CN105969248B - 一种聚烯烃热熔胶及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚烯烃热熔胶及其制备方法与应用，该聚烯烃热熔胶由如下重量百分数的组分制备而成：合成蜡1‑10％、聚烯烃30‑90％、石油树脂5‑33％、聚丁二烯3‑25％、抗氧剂1‑2％、填料0‑25％。本发明通过研究密封胶泥、海绵、塑料密封条、热熔胶的性能及在空调器应用的操作性、安全性、可靠性，研究开发适合于空调器及类似功能产品用聚烯烃热熔胶，该聚烯烃热熔胶具有优异的操作性能，适合自动、半自动化流水线作业；具有优异的性能稳定性，在长时间高温、高湿、低温、紫外光照射等严苛条件下，不会出现断裂、粉化、降解等现象，长期使用，不影响热交换器内部构件，安全、可靠。

Description

一种聚烯烃热熔胶及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及热熔胶应用领域，更具体地说，涉及一种聚烯烃热熔胶及其制备方法与应用。

背景技术

目前国内、外空调行业，家用房间空调器热交换器的密封普遍采用密封胶泥、海绵、塑料密封条、EVA类热熔胶等材料密封，由于受材料性能及生产过程控制的影响，对产品质量和性能均存在不同程度的影响，困扰行业发展。

1、密封胶泥、海绵密封：

1)胶泥、海绵密封，需将胶泥、海绵压紧，同时需用3个不锈钢卡钩进行固定，成本高、劳动强度大，效率低。

2)胶泥、海绵密封，受胶泥、海绵材料特性限制，生产过程完全靠人工手工装配，无法实现机械化、自动化生产，生产工艺落实，产能较低。

2、塑料密封条密封：

1)塑料密封条密封，材质通常为PP，在空调器制热、制冷的工况下，存在热胀、冷缩、变形等现象，密封性较差，影响产品性能及舒适性。

2)塑料密封条密封，通常密封条与换热器配合，采用卡扣进行固定，生产过程全靠人工手工装配，无法实现机械化、自动化生产，生产工艺落实，产能较低。

3、EVA类热熔胶密封：

1)EVA热熔胶密封，在空调制热、制冷循环过程中，存在热胀、冷缩、变形、断裂、脱胶等现象，密封效果不佳，影响空调的控温精度。

2)EVA热熔胶密封，受材料特性限制，密封条本身性能稳定性差，易老化，在空调长期使用过程中，存在降解、粉化等现象，无法保证空调长期使用后的密封要求。

3)EVA热熔胶PH值小于7，呈酸性，在热交换器高温高湿条件下，会对热交换器中的金属刺片及铜管产生腐蚀作用。

4)EVA热熔胶耐高温效果较差，空调出现短路问题时，热交换器温度高达120℃，可将EVA胶条融化，造成垂流现象，从而无法正常密封且影响空调内部构件。

综上，目前国内、外空调行业，家用房间空调器热交换器的密封工艺较为落后，难以满足行业发展及国家产业升级，需研究新材料、新工艺以促进行业发展及产业升级。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种聚烯烃热熔胶及其制备方法，本方案通过研究密封胶泥、海绵、塑料密封条、热熔胶的性能及在空调器应用的操作性、安全性、可靠性，研究开发适合于空调器及类似功能产品用聚烯烃热熔胶，该聚烯烃热熔胶具有优异的操作性能，适合自动、半自动化流水线作业；具有优异的性能稳定性，在长时间高温、高湿、低温、紫外光照射等严苛条件下，不会出现断裂、粉化、降解等现象，长期使用，不影响热交换器内部构件，安全、可靠。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种聚烯烃热熔胶，由如下重量百分数的组分制备而成：

本发明所述的聚烯烃热熔胶，其中，所述合成蜡为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、费托蜡中的一种。

本发明所述的聚烯烃热熔胶，其中，所述聚烯烃为非晶态α-烯烃共聚物或聚烯烃弹性体。

本发明所述的聚烯烃热熔胶，其中，所述石油树脂为碳五石油树脂或氢化石油树脂。

本发明所述的聚烯烃热熔胶，其中，所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述填料为碳酸钙、高岭土、二氧化硅、有机蒙脱土中的一种。

本发明还提供一种如上所述的聚烯烃热熔胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)确认反应釜底阀关闭，打开蒸汽加热，开启搅拌桨，缓慢加入聚丁二烯和抗氧剂，其中聚丁二烯的加入量为其用量的50％；

(2)将反应釜温度升至160-170℃，均匀加入聚烯烃及合成蜡；

(3)待聚烯烃完全加入，用刮板将反应釜的罐壁及搅拌浆上聚烯烃刮下，搅拌约60分钟后取样是否完全熔化，若聚烯烃、合成蜡未完全熔化，仍有颗粒存在，则继续搅拌，记录延长搅拌时间，直到聚烯烃、合成蜡完全熔化；

(4)均匀投入剩余量的聚丁二烯和石油树脂，加入石油树脂过程放缓投料速度，避免反应釜温度急速降温；

(5)待原料全部加入后，开启真空泵抽真空，保持反应釜内温度在160-170℃，当真空度在0.07以上，物料不再涨料时，抽真空20-40分钟；抽真空的目的在于去除胶中的气泡，生产过程中，原材料融化初期以及搅拌过程都会产生气泡，而气泡会影响后期造粒过程，例如无法造粒，或者成品胶粒中有小气泡，不饱满等。从后续使用来说，客户使用热熔胶，胶粒有气泡不仅影响产品外观，同样也会影响热熔胶的使用性能。

(6)将抽完真空后反应釜内的熔融料进行过滤；

(7)依次经过分布器、冷却系统，切粒机和烘干系统，经检验合格后，即为成品聚烯烃热熔胶。

本发明所述的聚烯烃热熔胶的制备方法，其中，所述步骤(2)投入聚烯烃过程中放慢投料速度，每加入10％聚烯烃后间隔2分钟再投料。

本发明所述的聚烯烃热熔胶的制备方法，其中，所述步骤(5)中，当反应釜内温度低于150℃，则需延长抽真空的时间，即延长20分钟。即，当釜内温度是160-170℃，那仅需抽真空20-40分钟，当釜内温度低于150℃时，需在20-40分钟基础上再延长20分钟，也就是要40-60分钟。这步操作的原因是，热熔胶的粘度(流动性的指标)与温度有关，温度越高，粘度越低，也就是越稀，温度越低，粘度越高，也就是越稠。所以温度在150℃以下，意味着胶变稠了。流体越稠，流体内部的气泡受到的流体本身阻力就越大，更难上浮至表面(被抽走)，因而需要延长抽真空时间，确保完全抽真空至无气泡。

本发明所述的聚烯烃热熔胶的制备方法，其中，所述步骤(6)中过滤用不锈钢滤网为200目。

本发明还提供一种如上所述的聚烯烃热熔胶在空调热交换器折角填缝密封中的应用。空调用换热器通常由多组件构成，组件间连接处存在一定间隙或者连接处换热片较薄，存在漏风现象，影响换热效果，从而影响换热器的换热性能及空调器性能。经对热熔胶及空调器性能的可靠性研究表明，热熔胶在合理的配方下，可满足空调器的制冷、制热循环的性能要求，可用于空调换热器的粘接、密封，以确保空调器性能的稳定性。

实施本发明的聚烯烃热熔胶及其制备方法，具有以下有益效果：

(1)本申请通过研究密封胶泥、海绵、塑料密封条、热熔胶的性能及在空调器应用的操作性、安全性、可靠性，研究开发适合于空调器及类似功能产品用聚烯烃热熔胶，该聚烯烃热熔胶具有优异的操作性能，适合自动、半自动化流水线作业；具有优异的性能稳定性，在长时间高温、高湿、低温、紫外光照射等严苛条件下，不会出现断裂、粉化、降解等现象，长期使用，不影响热交换器内部构件，安全、可靠；

(2)关于制备工艺，因为普通热熔胶的工艺要求是较低的，只是单纯的物理混合，没有反应过程，在本发明的制备工艺中，主要的重点是a、原料加入顺序(有些原料后加是不会再融化的)；b、加热温度，因为原料中部分原料软化点较高，需要相应温度要求，因此本发明的反应釜的温度保持在160-170℃整个制备工艺中关键的步骤之一；温度低于150℃以下，会导致组分中的聚烯烃和高熔点蜡无法融化，无法均匀混合，相当于有原料未加；温度高于180℃时，由于生产时间较长，长时间加热搅拌，会导致成品降解，各种性能都大幅度下降，外观也会颜色加深；c、生产过程中抽样的重要性在于加入某种原料后，保证此种原料完全融化，尤其是，加入聚烯烃和蜡时，搅拌过程需确认原料已完全融化，因为每一次加入新的原料进反应釜都会导致釜内温度迅速下降，原料未确认完全融化的情况下，后续可能导致该原料无法再融化，最终成品中会有该未融化的原料颗粒存在，严重影响成品的性能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明较佳实施例的聚烯烃热熔胶在空调交换器中的应用示意图；

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

一种聚烯烃热熔胶，由如下重量百分数的组分制备而成：

其中，所述合成蜡为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、费托蜡中的一种。所述聚烯烃为非晶态α-烯烃共聚物或聚烯烃弹性体。所述石油树脂为碳五石油树脂或氢化石油树脂。所述抗氧剂为抗氧剂1010。

上述的聚烯烃热熔胶在空调热交换器折角填缝密封中的应用，如图1所示。空调用换热器通常由多组件构成，组件间连接处存在一定间隙或者连接处换热片较薄，存在漏风现象，影响换热效果，从而影响换热器的换热性能及空调器性能。经对热熔胶及空调器性能的可靠性研究表明，热熔胶在合理的配方下，可满足空调器的制冷、制热循环的性能要求，可用于空调换热器的粘接、密封，以确保空调器性能的稳定性。

实施例1聚烯烃热熔胶由如下重量百分数的组分制备而成：

实施例2聚烯烃热熔胶由如下重量百分数的组分制备而成：

实施例3聚烯烃热熔胶由如下重量百分数的组分制备而成：

上述实施例1-3的聚烯烃热熔胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)确认反应釜底阀关闭，打开蒸汽加热，开启搅拌桨，缓慢加入聚丁二烯和抗氧剂，其中聚丁二烯的加入量为其用量的50％；

(2)将反应釜温度升至160-170℃，均匀加入聚烯烃及合成蜡；投入聚烯烃过程中放慢投料速度，每加入10％聚烯烃后间隔2分钟再投料。其中，加入10％聚烯烃即指聚烯烃十分之一的加入量。该步骤的目的在于保证聚烯烃能够完全溶解于配料中，若一次性加入过多聚烯烃会导致反应釜内温度大幅下降，釜内原料粘度高，搅拌桨无法转动，导致搅拌机跳闸或者烧坏机器。

(3)待聚烯烃完全加入，用刮板将反应釜的罐壁及搅拌浆上聚烯烃刮下，搅拌约60分钟后取样是否完全熔化，若聚烯烃、合成蜡未完全熔化，仍有颗粒存在，则继续搅拌，记录延长搅拌时间，直到聚烯烃、合成蜡完全熔化；

(4)均匀投入剩余量的聚丁二烯和石油树脂，加入石油树脂过程放缓投料速度，避免反应釜温度急速降温；

(5)待原料全部加入后，开启真空泵抽真空，保持反应釜内温度在160-170℃，当真空度在0.07以上，物料不再涨料时，抽真空20-40分钟；

(6)将抽完真空后反应釜内的熔融料进行过滤，过滤用不锈钢滤网为200目；

(7)依次经过分布器、冷却系统，切粒机和烘干系统，经检验合格后，即为成品聚烯烃热熔胶。

关于制备工艺，因为普通热熔胶的工艺要求是较低的，只是单纯的物理混合，没有反应过程，在本发明的制备工艺中，主要的重点是1、原料加入顺序(有些原料后加是不会再融化的)；2、加热温度，因为原料中部分原料软化点较高，需要相应温度要求，因此本发明的反应釜的温度保持在160-170℃整个制备工艺中关键的步骤之一；温度低于150℃以下，会导致组分中的聚烯烃和高熔点蜡无法融化，无法均匀混合，相当于有原料未加；温度高于180℃时，由于生产时间较长，长时间加热搅拌，会导致成品降解，各种性能都大幅度下降，外观也会颜色加深；3、生产过程中抽样的重要性在于加入某种原料后，保证此种原料完全融化，尤其是，加入聚烯烃和蜡时，搅拌过程需确认原料已完全融化，因为每一次加入新的原料进反应釜都会导致釜内温度迅速下降，原料未确认完全融化的情况下，后续可能导致该原料无法再融化，最终成品中会有该未融化的原料颗粒存在，严重影响成品的性能。

成品的效果验证：

根据本发明配比制备的空调热交换器折角填缝密封聚烯烃热熔胶经第三方检测机构测试，性能参数数据见表1-3：(表格中恒定湿热测试条件为85℃，湿度85％，168h；低温测试条件为-20℃，168h；温湿循环测试条件为高低温循环，每循环时间为24h，总共6个循环)：

表1实施例1的成品性能结果

表2实施例2的成品性能结果

表3实施例3的成品性能结果

由表1-3所示，本发明制备的聚烯烃热熔胶，尤其是实施例1的聚烯烃热熔胶，具有操作稳定方便、热粘力高、耐高温效果好(＞120℃不垂流)、低温性能优异(＜-20℃胶体折弯不断裂)、耐高温高湿性能优异(85℃、85％湿度条件下，胶体不粉化、不断裂、不降解)、抗紫外老化性能优异(300W紫外灯照射1440小时，胶体不粉化、不断裂、不降解)、环保、美观，保证长期有效防风和防水，适用于自动、半自动流水线生产作业的优点。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用在空调热交换器折角填缝密封中的聚烯烃热熔胶的制备方法，其特征在于，该聚烯烃热熔胶由如下重量百分数的组分制备而成：

合成蜡 1-10%

聚烯烃 30-90%

石油树脂 5-33%

聚丁二烯 3-25%

抗氧剂 1-2%

填料 0-25%；

所述聚烯烃热熔胶的制备方法，包括如下步骤：

（1）确认反应釜底阀关闭，打开蒸汽加热，开启搅拌桨，缓慢加入聚丁二烯和抗氧剂，其中聚丁二烯的加入量为其用量的50%；

（2）将反应釜温度升至160-170℃， 均匀加入聚烯烃及合成蜡；投入聚烯烃过程中放慢投料速度，每加入10%聚烯烃后间隔2分钟再投料；

（3）待聚烯烃完全加入，用刮板将反应釜的罐壁及搅拌浆上聚烯烃刮下，搅拌60分钟后取样是否完全熔化，若聚烯烃、合成蜡未完全熔化，仍有颗粒存在，则继续搅拌，记录延长搅拌时间，直到聚烯烃、合成蜡完全熔化；

（4）均匀投入剩余量的聚丁二烯和石油树脂，加入石油树脂过程放缓投料速度，避免反应釜温度急速降温；

（5）待原料全部加入后，开启真空泵抽真空，保持反应釜内温度在160-170℃，当真空度在0.07以上，物料不再涨料时，抽真空20-40分钟；当反应釜内温度低于150℃，则需延长抽真空的时间，即延长20分钟；

（6）将抽完真空后反应釜内的熔融料进行过滤；

（7）依次经过分布器、冷却系统，切粒机和烘干系统，经检验合格后，即为成品聚烯烃热熔胶。

2.根据权利要求1所述的聚烯烃热熔胶的制备方法，其特征在于，所述合成蜡为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、费托蜡中的一种。

3.根据权利要求1所述的聚烯烃热熔胶的制备方法，其特征在于，所述聚烯烃为非晶态α-烯烃共聚物或聚烯烃弹性体。

4.根据权利要求1所述的聚烯烃热熔胶的制备方法，其特征在于，所述石油树脂为碳五石油树脂或氢化石油树脂。

5.根据权利要求1所述的聚烯烃热熔胶的制备方法，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述填料为碳酸钙、高岭土、二氧化硅、有机蒙脱土中的一种。

6.根据权利要求1所述的聚烯烃热熔胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中过滤用不锈钢滤网为200目。

7.一种如权利要求1所述的聚烯烃热熔胶的应用，其特征在于，应用在空调热交换器折角填缝密封中。