白炭黑/改性有机蒙脱土(OMMT)/轻质CaCO3等为主要改性剂共混改性制得。本发明制备的热熔胶具有优异的耐热性、抗环境应力开裂性、抗翘曲性和高的内聚强度，并且该胶具有良好的流变性，促进了胶体的渗透与扩散，粘结性能得到极大提高，可广泛适用于塑料、纤维织物、木材等常规领域，同时也适用于低表面能难粘材料等特定领域，具有广阔的实际应用价值。此外，在保证胶体优良粘接性能的基础上，胶体颜色可调，尤其适用于白色或浅色样品的高强度粘接。

Description

一种EVA热熔胶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于胶粘剂制备技术领域，具体涉及一种EVA热熔胶材料及其制备方法。
背景技术
热熔胶是一种以热塑性树脂或热塑性弹性体为主要成分，添加增粘树脂、蜡类、塑化剂及填料等成分，经熔融混合而制成的不含溶剂的固体状可塑性粘合剂，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，其具有无毒无味、无环境污染、制备方便等优点，属环保型化学产品。在近年来的胶粘剂市场中，世界热熔胶年产量一直处于上升趋势，其增长速度在各类胶粘剂中为最高，品种越来越多样化，应用也越来越广泛。
在众多的热熔胶种类中，最重要并且最具代表性的一类则是以乙烯-乙酸乙烯无规共聚物(EVA)为基础树脂的热熔胶,简称EVA热熔胶。EVA热熔胶因固化快、无公害、粘着力强，胶层既有一定柔性、硬度，又有一定的韧性，并且制备方法简便，而广泛应用于机械化包装、无纺布制作、家具制作、无线装订、电子元件及日常用品粘接等领域，成为了热熔胶粘剂中应用最广、用量最大的一类。但是，单采用EVA作为基础聚合物制备的热熔胶，其力学性能、热学性能已适应不了工业发展的要求，并且成本较高。故而，对EVA进行接枝改性或共混改性以期提高性能、降低成本正是明显的发展趋势和导向。
当前，EVA热熔胶的明显缺陷在于：粘接强度较低、不耐高低温、不耐脂肪油、无法适应一些难粘材料及相应领域的要求，同时EVA热熔胶的机械强度差，限制了其的进一步应用。本发明为了适应当今市场的需求，提供了一种多用途高粘接EVA热熔胶的制备方法，扩宽了其应用领域。本发明采用了接枝改性与共混改性相结合的聚合工艺，以EVA-MA为增容剂，线性低密度聚乙烯/改性纳米白炭黑/改性有机蒙脱土/轻质CaCO3等为主要改性剂共混改性制得高强度高粘接性EVA热熔胶。通过添加一定量的相容性LLDPE，一方面可以提高胶体的耐热性能和抗低温冲击性，另一方面也可增强胶体的抗环境应力开裂性、抗翘曲性和内聚强度，使得材料的粘结性能得到极大地提高，同时无机改性粒子的加入，提高了胶体的机械强度以及尺寸稳定性，改善了胶体的流变性，促进胶体的渗透与扩散，从而赋予了胶体良好的粘结性能，扩大了其应用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种EVA热熔胶材料及其制备方法，制得的EVA热熔胶具有良好的抗剥离性、优异的流动性、高粘接强度、优良的柔韧性等优点，通过微观分子改性和胶体内部宏观结构的调整，达到了高度润湿、均匀扩散、深层联结、降低成本的目的，保证了对被粘接材料基层分子的联结和机械钩挂，从而确保了良好粘接效果，同时由于制备方法科学高效，工艺流程简便快捷，可操作性强，容易实现工业化生产，具有极为广阔的应用前景。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种EVA热熔胶材料由以下组分组成：基体树脂EVA50g，其它组分用量以EVA的百分含量计：改性物料0.1～50%、增粘剂10～80%、蜡类5～30%、抗氧剂0.5～2%、增塑剂0.1～15%、引发剂0.2～1.0%、增白剂0.01～0.1%、其它助剂0.1～30%。
所述的基体树脂EVA中VA含量为10~40wt.%，熔融指数为20~400g/10min。
所述的改性物料为马来酸酐、线性低密度聚乙烯中的一种或两种，其中马来酸酐的熔点为50~100℃，线性低密度聚乙烯的熔点为100～130℃。
所述的增粘剂为氢化松香酯、古马隆树脂中的一种或两种；所述的增粘剂的环球软化点大于70℃。
所述的蜡类为石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述的蜡类的熔点为50~120℃。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010，其熔点为110~125℃；
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或几种；
所述的引发剂为过氧化二异丙苯；
所述的增白剂为二苯乙烯联苯二磺酸钠；
所述的其它助剂为改性纳米白炭黑、改性有机蒙脱土、轻质CaCO3中的一种或几种，其规格均为400~800目。
所述的EVA热熔胶材料的制备方法包括以下步骤：
（1）在预先烘干的部分EVA和马来酸酐中，加入引发剂，制得EVA-MA；
（2）将剩余的EVA、EVA-MA、LLDPE、蜡类、增塑剂、抗氧剂和其它助剂进行加热熔融；
（3）待步骤（2）的物料完全熔融后，加入增白剂并强力搅拌；
（4）当步骤（3）的共混物料温度达到100~150℃时，加入增粘剂，在熔融状态下继续搅拌，得到均匀的粘稠状液态物质；
（5）将步骤（4）得到的物料冷却1~24h后，即得所述的EVA热熔胶材料。
步骤（2）-（4）在惰性气氛下进行，所述的惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气中的一种或几种。
本发明的显著优点在于：在引发剂存在的条件下，利用马来酸酐接枝改性后的EVA作为基体树脂制备热熔胶，生产工艺简便，粘接强度大，粘接范围广。它不仅对非极性的聚乙烯塑料有较好的粘接强度，而且也适应于对极性的金属材料、木板的粘接，特别是对难粘材料的粘接强度有较大的提高。同时生产成本降低，环境友好。由于在制备过程中加入了改性纳米白炭黑、改性有机蒙脱土、轻质碳酸钙中的一种或几种的混合物，填料的加入降低了热熔胶的成本以及收缩率，防止了在胶接多孔性表面时发生渗胶；同时，无机改性填料对热熔胶力学性能也产生了重要影响。该材料的制备，显著改善了传统EVA热熔胶的局限性，通过接枝改性、共混改性实现了EVA材料的功能化、低价化，提高了产品的附加值，极大地扩展了EVA热熔胶的应用范围，具有广泛的市场前景和显著的社会经济效益。
具体实施方式
一种EVA热熔胶材料由以下组分组成：基体树脂EVA50g，其它组分用量以EVA的百分含量计：改性物料0.1～50%、增粘剂10～80%、蜡类5～30%、抗氧剂0.5～2%、增塑剂0.1～15%、引发剂0.2～1.0%、增白剂0.01～0.1%、其它助剂0.1～30%。
所述的基体树脂EVA中VA含量为10~40wt.%，熔融指数为20~400g/10min。
所述的改性物料为马来酸酐、线性低密度聚乙烯中的一种或两种，其中马来酸酐的熔点为50~100℃，线性低密度聚乙烯的熔点为100～130℃。
所述的增粘剂为氢化松香酯、古马隆树脂中的一种或两种；所述的增粘剂的环球软化点大于70℃。
所述的蜡类为石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述的蜡类的熔点为50~120℃。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010，其熔点为110~125℃；
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或几种；
所述的引发剂为过氧化二异丙苯；
所述的增白剂为二苯乙烯联苯二磺酸钠；
所述的其它助剂为改性纳米白炭黑、改性有机蒙脱土、轻质CaCO3中的一种或几种，其规格均为400~800目。其中本实验所用改性纳米白炭黑、改性有机蒙脱土均为本实验室自制；
改性纳米白炭黑制备方法如下：
量取一定量预先烘干的纳米白炭黑和KH560，其中KH560质量为纳米白炭黑的4~10%，将其溶于无水乙醇中，置于80~100℃的恒温油浴中搅拌1~2h,经抽滤后，放置于120℃的烘箱中2~4h后取出，并研磨成400~800目粉末，即得改性纳米白炭黑样品。
改性有机蒙脱土制备方法如下：
在1000ml的三口烧瓶中加入250ml的去离子水，250ml99.7%的无水乙醇，再加入0.02mol十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，搅拌升温至80~100℃后，缓慢加入20~50g经300目筛分的蒙脱土，保温搅拌回流一段时间后，将得到的混浊液真空抽滤，再用2:1乙醇-去离子水洗涤，反复数次直至分离液中不含Br为止。最后，将分离物在40℃下干燥一段时间至恒重后，研磨成500~800目粉末，即得改性有机蒙脱土样品。
所述的EVA热熔胶材料的制备方法包括以下步骤：
（1）在预先烘干的部分EVA和马来酸酐中，加入引发剂，制得EVA-MA；
（2）将剩余的EVA、EVA-MA、LLDPE、蜡类、增塑剂、抗氧剂和其它助剂进行加热熔融；
（3）待步骤（2）的物料完全熔融后，加入增白剂并强力搅拌；
（4）当步骤（3）的共混物料温度达到100~150℃时，加入增粘剂，在熔融状态下继续搅拌，得到均匀的粘稠状液态物质；
（5）将步骤（4）得到的物料冷却1~24h后，即得所述的EVA热熔胶材料。
步骤（2）-（4）在惰性气氛下进行，所述的惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气中的一种或几种。
下面以具体实施例来对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
本实施例说明本发明提供的热熔胶组合物、热熔胶及它们的制备方法。
按照以下配方：以重量计（g）
首先将EVA、MA以及LLDPE在80～100℃下用烘箱进行预热处理去除其中所含水分。然后称取EVA50g、MA10g置于反应器中，随后加入0.1~0.3g引发剂过氧化二异丙苯（DCP），在100~130℃下反应1~3h制得增容剂乙烯‐乙酸乙烯共聚物/马来酸酐（EVA-MA）；
之后将EVA、EVA-MA、改性纳米白炭黑、石蜡、微晶蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧剂1010等按下表所示质量依次加入到反应器中，加热熔融；当物料完全熔融后，加入增白剂二苯乙烯联苯二磺酸钠并强力搅拌；当共混物料温度达到100~150℃时，加入氢化松香酯，在熔融状态下搅拌一段时间，得到均匀的粘稠状液态物质；将上述得到的物料倾出反应器，冷却1~24h后，即得到所述的高强度改性EVA热熔胶粘剂。
上述加热熔融在惰性气氛下进行，所述的惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气中的一种或几种的混合气体。
实施例2~6
按下表中的原料成分组成称取各原料，加工步骤与工艺参数同实施例1，制得马来酸酐接枝改性EVA热熔胶粘剂。
制得的部分EVA热熔胶粘剂的各项物理性能检测结果见下表所示：
﹡蜡雾点可用来衡量胶的相容性，雾点越高，相容性越差。蜡雾点，是采用EVA、蜡和石油树脂等按照一定比例混合，在试管中加热到清晰，搅拌冷却，记录混合物出现雾状时的温度。
上述实验均在室温下进行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种EVA热熔胶材料的制备方法，其特征在于：所述的EVA热熔胶材料由以下组分组成：基体树脂EVA50g，其它组分用量以EVA的百分含量计：改性物料0.1～50%、增粘剂10～80%、蜡类5～30%、抗氧剂0.5～2%、增塑剂0.1～15%、引发剂0.2～1.0%、增白剂0.01～0.1%、其它助剂0.1～30%；
所述的基体树脂EVA中VA含量为10~40wt.%，熔融指数为20~400g/10min；
所述的改性物料为马来酸酐、线性低密度聚乙烯中的一种或两种，其中马来酸酐的熔点为50~100℃，线性低密度聚乙烯的熔点为100～130℃；
所述的增粘剂为氢化松香酯、古马隆树脂中的一种或两种；所述的增粘剂的环球软化点大于70℃；
所述的蜡类为石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种；所述的蜡类的熔点为50~120℃；
所述的抗氧剂为抗氧剂1010，其熔点为110~125℃；
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或几种；
所述的引发剂为过氧化二异丙苯；
所述的增白剂为二苯乙烯联苯二磺酸钠；
所述的其它助剂为改性纳米白炭黑、改性有机蒙脱土、轻质CaCO3中的一种或几种，其规格均为400~800目；
制备方法包括以下步骤：
（1）在预先烘干的部分EVA和马来酸酐中，加入引发剂，制得EVA-MA；
（2）将剩余的EVA、EVA-MA、LLDPE、蜡类、增塑剂、抗氧剂和其它助剂进行加热熔融；
（3）待步骤（2）的物料完全熔融后，加入增白剂并强力搅拌；
（4）当步骤（3）的共混物料温度达到100~150℃时，加入增粘剂，在熔融状态下继续搅拌，得到均匀的粘稠状液态物质；
（5）将步骤（4）得到的物料冷却1~24h后，即得所述的EVA热熔胶材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的基体树脂EVA中VA含量为20~28wt.%，熔融指数为50~150g/10min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的改性物料为马来酸酐、线性低密度聚乙烯中的一种或两种，其中马来酸酐的熔点为50~70℃，线性低密度聚乙烯的熔点为110~125℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）-（4）在惰性气氛下进行，所述的惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气中的一种或几种。
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