CN104479594A - 一种粘接非极性材料用的热熔胶及其制备方法 - Google Patents

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伍金奎
唐舫成
张阳阳
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Abstract

本发明涉及一种粘接非极性材料用的热熔胶,其由按照重量份计的如下组分制成:A组分:40-100份、B组分:0-60份、功能助剂:0.1-2份;所述A组分为高流动性基体,所述高流动基体由按照重量份计的如下组分制成:含丙烯基聚合物100份、有机过氧化物2-8份;所述B组分为增粘聚合物。本发明还包括该热熔胶的制备方法。本发明的粘接非极性材料用的热熔胶,粘接性能好、低温下不开胶,制备方法简单、易操作。

Description

一种粘接非极性材料用的热熔胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及到材料领域,具体涉及一种粘接非极性材料用的热熔胶及其制备方法。
背景技术
采用热熔胶粘接是实现聚合物间粘接的一种有效的粘接方法。聚合物粘接的关键是根据粘接复合工艺和粘接效果确定热熔胶的种类。聚乙烯、聚丙烯等非极性聚合物的粘接可以选择以聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯-丙烯共聚物为基体的热熔胶进行粘接,但聚乙烯、聚丙烯都是熔点高、结晶度高的聚合物,以聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯-丙烯共聚物为基体的热熔胶对聚乙烯、聚丙烯材料粘接时,复合的温度一般要在胶的熔点以上,同时要求被粘接的聚合物也要被预热到熔融温度以上,通过胶的分子和被粘聚合物的分子的相互扩散、缠绕才能形成良好的粘接效果。加热到聚合物熔融温度以上,往往会引起被粘物形态或形状的改变,引起被粘物功能失效。
日常应用中,PE、PP等非极性材料的热熔粘接往往要求粘接温度在被粘物的熔点以下。如人造草坪背胶时,通过热熔胶涂布将聚乙烯草丝与聚丙烯底布粘接到一起,施胶时的温度应该控制在聚乙烯的熔融温度以下,否则聚乙烯草丝熔融变形甚至熔化;附在牛奶、饮料盒表面的吸管,是通过低温热熔胶将吸管包装膜聚丙烯(OPP)粘接覆PE膜的牛奶盒、饮料盒的表面,高温粘接会引起吸管包装膜熔融变形、PE膜熔化。这类低温热熔胶主要是由EVA、增粘树脂、蜡为主要成分的EVA类热熔胶,EVA类热熔胶对PP的粘接效果差,尤其是在低温下容易发生开胶现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粘接性能好、低温下不开胶的粘接非极性材料用的热熔胶及其制备方法。
为解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种粘接非极性材料用的热熔胶,其由按照重量份计的如下组分制成:
A组分:40-100份
B组分:0-60份
功能助剂:0.1-2份;
所述A组分为高流动性基体,所述高流动基体由按照重量份计的如下组分制成:含丙烯基聚合物100份、有机过氧化物2-8份;
所述B组分为增粘聚合物。
本发明中,优选的方案为所述增粘聚合物为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯-丙烯共聚蜡、聚乙烯-丁烯共聚物、聚乙烯-辛烯共聚物、石油树脂、氢化石油树脂、萜烯树脂、非晶态α-烯烃共聚物、无规聚丙烯和陶氏化学公司生产的AFFINITY GA系列的聚烯烃塑性体中的一种或两种以上的混合物。
本发明中,优选的方案为所述的含丙烯基聚合物是聚丙烯、聚丙烯弹性体、聚丙烯塑性体、非晶态α-烯烃共聚物、聚乙烯-丙烯共聚物中的一种或两种以上的混合物。
本发明中,进一步优选的方案为B组分:20-40份。
本发明中,优选的方案为所述的有机过氧化物是过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔戊酯、过氧化3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、3,3-双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、3,3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯、4,4-双(叔丁基过氧)戊酸正丁酯、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、1,1-二叔戊基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二叔丁基过氧化环己烷、2,5-二甲基-2,5-双-(叔丁基过氧)-3-己炔、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、过氧化叔丁基异丙苯、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-双-(叔丁基过氧)己烷、过氧化二异丙苯中一种或两种以上的混合物。
本发明中,优选的方案为所述的功能助剂为抗氧剂、着色剂、防霉剂、抗静电剂、流平剂中的一种或两种以上的混合物。
本发明中,优选的方案为所述高流动性基体由如下方法制成:将配方量的含丙烯基聚合物和有机过氧化物混合,然后在双螺杆挤出机中挤出,即得高流动性基体;所述双螺杆挤出机的工作温度为180-280℃。在180-280℃温度下的双螺杆挤出机中,有机过氧化物与含丙烯基聚合物反应,使部分含丙烯基聚合物产生降解,得到具有高流动性的含丙烯基聚合物的基体。进一步优选的方案为:将混合好的含丙烯基聚合物和有机过氧化物的混合物,密封放置6-24小时,然后在双螺杆挤出机中挤出。放置6-24小时后,有机过氧化物被韩丙烯基聚合物吸收,更有利于在双螺杆挤出机中降解。
本发明中,优选的方案为所述非极性材料为聚乙烯非极性材料或聚丙烯非极性材料。
本发明还提供该粘接非极性材料用的热熔胶,其由如下方法制得:将配方量的A组分、B组分和功能助剂在挤出机中进行共混、挤出,即得热熔胶;所述挤出机的工作温度为80-150℃。本发明中,优选的方案为将共混、挤出得到的热熔胶进行水下造粒或钢带造粒处理。
与现有技术相比,本发明的优点在于:相较于现有的EVA类热熔胶,本发明的热熔胶的基材为聚丙烯共聚物,对聚丙烯的粘接性能优异,并且在低温下不易发生开胶现象;此外,本发明的热熔胶,可以通过对含丙烯基聚合物的种类、有机过氧化物的量及热降解的温度等因素的选择来调控热熔胶的流动性;此外,本发明的热熔胶的熔融粘度可调范围大,热熔胶在温度为170℃的状况下熔融粘度为3000-20000mPa·s,对聚乙烯、聚丙烯的粘接温度低,可在100℃进行粘接;此外,该热熔胶的制备方法简单、易操作。
具体实施方式
实施例1
一种粘接非极性材料用的热熔胶,其由按照重量份计的如下组分制成:A组分100份、有机硅消泡剂0.5份;
所述A组分为高流动性基体,所述高流动基体由按照重量份计的如下组分制成:聚乙烯-丙烯弹性体(埃克森美孚化工,Vistamaxx 3980FL)100份、1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷8份。其制备方法为:将上述重量份的聚乙烯-丙烯弹性体和1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷用高速混合机进行混合,密封放置24小时,然后在双螺杆挤出机中挤出,即得高流动性基体;所述双螺杆挤出机的工作温度为250℃。
所述粘接非极性材料用的热熔胶,由如下方法制得:将配方量的A组分、有机硅消泡剂在挤出机中进行共混、挤出,即得热熔胶;所述挤出机的工作温度为130℃。
实施例2
一种粘接非极性材料用的热熔胶,其由按照重量份计的如下组分制成:A组分40份、B组分60份、功能助剂0.1份;
所述A组分为高流动性基体,所述高流动基体由按照重量份计的如下组分制成:含丙烯基聚合物100份、有机过氧化物2份;其中,所述含丙烯基聚合物为聚乙烯-丙烯弹性体(埃克森美孚化工,Vistamaxx 6202FL),所述有机过氧化物为过氧化二苯甲酰。其制备方法为:将上述重量份的含丙烯基聚合物和有机过氧化物用高速混合机进行混合,密封放置6小时,然后在双螺杆挤出机中挤出,即得高流动性基体;所述双螺杆挤出机的工作温度为270℃;
所述B组分为增粘聚合物,所述增粘聚合物为按照量份计的氢化石油树脂40份和聚乙烯蜡20份的组合物;
所述功能助剂为抗氧剂1010;
所述粘接非极性材料用的热熔胶,由如下方法制得:将配方量的A组分、B组分和功能助剂在挤出机中进行共混、挤出,即得热熔胶;所述挤出机的工作温度为150℃。
实施例3
一种粘接非极性材料用的热熔胶,其由按照重量份计的如下组分制成:A组分70份、B组分30份、功能助剂1份;
所述A组分为高流动性基体,所述高流动基体由按照重量份计的如下组分制成:含丙烯基聚合物100份、有机过氧化物6份;其中,所述含丙烯基聚合物为聚乙烯-丙烯弹性体(陶氏化学,VERSIFY3000),所述有机过氧化物为过氧化二异丙苯。其制备方法为:将上述重量份的含丙烯基聚合物和有机过氧化物用高速混合机进行混合,密封放置24小时,然后在双螺杆挤出机中挤出,即得高流动性基体;所述双螺杆挤出机的工作温度为200℃;
所述B组分为增粘聚合物,所述增粘聚合物为非晶态α-烯烃共聚物(APAO)703;
所述功能助剂为抗氧剂B215;
所述粘接非极性材料用的热熔胶,由如下方法制得:将配方量的A组分、B组分和功能助剂在挤出机中进行共混、挤出,即得热熔胶;所述挤出机的工作温度为150℃。
实施例4
一种粘接非极性材料用的热熔胶,其由按照重量份计的如下组分制成:A组分60份、B组分40份、功能助剂2份;
所述A组分为高流动性基体,所述高流动基体由按照重量份计的如下组分制成:含丙烯基聚合物100份、有机过氧化物5份;其中,所述含丙烯基聚合物为聚丙烯(茂名石化,Z30S)、聚乙烯-丙烯弹性体(陶氏化学,VERSIFY2300)、非晶态α-烯烃共聚物(德固赛,APAO508)的混合物,其中聚丙烯为10份、聚乙烯-丙烯弹性体为60份、非晶态α-烯烃共聚物为30份;所述有机过氧化物为过氧化二叔丁基。其制备方法为:将上述重量份的含丙烯基聚合物和有机过氧化物用高速混合机进行混合,密封放置24小时,然后在双螺杆挤出机中挤出,即得高流动性基体;所述双螺杆挤出机的工作温度为240℃;
所述B组分为增粘聚合物,所述增粘聚合物为20份无规聚丙烯(住友化学,SS-30A)和20份氢化石油树脂的混合物;
所述功能助剂为0.8份的抗氧剂B245和1.2份的抗静电剂的混合物;
所述粘接非极性材料用的热熔胶,由如下方法制得:将配方量的A组分、B组分和功能助剂在挤出机中进行共混、挤出,即得热熔胶;所述挤出机的工作温度为150℃。
实施例5
一种粘接非极性材料用的热熔胶,其由按照重量份计的如下组分制成:A组分50份、B组分50份、功能助剂0.8份;
所述A组分为高流动性基体,所述高流动基体由按照重量份计的如下组分制成:含丙烯基聚合物100份、有机过氧化物4份;其中,所述含丙烯基聚合物为聚乙烯-丙烯弹性体(埃克森美孚化工,Vistamaxx 3020)、非晶态α-烯烃共聚物(德固赛,APAO508)的混合物,其中聚乙烯-丙烯弹性体为50份、非晶态α-烯烃共聚物为50份;所述有机过氧化物为过氧化叔丁基异丙苯。其制备方法为:将上述重量份的含丙烯基聚合物和有机过氧化物用高速混合机进行混合,密封放置24小时,然后在双螺杆挤出机中挤出,即得高流动性基体;所述双螺杆挤出机的工作温度为220℃;
所述B组分为增粘聚合物,所述增粘聚合物为20份POP(陶氏化学,AFFINITY GA1950)和30份的萜烯树脂的混合物;
所述功能助剂为0.8份的抗氧剂1076;
所述粘接非极性材料用的热熔胶,由如下方法制得:将配方量的A组分、B组分和功能助剂在挤出机中进行共混、挤出,即得热熔胶;所述挤出机的工作温度为150℃。
实验例
取实施例1-5制得的热熔胶,利用熔融粘度仪测试热熔胶在170℃的粘度,考察热熔胶在110℃、0.3MPa、热压15s粘接PE、PP的180°剥离强度,具体测试结果见表1:
表1热熔胶的粘度及对PE/PP的粘接强度
实施例 170℃粘度(mPa·s) PE/PP180°剥离强度(N/25mm)
实施例1 20060 28
实施例2 12800 43
实施例3 8520 39
实施例4 6340 48
实施例5 3620 55
从上述表中显示的实施例1-5制备的热熔胶的粘度和剥离强度可知,本发明涉及到的用于PE和PP非极性材料粘接热熔胶具有粘接强度高、流动性大、粘接温度低的优点。
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 (10)

1.一种粘接非极性材料用的热熔胶,其特征在于由按照重量份计的如下组分制成:
A组分:40-100份
B组分:0-60份
功能助剂:0.1-2份;
所述A组分为高流动性基体,所述高流动基体由按照重量份计的如下组分制成:含丙烯基聚合物100份、有机过氧化物2-8份;
所述B组分为增粘聚合物。
2.根据权利要求1所述的粘接非极性材料用的热熔胶,其特征在于:所述增粘聚合物为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯-丙烯共聚蜡、聚乙烯-丁烯共聚物、聚乙烯-辛烯共聚物、石油树脂、氢化石油树脂、萜烯树脂、非晶态α-烯烃共聚物、无规聚丙烯和陶氏化学公司生产的AFFINITY GA系列的聚烯烃塑性体中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的粘接非极性材料用的热熔胶,其特征在于:所述的含丙烯基聚合物是聚丙烯、聚丙烯弹性体、聚丙烯塑性体、非晶态α-烯烃共聚物、聚乙烯-丙烯共聚物中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的粘接非极性材料用的热熔胶,其特征在于:所述的有机过氧化物是过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔戊酯、过氧化3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、3,3-双(叔丁基过氧)丁酸乙酯、3,3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯、4,4-双(叔丁基过氧化)戊酸正丁酯、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、1,1-二叔戊基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二叔丁基过氧化环己烷、2,5-二甲基-2,5-双-(叔丁基过氧)-3-己炔、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、过氧化叔丁基异丙苯、二-(叔丁基过氧化异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-双-(叔丁基过氧)己烷、过氧化二异丙苯中一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的粘接非极性材料用的热熔胶,其特征在于:所述的功能助剂为抗氧剂、着色剂、消泡剂、防霉剂、抗静电剂、流平剂中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的粘接非极性材料用的热熔胶,其特征在于所述高流动性基体由如下方法制成:将配方量的含丙烯基聚合物和有机过氧化物混合,然后在双螺杆挤出机中挤出,即得高流动性基体;所述双螺杆挤出机的工作温度为180-280℃。
7.根据权利要求1所述的粘接非极性材料用的热熔胶,其特征在于:将混合好的含丙烯基聚合物和有机过氧化物的混合物,密封放置6-24小时,然后在双螺杆挤出机中挤出。
8.根据权利要求1所述的粘接非极性材料用的热熔胶,其特征在于:所述非极性材料为聚乙烯非极性材料或聚丙烯非极性材料。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的粘接非极性材料用的热熔胶的制备方法,其由如下方法制得:将配方量的A组分、B组分和功能助剂在挤出机中进行共混、挤出,即得热熔胶;所述挤出机的工作温度为80-150℃。
10.根据权利要求9所述的粘接非极性材料用的热熔胶的制备方法,其特征在于:将共混、挤出得到的热熔胶进行水下造粒或钢带造粒处理。
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