CN104449521B

CN104449521B - 一种热熔胶组合物及其制备方法

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Publication number: CN104449521B
Application number: CN201410813964.8A
Authority: CN
Inventors: 姜伟; 赵桂艳; 金晶
Original assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2017-08-25
Anticipated expiration: 2034-12-23
Also published as: CN104449521A

Abstract

本发明提供了一种热熔胶组合物，包括以下组分：基体树脂25wt％～75wt％；增粘剂10wt％～55wt％；粘度调节剂0～50wt％；填料0～30wt％；抗氧剂0～3wt％；所述基体树脂为氯化聚丙撑碳酸酯。本发明提供的热熔胶组合物以氯化聚丙撑碳酸酯为基体树脂，所述氯化聚丙撑碳酸酯具有良好的粘附性、浸润性、极性及生物降解性，制备的热熔胶组合物可以广泛应用于各种金属和非金属的粘结，如纸、织物、塑料薄膜、金属箔等材料的粘结复合。与现有技术相比，本发明提供的热熔胶组合物粘结效果好，并且制备过程中不使用乙烯‑醋酸乙烯共聚物，大大降低了成本。

Description

一种热熔胶组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及热熔胶技术领域，更具体地说，是涉及一种热熔胶组合物及其制备方法。

背景技术

热熔胶是指在室温下呈固态，加热熔融后成液态，涂布、润湿被粘物后，经压合、冷却，在几秒内完成粘接的胶黏剂。它是以热塑性树脂为基料，并含有少量改性剂、粘度调节剂、填充剂、防老剂等经熔融混合而制成，具有固化迅速的优点，可解决某些塑料难粘的问题。目前，热熔胶作为一种使用方便、对环境无污染的胶种，从书箱装订、包装、胶合板、木工等领域，到纤维、建筑、土木、汽车、电气等部门都得到了广泛的应用。

在天然材料中，沥青、石蜡、松香等可以作为热熔胶，但由于这些材料强度低等缺点，没有得到广泛应用。之后，高分子热熔胶的出现使热熔胶在应用方面得到了发展。最早的高分子热熔胶为热塑性的聚乙烯树脂、丁基橡胶，此后人们又开发了聚酯、聚酰胺、聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物等热熔胶。

目前，乙烯-醋酸乙烯共聚物(以下简称EVA)热熔胶广泛应用于机械化包装、家具制作、制鞋、无线装订、电子元件及日常用品粘接，迅速成为热熔胶粘剂中应用最广、用量最大的一种。但是，EVA中乙酸乙烯含量在20％-28％的产品才能用于热熔粘合剂和涂层制品，这部分产品主要依赖进口，价格昂贵。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种热熔胶组合物及其制备方法，本发明提供的热熔胶组合物粘结效果好且成本低。

本发明提供了一种热熔胶组合物，包括以下组分：

基体树脂25wt％～75wt％；

增粘剂10wt％～55wt％；

粘度调节剂0～50wt％；

填料0～30wt％；

抗氧剂0～3wt％；

所述基体树脂为氯化聚丙撑碳酸酯。

优选的，所述氯化聚丙撑碳酸酯的重均分子量为50000～300000。

优选的，所述氯化聚丙撑碳酸酯的氯化度为4％～50％。

优选的，包括30wt％～65wt％的基体树脂。

优选的，所述增粘剂包括松香、松香衍生物、萜烯树脂、萜烯改性树脂、C5石油树脂、C9石油树脂和古马隆树脂中的一种或多种。

优选的，所述粘度调节剂包括氯化石蜡、石蜡、二甘醇二苯甲酸酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、硬脂酸、磷酸三甲酸酯、石油磺酸苯酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。

优选的，所述填料包括白炭黑、碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁、粘土、锌粉、铝粉、云母、氧化铁、氧化锌、钛白粉、硅微粉、硫酸钡、铬酸盐、滑石粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、炭黑和高岭土中的一种或多种。

优选的，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂164、N-苯基-N’-环己烷基对苯二胺和N,N’-双(1-甲基)对苯二胺中的一种或多种。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的热熔胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

将基体树脂、增粘剂、粘度调节剂、填料和抗氧剂进行熔融共混，得到热熔胶组合物。

优选的，所述熔融共混的温度为120℃～200℃，时间为3min～15min。

本发明提供了一种热熔胶组合物，包括以下组分：基体树脂25wt％～75wt％；增粘剂10wt％～55wt％；粘度调节剂0～50wt％；填料0～30wt％；抗氧剂0～3wt％；所述基体树脂为氯化聚丙撑碳酸酯。本发明提供的热熔胶组合物以氯化聚丙撑碳酸酯为基体树脂，所述氯化聚丙撑碳酸酯具有良好的粘附性、浸润性、极性及生物降解性，制备的热熔胶组合物可以广泛应用于各种金属和非金属的粘结，如纸、织物、塑料薄膜、金属箔等材料的粘结复合。与现有技术相比，本发明提供的热熔胶组合物粘结效果好，并且制备过程中不使用乙烯-醋酸乙烯共聚物，大大降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例3提供的热熔胶组合物在木片、聚氯乙烯片和铁合金片粘结中的剪切强度；

图2为本发明实施例4提供的热熔胶组合物在木片、聚氯乙烯片和铁合金片粘结中的剪切强度；

图3为本发明实施例5提供的热熔胶组合物在木片、聚氯乙烯片和铁合金片粘结中的剪切强度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种热熔胶组合物，包括以下组分：

基体树脂25wt％～75wt％；

增粘剂10wt％～55wt％；

粘度调节剂0～50wt％；

填料0～30wt％；

抗氧剂0～3wt％；

所述基体树脂为氯化聚丙撑碳酸酯。

在本发明中，所述基体树脂为氯化聚丙撑碳酸酯。所述氯化聚丙撑碳酸酯具有式(I)结构：

其中，x为0～3的整数，优选为1～2的整数；y为0～2的整数，优选为1～2的整数；n为聚合度，优选为50～5000。在本发明中，所述氯化聚丙撑碳酸酯的重均分子量优选为50000～300000。

在本发明中，所述氯化聚丙撑碳酸酯的制备方法优选包括以下步骤：

将聚丙撑碳酸酯与助剂混合，通入氯气进行反应，得到式(I)所示的氯化聚丙撑碳酸酯。

本发明对所述聚丙撑碳酸酯和氯气的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述聚丙撑碳酸酯和氯气的市售商品即可。

在本发明中，所述助剂包括分散剂和引发剂。所述分散剂优选为白炭黑；本发明对所述分散剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述白炭黑的市售商品即可。在本发明中，所述聚丙撑碳酸酯与分散剂的质量比优选为100：(0.1～10)，更优选为100：(0.5～6)。

在本发明中，所述引发剂优选为过氧化物、偶氮基化合物、过苯甲酸叔丁酯、过硫酸钾、亚硫酸钠、N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基对甲苯胺和N,N-二(2-羟乙基)对甲苯胺中的一种或多种，更优选为氧化性引发剂与还原性引发剂的混合；本发明对所述引发剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述过氧化物、偶氮基化合物、过苯甲酸叔丁酯、过硫酸钾、亚硫酸钠、N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基对甲苯胺和N,N-二(2-羟乙基)对甲苯胺的市售商品即可。其中，氧化性引发剂与还原性引发剂的摩尔比优选大于1。所述氧化性引发剂优选为过氧化物和/或过苯甲酸叔丁酯，更优选为过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、叔丁基过氧化氢和过苯甲酸叔丁酯中的一种或多种；所述还原性氧化剂优选为N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基对甲苯胺和N,N-二(2-羟乙基)对甲苯胺中的一种或多种；所述引发剂的质量优选为聚丙撑碳酸酯质量的0.01％～5％，更优选为0.1％～5％。

在本发明中，所述聚丙撑碳酸酯和氯气的摩尔比优选为1：(1～6)。所述反应的温度优选为-10℃～100℃，更优选为0℃～80℃，最优选为10℃～60℃；所述反应的时间优选为10min～300min，更优选为50min～200min。

在本发明中，所述氯化聚丙撑碳酸酯的氯化度优选为4％～50％，更优选为5％～15％，最优选为9％。所述氯化聚丙撑碳酸酯具有较强的电负性，可增强氯化聚丙撑碳酸酯与其他极性材料的相互作用，同时具有良好的粘附性、浸润性及生物降解性，从而可作为热熔胶组合物的基体树脂，提高热熔胶组合物的粘结效果。本发明提供的热熔胶组合物包括25wt％～75wt％的基体树脂，优选为30wt％～65wt％，更优选为60％。

在本发明中，所述增粘剂优选包括松香、松香衍生物、萜烯树脂、萜烯改性树脂、C5石油树脂、C9石油树脂和古马隆树脂中的一种或多种，更优选为松香和松香衍生物中的一种或两种，最优选为松香。在本发明中，所述增粘剂能够提高热熔胶组合物的流动性和粘结性。本发明对所述增粘剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述松香、松香衍生物、萜烯树脂、萜烯改性树脂、C5石油树脂、C9石油树脂和古马隆树脂的市售商品即可。本发明提供的热熔胶组合物包括10wt％～55wt％的增粘剂，优选为20wt％～40wt％，更优选为30wt％。

在本发明中，所述粘度调节剂优选包括氯化石蜡、石蜡、二甘醇二苯甲酸酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、硬脂酸、磷酸三甲酸酯、石油磺酸苯酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种，更优选为氯化石蜡和石蜡中的一种或两种，最优选为氯化石蜡。在本发明中，所述粘度调节剂能够提高热熔胶组合物粘结的柔软性与耐寒性。本发明对所述粘度调节剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述氯化石蜡、石蜡、二甘醇二苯甲酸酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、硬脂酸、磷酸三甲酸酯、石油磺酸苯酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯的市售商品即可。本发明提供的热熔胶组合物包括0～50wt％的粘度调节剂，优选为5wt％～30wt％，更优选为20wt％。

在本发明中，所述填料优选包括白炭黑、碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁、粘土、锌粉、铝粉、云母、氧化铁、氧化锌、钛白粉、硅微粉、硫酸钡、铬酸盐、滑石粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、炭黑和高岭土中的一种或多种，更优选为白炭黑。在本发明中，所述填料对粘结强度条件有影响，而且能够防止热熔胶组合物在粘结过程中过多的收缩并降低成本。本发明对所述填料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述白炭黑、碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁、粘土、锌粉、铝粉、云母、氧化铁、氧化锌、钛白粉、硅微粉、硫酸钡、铬酸盐、滑石粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、炭黑和高岭土的市售商品即可。本发明提供的热熔胶组合物包括0～30wt％的填料，优选为5wt％～10wt％，更优选为9.5wt％。

在本发明中，所述抗氧剂优选包括抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂164、N-苯基-N’-环己烷基对苯二胺和N,N’-双(1-甲基)对苯二胺中的一种或多种，更优选为1010型抗氧剂。在本发明中，所述抗氧剂在热熔胶组合物中起到抗氧化的作用，能够提高热熔胶组合物的热稳定性。本发明对所述抗氧剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述抗氧剂1010、抗氧剂CA、抗氧剂164、N-苯基-N’-环己烷基对苯二胺和N,N’-双(1-甲基)对苯二胺的市售商品即可。本发明提供的热熔胶组合物包括0～3wt％的抗氧剂，优选为0.2wt％～1wt％，更优选为0.5wt％。

在本发明中，将基体树脂、增粘剂、粘度调节剂、填料和抗氧剂进行熔融共混。所述基体树脂为氯化聚丙撑碳酸酯，所述氯化聚丙撑碳酸酯与上述技术方案相同，在此不再赘述。本发明提供的热熔胶组合物包括25wt％～75wt％的基体树脂，优选为30wt％～65wt％，更优选为60％。

在本发明中，所述填料优选包括白炭黑、碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁、粘土、锌粉、铝粉、云母、氧化铁、氧化锌、钛白粉、硅微粉、硫酸钡、铬酸盐、滑石粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、炭黑和高岭土中的一种或多种，更优选为白炭黑。在本发明中，所述填料能够防止热熔胶组合物在粘结过程中过多的收缩并降低成本。本发明对所述填料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述白炭黑、碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁、粘土、锌粉、铝粉、云母、氧化铁、氧化锌、钛白粉、硅微粉、硫酸钡、铬酸盐、滑石粉、三聚磷酸铝、磷酸锌、炭黑和高岭土的市售商品即可。本发明提供的热熔胶组合物包括0～30wt％的填料，优选为5wt％～10wt％，更优选为9.5wt％。

本发明将基体树脂、增粘剂、粘度调节剂、填料和抗氧剂进行熔融共混，本发明对所述熔融共混采用的设备没有特殊限制，如可采用本领域技术人员熟知的双螺杆挤出机或密炼机。在本发明中，所述熔融共混的温度优选为120℃～200℃，更优选为140℃～160℃，最优选为150℃；所述熔融共混的时间优选为3min～15min，更优选为4min～7min，最优选为5min。

将本发明提供的热熔胶组合物分别应用于木片、聚氯乙烯片和铁合金片的粘结，并分别测试其剪切强度，本发明对所述测试剪切强度的方法没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知拉伸测试方法即可。测试结果表明，本发明提供的热熔胶组合物分别对木片、聚氯乙烯片和铁合金片进行粘结后的剪切强度高，粘结效果好。

为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用的聚丙撑碳酸酯由台州邦丰塑料有限公司提供，所述聚丙撑碳酸酯的细度为60目；所用过氧化苯甲酰由天津市福晨化学试剂厂提供；所用二甲苯胺由无锡市晶科化工有限公司提供；所用氯气由实验室自制；所用松香由南昌市蓝翔化工有限公司提供，所述松香为淡黄色固体；所用白炭黑由哈尔滨华信化工有限公司提供，所述白炭黑呈粉末状，孔容径为10μm～12μm；所用抗氧剂1010由上海安辉化工有限公司提供，所述抗氧剂1010为白色流动性粉末，熔点为120℃～125℃；所用氯化石蜡由杭州新迪贸易有限公司提供，所述氯化石蜡为粉末状；所用石蜡由抚顺石化公司提供，所述石蜡为白色蜡状固体。

实施例1

制备氯化度为9％的氯化聚丙撑碳酸酯：

将100g聚丙撑碳酸酯、0.5g过氧化苯甲酰与二甲苯胺的混合物与5g白炭黑加入反应器中，所述过氧化苯甲酰与二甲苯胺的摩尔比为1.5：1；在冰水浴条件下搅拌逐渐降温，当温度低于15℃时开始通入氯气，在温度达到10℃之前，氯气的通入量达到通入氯气总量的60％，然后继续降温至10℃，氯气通入量达到通入总量的95％，最后5％氯气在温度降至5℃时通入，氯气总通入量为240g，进行反应2h，然后用洁净空气赶走反应瓶中残余氯气，得到氯化度为9％的白色粉末状氯化聚丙撑碳酸酯。

实施例2

制备氯化度为15％的氯化聚丙撑碳酸酯：

将100g聚丙撑碳酸酯、0.4g过氧化苯甲酰与5g白炭黑加入反应器中，通入氯气，升温至55℃，氯气总通入量为240g，进行反应2h，然后用洁净空气赶走反应瓶中残余氯气，得到氯化度为15％的白色粉末状氯化聚丙撑碳酸酯。

实施例3

将60wt％的实施例1制备得到的氯化度为9％的氯化聚丙撑碳酸酯，30wt％的松香，9.5wt％的白炭黑和0.5wt％的抗氧剂1010加入到双螺杆挤出机中，在150℃条件下进行熔融共混5min，得到热熔胶组合物。

实施例4

将40wt％的实施例1制备得到的氯化度为9％的氯化聚丙撑碳酸酯，20wt％的氯化石蜡，30wt％的松香，9.8wt％的白炭黑和0.2wt％的抗氧剂1010加入到密炼机中，在160℃条件下进行熔融共混5min，得到热熔胶组合物。

实施例5

将30wt％的实施例2制备得到的氯化度为15％的氯化聚丙撑碳酸酯，20wt％的氯化石蜡，10wt％的石蜡，30wt％的松香，9.7wt％的白炭黑和0.3wt％的抗氧剂1010加入到双螺杆挤出机中，在140℃条件下进行熔融共混7min，得到热熔胶组合物。

将实施例3～5得到的热熔胶组合物分别应用于木片、聚氯乙烯片和铁合金片的粘结，并分别通过拉伸测试方法测试其剪切强度，测试结果如图1～3所示。其中，图1为本发明实施例3提供的热熔胶组合物在木片、聚氯乙烯片和铁合金片粘结中的剪切强度；图2为本发明实施例4提供的热熔胶组合物在木片、聚氯乙烯片和铁合金片粘结中的剪切强度；图3为本发明实施例5提供的热熔胶组合物在木片、聚氯乙烯片和铁合金片粘结中的剪切强度。

由图1可知，本发明实施例3提供的热熔胶组合物对木片进行粘结后的剪切强度为2.5MPa，对聚氯乙烯片进行粘结后的剪切强度为1.25MPa，对铁合金片进行粘结后的剪切强度为1.7MPa。由图2可知，本发明实施例4提供的热熔胶组合物对木片进行粘结后的剪切强度为2MPa，对聚氯乙烯片进行粘结后的剪切强度为1.2MPa，对铁合金片进行粘结后的剪切强度为1.6MPa。由图3可知，本发明实施例5提供的热熔胶组合物对木片进行粘结后的剪切强度为2MPa，对聚氯乙烯片进行粘结后的剪切强度为1.2MPa，对铁合金片进行粘结后的剪切强度为1.6MPa。测试结果表明，本发明实施例3～5提供的热熔胶组合物分别对木片、聚氯乙烯片和铁合金片进行粘结后的剪切强度高，粘结效果好。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种热熔胶组合物，其特征在于，由以下组分组成：

基体树脂60wt％；

增粘剂30wt％；

填料9.5wt％；

抗氧剂0.5wt％；

所述基体树脂为氯化聚丙撑碳酸酯；所述氯化聚丙撑碳酸酯的氯化度为9％；

所述增粘剂为松香；

所述填料为白炭黑；

所述抗氧剂为抗氧剂1010。

2.根据权利要求1所述的热熔胶组合物，其特征在于，所述氯化聚丙撑碳酸酯的重均分子量为50000～300000。

3.一种权利要求1至2任一项所述的热熔胶组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将基体树脂、增粘剂、填料和抗氧剂进行熔融共混，得到热熔胶组合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的温度为120℃～200℃，时间为3min～15min。