CN105907352B - 一种碱性干电池标签用热熔压敏胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱性干电池标签用热熔压敏胶及其制备方法，包括如下步骤：（1）将刚性二元羧酸、偏苯三酸酐、脂肪族二元酸、脂肪族二元醇、非晶改性二元醇、酯化催化剂、稳定剂、耐高温抗氧剂加入打浆釜混合均匀；（2）将混合好的物料压入酯化釜进行酯化反应；（3）将酯化产物压入缩聚釜，并向釜中加入聚醚多元醇、缩聚催化剂进行减压缩聚反应；（4）将缩聚产物压入混合釜并向釜中加入增粘树脂、软化剂、防老剂进行充分的熔融共混，最后出料冷却得到聚酯热熔压敏胶。本发明所制备的热熔压敏胶外观透明，极性大，对金属表面和极性的薄膜材料粘接强度高，用于电池标签上，标签接口处不容易发生翘口，是一种新型环保高性能电池标签用胶粘剂。
Description
技术领域
本发明属于热熔压敏胶技术领域，具体涉及一种碱性电池标签用热熔压敏胶及其制备方法。
背景技术
压敏胶是一种同时具备液体黏性性质和固体弹性性性质的黏弹性体，这种黏弹性体同时具备能够承受粘接的接触过程和破坏过程两方面的影响因素和性质。通俗来讲，就是容易粘黏，不难揭开，剥离后没有任何污染被粘物表面的现象，由于胶层长时间不干，也被称为“不干胶”。
压敏胶类型主要有溶剂型压敏胶、水性压敏胶和热熔压敏胶。溶剂型压敏胶固含量低于50%，含有量易燃、有毒的有机溶剂，极易对工作人员的健康造成不利影响而且严重污染环境。目前，电池标签用基本都是使用溶剂型压敏胶。热熔压敏胶固含量为100%，不含有机溶剂、利于环保，涂布速度快，不需要烘箱烘干溶剂，是发展最为迅速、应用前景最为广阔的一种胶粘剂。
电池标签对压敏胶综合性能要求较高，即要具有良好的初粘性、持粘性和剥离强度，尤其要求压敏胶具有优异的90°剥离持粘性，否则，干电池标签接口处容易翘口。目前市场供应的热熔压敏胶几乎都是SBS型非极性热熔压敏胶，极性较低，对金属表面和聚酯薄膜表面粘接强度达不到要求，电池标签容易翘口。因此，亟待开发出综合性能优异，能够完全浸润金属和聚酯薄膜表面且粘接强度高的极性热熔压敏胶。
发明内容
针对背景技术提出的问题，本发明研究开发了一种干电池标签用热熔压敏胶及其制备方法，其目的在于：提供初粘性、持粘性、剥离强度、耐老化性优良，对金属表面和聚酯薄膜表面有良好的浸润性，粘接强度高，碱性干电池上的标签没有翘口，达到碱性干电池标签应用要求的热熔压敏胶及其制备方法。
本发明提供的碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法包括如下步骤：一种碱性干电池标签用热熔压敏胶及其制备方法，其特征在于：
步骤1将刚性二元羧酸、偏苯三酸酐、脂肪族二元酸、脂肪族二元醇、非晶改性二元醇、酯化催化剂、稳定剂、耐高温抗氧剂加入打浆釜搅拌混合均匀；
步骤2将打浆釜中混合好的物料压入酯化釜，在催化剂作用下进行酯化反应，反应温度为250℃-270℃，反应压力常压或低压，当水的馏出量为理论的93%以上时酯化结束；
步骤3将酯化产物压入缩聚釜，向釜中加入聚醚多元醇，在265-285℃、小于120Pa压力下进行减压缩聚反应；
步骤4将缩聚产物压入混合釜并向釜中加入增粘树脂、软化剂、抗氧剂进行充分的熔融共混，共混温度为190-210℃，最后出料冷却得到聚酯热熔压敏胶。
优选地，所述的刚性二元羧酸为间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸中一种或多种。
优选地，所述的脂肪族二元酸为1,6-己二酸、1,10-葵二酸、1,12-十二烷二酸中的一种或多种。
优选地，所述的脂肪族二元醇为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-葵二醇中一种或两种。
优选地，所述的非晶改性二元醇为1,4-环己烷二甲醇CHDM、异山梨醇 中一种或两种。
优选地，所述的酯化催化剂为二丁基氧化锡、氯化亚锡、二丁基二月桂酸锡中的一种。
优选地，所述的聚醚多元醇为聚乙二醇PEG-200、PEG-400、PEG-600、PEG-800。
优选地，所述的缩聚催化剂为锑系、钛系、铝系催化中的一种或多种。
优选地，所述的稳定剂磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯。
优选地，所述的耐高温抗氧剂为四（2，4—二叔丁基苯基-4，4’联苯基）双亚膦酸酯、抗氧剂1098中的一种。
优选地，所述的软化剂为邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、环氧油酸丁酯、环氧油酸辛酯、环氧油酸癸酯中的一种或多种。
优选地，所述的增粘树脂为松香甘油酯、萜烯树脂、氢化松香、季戊四醇松香脂、萜烯酚醛树脂、聚合萜烯树脂、液体萜烯树脂、蒎烯树脂、松香改性酚醛树脂中一种或多种。
本发明的有益效果：本发明采用非晶改性二元CHDM、异山梨醇等降低聚酯结晶度，并用长脂肪链二元醇、长脂肪链二元酸来提高聚酯柔性，缩聚合成得到极性非晶共聚酯弹性体，再通过强极性的增粘树脂对聚酯弹性体进行熔融共混增粘改性，最后得到了极性透明热熔压敏胶。本发明制备的热熔压敏胶极性大，对金属和聚酯薄膜表面有优良的浸润性，粘结强度高，是一种新型热熔压敏胶，目前市场还没有该类型产品，弥补了干电池标签用热熔压敏胶的空白。另外，本发明采用的热熔压敏胶制备工艺简单易操作，可进行连续生产，制备成本低。
本发明制备的热熔压敏胶综合性能优异，耐温耐老化性良好，适合用于聚酯膜干电池标签，在70±3℃下放置72h后干电池标签没有翘口，已达到干电池标签上应用要求。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种碱性干电池标签用热熔压敏胶及其制备方法：以重量计，将3237g对苯二甲酸、192g偏苯三酸酐、1460g己二酸、1860g乙二醇、1180g己二醇、720g CHDM、12.4g 二丁基氧化锡、10g亚磷酸三苯酯、10g抗氧剂1098，加入打浆釜混合均匀，将打浆釜中物料压入酯化釜，在260℃下进行酯化反应，待馏出水量达到理论值93%时，酯化反应结束，将酯化产物压入缩聚釜，并向缩聚釜中加入1200g PEG-200、2g乙二醇钛，将温度升至270℃，并抽真空至120Pa进行缩聚反应，当搅拌功率达到预设值时缩聚结束，向釜中充氮气把缩聚产物压入混合釜，再向釜中加入3136g萜烯树脂、3136g液体萜烯树脂、2352g松香甘油酯、1568g 邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯、392g防老剂264，在200℃下充分搅拌混合后，出料冷却得到极性透明的热熔压敏胶。
所得的碱性干电池标签用热熔压敏胶重量17.6Kg，产率为99.3%，软化点为81℃，180℃下熔融粘度为7130mPa·s。
实施例2
一种碱性干电池标签用热熔压敏胶及其制备方法：以重量计，将2158g邻苯二甲酸、540g 1,4-萘二甲酸、192g偏苯三酸酐、1010g 1,10-葵二酸、1550g乙二醇、1460g 1,4-辛二醇、730g异山梨醇、24.8g氯化亚锡、10g磷酸三甲酯、15g 四（2，4—二叔丁基苯基-4，4’联苯基）双亚膦酸酯加入打浆釜混合均匀，将打浆釜中物料压入酯化釜，在265℃下进行酯化反应，待馏出水量达到理论值93%时，酯化反应结束，将酯化产物压入缩聚釜，并向缩聚釜中加入1200g PEG-400、3g乙二醇锑，将温度升至275℃，并抽真空至100Pa进行缩聚反应，当搅拌功率达到预设值时缩聚结束，向釜中充氮气把缩聚产物压入混合釜，再向釜中加入2010g萜烯树脂、2101g液体萜烯树脂、2693g氢化松香、1346g季戊四醇松香酯、1346g环氧大豆油、673g环氧油酸癸酯、337g防老剂264，在200℃下充分搅拌混合后，出料冷却得到极性透明的热熔压敏胶。
所得的碱性干电池标签用热熔压敏胶重量为17.1Kg，产率为98.8%，软化点为75℃，180℃下熔融粘度为5715mPa·s。
实施例3
一种碱性干电池标签用热熔压敏胶及其制备方法：以重量计，将1992g间苯二甲酸、432g 2,6-萘二甲酸、192g偏苯三酸酐、1840g 1,12-十二烷二酸、1736g乙二醇、900g 1,4-丁二醇、144g CHDM、730g异山梨醇、18.6g 二丁基二月桂酸锡、8g磷酸三苯酯、15g 四（2，4—二叔丁基苯基-4，4’联苯基）双亚膦酸酯加入打浆釜混合均匀，将打浆釜中物料压入酯化釜，在270℃下进行酯化反应，待馏出水量达到理论值93%时，酯化反应结束，将酯化产物压入缩聚釜，并向缩聚釜中加入1200g PEG-600、3g乙二醇铝，将温度升至280℃，并抽真空至100Pa进行缩聚反应，当搅拌功率达到预设值时缩聚结束，向釜中充氮气把缩聚产物压入混合釜，再向釜中加入2073g聚合萜烯树脂、2765g萜烯酚醛树脂、1382g松香改性酚醛树脂、1282g环氧大豆油、691g邻苯二甲酸二辛酯、346g抗氧剂1010 ，在200℃下充分搅拌混合后，出料冷却得到极性透明的热熔压敏胶。
所得的碱性干电池标签用热熔压敏胶重量为16.9Kg，产率为99.5%，软化点为85℃，180℃下熔融粘度为8240mPa·s。
实施例4
一种碱性干电池标签用热熔压敏胶及其制备方法：以重量计，将2160g 1,4-萘二甲酸、864g偏苯三酸酐、1,12-十二烷二酸、1984g乙二醇、2300g、1180g己二醇、720g CHDM、24.8g二丁基氧化锡、6g亚磷酸三苯酯、20g抗氧剂1098，加入打浆釜混合均匀，将打浆釜中物料压入酯化釜，在260℃下进行酯化反应，待馏出水量达到理论值93%时，酯化反应结束，将酯化产物压入缩聚釜，并向缩聚釜中加入1600g PEG-800、2g乙二醇钛、1g乙二醇铝，将温度升至270℃，并抽真空至120Pa进行缩聚反应，当搅拌功率达到预设值时缩聚结束，向釜中充氮气把缩聚产物压入混合釜，再向釜中加入2519g萜烯树脂、1679g液酚醛体萜烯树脂、2519g蒎烯树脂、2519g环氧油酸辛酯、420g防老剂264，在200℃下充分搅拌混合后，出料冷却得到极性透明的热熔压敏胶。
所得的碱性干电池标签用热熔压敏胶重量18.1Kg，产率为99.2%，软化点为88℃，180℃下熔融粘度为9470mPa·s。
实施例5
一种碱性干电池标签用热熔压敏胶及其制备方法：以重量计，将1660g对苯二甲酸、1660g间苯二甲酸、540g偏苯三酸酐、1460g己二酸、1550g乙二醇、944g己二醇、876g辛二醇、876g 异山梨醇、19.8g 二丁基氧化锡、12g磷酸三苯酯、25g抗氧剂1098，加入打浆釜混合均匀，将打浆釜中物料压入酯化釜，在260℃下进行酯化反应，待馏出水量达到理论值93%时，酯化反应结束，将酯化产物压入缩聚釜，并向缩聚釜中加入200g PEG-200、800gPEG-800、2g乙二醇钛、2乙二醇锑，将温度升至270℃，并抽真空至120Pa进行缩聚反应，当搅拌功率达到预设值时缩聚结束，向釜中充氮气把缩聚产物压入混合釜，再向釜中加入2509g萜烯树脂、3344g液体萜烯树脂、2509g聚合萜烯树脂、836g松香改性酚醛树脂、1672g邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯、863g环氧油酸丁酯、418g防老剂264，在200℃下充分搅拌混合后，出料冷却得到极性透明的热熔压敏胶。
所得的碱性干电池标签用热熔压敏胶重量20.0Kg，产率为99.5%，软化点为71℃，180℃下熔融粘度为4660mPa·s。
下面对实施例制备的聚酯热熔压敏胶及市场上热熔压敏胶样品进行相关性能测试对比。
其中压敏胶性能测试方法如下：
（1）初粘性：按照GB/T4852~2002进行测试，以球号表示初粘性大小。
（2）180°剥离强度：用电脑式试验机按照GB/T2792~1998进行测试。
（3）90°剥离持粘性：采用企业制定的检测方法进行测试。制备用酒精棉球将不锈钢板表面擦拭干净，停放干燥约10分钟。粘贴上标签并压平，使标签和不锈钢之间粘贴牢固，无间隙、无气泡，用2公斤垂直压力压20分钟并放置30分钟。然后在标签纵向的一段加规定重量的砝码，对标签垂直向下进行剥离。直至规定长度全部剥离脱开，并记下剥离脱开过程所用的时间。
表1实施例样品与市场上压敏胶性能对比测试结果
Claims (12)
1.一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1将刚性二元羧酸、偏苯三酸酐、脂肪族二元酸、脂肪族二元醇、非晶改性二元醇、酯化催化剂、稳定剂、耐高温抗氧剂加入打浆釜搅拌混合均匀；
步骤2将打浆釜中混合好的物料压入酯化釜，在催化剂作用下进行酯化反应，反应温度为250℃~270℃，反应压力常压，当水的馏出量为理论的93%以上时酯化结束；
步骤3将酯化产物压入缩聚釜，向釜中加入聚醚多元醇、缩聚催化剂，在265℃~285℃、小于120Pa压力下进行减压缩聚反应；
步骤4将缩聚产物压入混合釜并向釜中加入增粘树脂、软化剂、防老剂进行充分的熔融共混，共混温度为190℃~210℃，最后出料冷却得到聚酯热熔压敏胶。
2.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的刚性二元羧酸为间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的脂肪族二元酸为1,6-己二酸、1,10-癸二酸、1,12-十二烷二酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的脂肪族二元醇为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇中一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的非晶改性二元醇为1,4-环己烷二甲醇CHDM、异山梨醇 中一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的酯化催化剂为二丁基氧化锡、氯化亚锡、二丁基二月桂酸锡中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的聚醚多元醇为聚乙二醇PEG-200、PEG-400、PEG-600、PEG-800。
8.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的缩聚催化剂为锑系、钛系、铝系催化剂中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的稳定剂为磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯。
10.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的耐高温抗氧剂为四（2，4-二叔丁基苯基）-4，4’-联苯基双亚膦酸酯、抗氧剂1098中的一种。
11.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的软化剂为邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、环氧油酸丁酯、环氧油酸辛酯、环氧油酸癸酯中的一种或多种。
12.根据权利要求1所述的一种碱性干电池标签用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于：所述的增粘树脂为松香甘油酯、萜烯树脂、氢化松香、季戊四醇松香脂、萜烯酚醛树脂、松香改性酚醛树脂中一种或多种。
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