CN104371596A - 一种低丙烯酸含量的eaa热熔胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于胶黏剂技术领域，公开了一种低丙烯酸含量、高熔体流动速率的以乙烯-丙烯酸共聚物为主体的EAA热熔胶及其制备方法和应用。该EAA热熔胶包括以下质量百分数的组分：乙烯-丙烯酸共聚物50～70％；相容剂3～15％；增粘剂15～40％；所述的相容剂为乙烯-马来酸酐聚合物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、改性线性低密度聚乙烯和聚烯烃-马来酸酐聚合物中的至少一种。本发明的EAA热熔胶粘接强度大、流动性好，耐水洗性佳，熔体流动速率高达80g/10min，T剥离强度高达35N/cm，适用各种织物、织物与金属等材质的粘结，拓宽了低丙烯酸含量、低熔体流动速率的EAA的应用范围。
Description
技术领域
本发明属于胶黏剂技术领域，特别涉及一种低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶及其制备方法和应用。
背景技术
乙烯-丙烯酸共聚物(Ethylene Acrylic Acid，简称EAA)，是一种由乙烯与丙烯酸通过高压无规共聚方式获得的一种聚合物，具有优良的热塑性、粘结性、内聚力和透明度，目前主要应用于包装、粉末涂层、热熔胶、水性胶黏剂和降解环保材料等领域。
在热熔胶领域中，目前所使用的乙烯-丙烯酸共聚物主要为含量不小于20wt％、熔体流动速率不小于50g/10min(190℃，2.16kg)的规格。上述规格的乙烯-丙烯酸共聚物虽然可以满足热熔胶粘结的一般应用，但由于成本相对较高且供应量不足，不能满足行业的需求，限制了其应用的扩展。低丙烯酸含量(小于20wt％)的乙烯-丙烯酸共聚物供应量充足，价格低廉；但由于其丙烯酸含量较低，熔体流动速率较小(低于50g/10min，190℃，2.16kg)，所以需对此类乙烯-丙烯酸共聚物进行改性，以满足市场需求，解决国内高丙烯酸含量的乙烯-丙烯酸共聚物供应不足的问题，并提高经济效益。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
本发明另一目的在于提供一种上述低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备方法。
本发明再一目的在于提供上述低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶在服装、汽车内饰和电子设备等领域中的应用。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶，包括以下质量百分数的组分：
乙烯-丙烯酸共聚物(EAA) 50～70％；
相容剂 3～15％；
增粘剂 15～40％。
本发明选用低丙烯酸含量的EAA作为主体树脂，由于其中丙烯酸含量低，因此熔体流动速率较小，低于50g/10min(190℃，2.16kg)，本发明创造性地使用相容剂对体系进行改性，从而获得高熔体流动速率的热熔胶体系。更突出地，本发明所用的EAA的丙烯酸的含量可低至5～15wt％，其熔体流动速率范围可低至5～10g/10min(190℃，2.16kg)。本发明所述的乙烯-丙烯酸共聚物中，丙烯酸的含量可为5～15wt％，同理，其他丙烯酸含量高于以上数值范围的EAA均可适用于本发明。
本发明所述的相容剂包括乙烯-马来酸酐聚合物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、改性线性低密度聚乙烯和聚烯烃-马来酸酐聚合物中的至少一种。本发明选用具有特定结构的相容剂，其具有可分别与EAA和增粘剂相互作用的基团，与EAA和增粘剂均具有良好的相容性，从而提高整个热熔胶体系的相容性，提高了流动性和透明度，且可维持热熔胶体系的粘结强度。
为了进一步更好地实现本发明，所述的乙烯-马来酸酐聚合物在EAA热熔胶中的含量优选为3～10wt％。
为了进一步更好地实现本发明，所述的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物在EAA热熔胶中的含量优选为3～10wt％。
为了进一步更好地实现本发明，所述的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物在EAA热熔胶中的含量优选为3～10wt％。
为了进一步更好地实现本发明，所述的改性线性低密度聚乙烯在EAA热熔胶中的含量优选为3～10wt％。
为了进一步更好地实现本发明，所述的聚烯烃-马来酸酐聚合物在EAA热熔胶中的含量优选为3～10wt％。
本发明所述的增粘剂为本领域常用的增粘树脂即可，优选为氢化石油树脂，更优选包括碳五氢化石油树脂、碳九氢化石油树脂和碳五碳九共聚氢化石油树脂中的至少一种。本发明的增粘剂用于提高热熔胶对粘合基材的粘结力，降低热熔胶的软化点，并提高其流动性。
为了进一步更好地实现本发明，所述的碳五氢化石油树脂在EAA热熔胶中的含量优选为25～30wt％。
为了进一步更好地实现本发明，所述的碳九氢化石油树脂在EAA热熔胶中的含量优选为25～30wt％。
为了进一步更好地实现本发明，所述的碳五碳九共聚氢化石油树脂在EAA热熔胶中的含量优选为25～30wt％。
进一步地，本发明的低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶还可以包括有抗氧化剂、紫外光吸收剂和色母等本领域其他常用助剂。其中，抗氧剂优选为酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂。抗氧化剂可降低生产、加工时热熔胶黄变、碳化、焦化等现象的发生。优选地，使用的其他助剂的量不超过EAA热熔胶总质量的3％，其中，上述所用抗氧化剂的总量不超过EAA热熔胶总质量的1％。
本发明还提供了一种上述低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备方法，通过将50～70wt％乙烯-丙烯酸共聚物、3～15wt％相容剂、15～40wt％增粘剂共混，挤出造粒得到。
本发明的低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶，其熔体流动速率为40g/10min～80g/10min(按GB/T 3682测试，测试温度190℃，测试负荷2.16kg)，主要为45g/10min～75g/10min。其软化点为100℃～130℃(按GB/T 15332测试)，主要为105℃～125℃。本发明的低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶不添加色粒时为无色至白色，可造粒得到粒状、不规则粒状、片状、块状或条状。本发明的低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶粘结强度大、流动性好、耐水洗性佳，适用于各种织物、织物和金属等材质的粘结，可广泛应用于服装、汽车内饰、电子设备等领域中。
本发明的机理为：
对于现有常用高丙烯酸含量的EAA制备的热熔胶体系，还需要添加稀释剂，如聚乙烯蜡等提高其流动性，但将导致粘结强度的降低；本发明直接使用低丙烯酸含量的EAA作为主体树脂，利用相容剂提高体系的相容性及流动性和透明度，从而获得具有粘结强度大、流动性好、耐水洗性佳等优异性能的热熔胶。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明的低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶粘接强度大、流动性好、耐水洗性佳，适用于各种织物、织物与金属等材质的粘结。
(2)本发明的低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶其熔体流动速率可高达80g/10min，其T剥离强度(棉布-棉布)可高达35N/cm。
(3)本发明的低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶以低丙烯酸含量的EAA为主体树脂，拓宽了低丙烯酸含量、低熔体流动速率的EAA的应用范围，且原料来源广泛、容易获得，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将64.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、5wt％相容剂(乙烯马来酸酐共聚物，熔体流动速率为400g/10min(190℃，2.16kg)，杜邦)、30wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(170～180℃)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例2：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将64.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、8wt％相容剂(乙烯马来酸酐共聚物，熔体流动速率为400g/10min(190℃，2.16kg)，杜邦)、27wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(170～180℃)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例3：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将64.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、10wt％相容剂(乙烯马来酸酐共聚物，熔体流动速率为400g/10min(190℃，2.16kg)，杜邦)、25wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(170～180℃)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例4：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将64.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、5wt％相容剂(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，丙烯酸甲酯含量为15％，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为25g/10min，杜邦)、30wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(170～180℃)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例5：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将64.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、5wt％相容剂(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，丙烯酸乙酯含量为20％，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为300g/10min，杜邦)、30wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(1010，巴斯夫)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例6：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将64.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、5wt％相容剂(改性线性低密度聚乙烯，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为2.7g/10min，杜邦)、30wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(170～180℃)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例7：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将64.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、5wt％相容剂(聚烯烃-马来酸酐聚合物，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为660g/10min，陶氏)、30wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(170～180℃)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例8：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将39.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、20wt％相容剂(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，丙烯酸甲酯含量为15％，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为25g/10min，杜邦)、10wt％相容剂(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，丙烯酸甲酯含量为10％，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为450g/10min，杜邦)、30wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(170～180℃)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例9：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将49.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、25wt％相容剂(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，丙烯酸甲酯含量为15％，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为25g/10min，杜邦)、5wt％相容剂(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，丙烯酸甲酯含量为10％，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为450g/10min，杜邦)、20wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(170～180℃)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例10：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将49.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、15wt％相容剂(乙烯-马来酸酐聚合物，丙烯酸甲酯含量为15％，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为25g/10min，杜邦)、10wt％相容剂(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，丙烯酸甲酯含量为10％，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为450g/10min，杜邦)、25wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(170～180℃)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例11：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的制备
将49.5wt％EAA(丙烯酸含量8wt％，熔体流动速率8g/10min(190℃，2.16kg)，陶氏化学)、15wt％相容剂(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，丙烯酸甲酯含量为15％，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为25g/10min，杜邦)、10wt％相容剂(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，丙烯酸甲酯含量为10％，熔体流动速率(190℃，2.16kg)为450g/10min，杜邦)、25wt％增粘剂(碳五碳九共聚氢化石油树脂，软化点为100～105℃，埃克森)，0.5wt％抗氧化剂(1010，巴斯夫)混合，熔融(170～180℃)挤出，冷却，造粒，得到低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶。
实施例12：低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶的性能测试
对制备得到的EAA热熔胶进行相关性能测试，其中熔体流动速率GB/T15332进行测试，测试温度为190℃，测试负荷为2.16kg；T剥离强度按GB/T2791进行测试。结果见表1～3。
表1不同相容剂用量的EAA热熔胶的性能指标
表2不同种类相容剂的EAA热熔胶的性能指标
表3不同种类相容剂组合的EAA热熔胶的性能指标
由表1～3可见，本发明的低丙烯酸含量、高熔体流动速率的EAA热熔胶粘接强度大、流动性好，耐水洗性佳，以丙烯酸含量8wt％的EAA为主体树脂，得到的EAA热熔胶的熔体流动速率可高达80g/10min，其T剥离强度(棉布-棉布)可高达35N/cm，适用于各种织物、织物与金属等材质的粘结。且本发明的EAA热熔胶以低丙烯酸含量的EAA为主体树脂，拓宽了低丙烯酸含量、低熔体流动速率的EAA的应用范围，且原料来源广泛、容易获得，降低了生产成本。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种低丙烯酸含量的EAA热熔胶，其特征在于包括以下质量百分数的组分：
乙烯-丙烯酸共聚物 50～70％；
相容剂 3～15％；
增粘剂 15～40％；
所述的相容剂包括乙烯-马来酸酐聚合物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、改性线性低密度聚乙烯和聚烯烃-马来酸酐聚合物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的低丙烯酸含量的EAA热熔胶，其特征在于：所述的乙烯-丙烯酸共聚物中，丙烯酸的含量为5～15wt％。
3.根据权利要求1所述的低丙烯酸含量的EAA热熔胶，其特征在于：所述的乙烯-丙烯酸共聚物的熔体流动速率为5～10g/10min。
4.根据权利要求1所述的低丙烯酸含量的EAA热熔胶，其特征在于：所述的乙烯-马来酸酐聚合物在EAA热熔胶中的含量为3～10wt％；所述的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物在EAA热熔胶中的含量为3～10wt％；所述的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物在EAA热熔胶中的含量为3～10wt％；所述的改性线性低密度聚乙烯在EAA热熔胶中的含量为3～10wt％；所述的聚烯烃-马来酸酐聚合物在EAA热熔胶中的含量为3～10wt％。
5.根据权利要求1所述的低丙烯酸含量的EAA热熔胶，其特征在于：所述的增粘剂包括碳五氢化石油树脂、碳九氢化石油树脂和碳五碳九共聚氢化石油树脂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的低丙烯酸含量的EAA热熔胶，其特征在于：所述的碳五氢化石油树脂在EAA热熔胶中的含量为25～30wt％；所述的碳九氢化石油树脂在EAA热熔胶中的含量为25～30wt％；所述的碳五碳九共聚氢化石油树脂在EAA热熔胶中的含量为25～30wt％。
7.根据权利要求1所述的低丙烯酸含量的EAA热熔胶，其特征在于：所述的EAA热熔胶包括有抗氧化剂、紫外光吸收剂和色母中的至少一种。
8.一种根据权利要求1～7任一项所述的低丙烯酸含量的EAA热熔胶的制备方法，其特征在于通过将50～70wt％乙烯-丙烯酸共聚物、3～15wt％相容剂、15～40wt％增粘剂共混，挤出造粒得到。
9.根据权利要求1～7任一项所述的低丙烯酸含量的EAA热熔胶在服装、汽车内饰和电子设备领域中的应用。
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