CN108047998A - 用于uhmwpe制品粘接的eva热熔胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶及其制备方法，该EVA热熔胶的原料包括以下重量份含量的组分：20‑80EVA，5‑30乙烯基共聚物，1‑15MAH，1‑10分散剂，0.1‑1.5引发剂，0‑1抑制剂，0‑1.5第二单体，10‑40的增黏剂，2‑5的石蜡，1‑3的抗氧剂，3‑15HDPE‑g‑MAH。制备方法：1)将乙烯基共聚物、MAH、分散剂混合均匀，与抑制剂、第二单体和引发剂，反应挤出造粒，与EVA、增黏剂、石蜡、抗氧剂、PE‑g‑MAH，熔融共混，挤出造粒制备得到热熔胶。与现有技术相比，本发明热熔胶可用于以点胶的形式直接在UHMWPE表面涂敷粘接，也可用于UHMWPE和金属表面的粘接。该制备过程操作简单，粘接迅速，且粘接强度高。

Description

用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘剂领域，且特别涉及一种热熔胶及其制备方法。
背景技术
热熔胶是一种通过加热熔化后涂胶，冷却即行固化的方式来实施粘接的胶黏剂。在世界能源向着节省资源、无公害、低成本和高性能发展的时代，热熔胶的发展受到了广泛关注。
热熔胶按基材不同可分为乙烯—醋酸乙烯(EVA)热熔胶、聚酯(PET)热熔胶、聚氨酯(PU)热熔胶等。EVA热熔胶占热熔胶消费总量的80％左右，是目前使用最多的一种粘接剂。主要用于包装、无线装订、家具装饰、塑料粘接等方面。EVA熔胶凝聚力大，熔融表面张力小，对几乎所有的物质均有热胶接力，且具有优良的耐药品性、热稳定性、耐候性和电气性能，粘接迅速、应用面广、无毒害、无污染等特点而被誉为“绿色胶粘”，引起越来越多的关注。
乙烯基共聚物为EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)，或EBA(乙烯-丙烯酯丁酯共聚物)或EMA(乙烯-丙烯酯甲酯共聚物)或EAA(乙烯-丙烯酯共聚物)或EEA(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)，其中乙烯—醋酸乙烯(EVA)是目前热熔胶应用最广的一种。
在聚烯烃塑料粘接中，特别是超高分子量聚乙烯(简称UHMWPE)，UHMWPE是一种粘均分子量在150万以上，具有-CH2-亚甲基结构的长分子链，由于UHMWPE的非极性，其与其它材料的粘附力低、缺乏界面亲和性等缺陷，很难用溶剂法粘接。而环氧树脂类工艺繁琐，价格高，不能实现自动化连续生产，使用较少。EVA热熔胶正好弥补其不足，可用于以点胶的形式直接在UHMWPE表面涂敷粘接，也可用于UHMWPE和金属表面的粘接。
但是EVA热熔胶也有明显的缺点：粘结强度相对较低，不耐低温、不耐脂肪油。这是由EVA热熔胶组合成分化学特性和物理结构所决定的。EVA树脂本身是一种热塑性树脂，其软化点较低，耐高低温性能有限。要辅料增黏剂的作用是降低熔融黏度以提高对被粘物的润湿能力和初黏性能，这些材料大多是相对分子质量较小的聚合物，同样不耐高低温。EVA热熔胶结构主体由不同性能的高分子材料共混而成，其胶体在制备和使用时耐热性有限，热稳定性不高，低温性能不好，限制了其使用范围。还因容易产生结皮，不适合大面积涂布粘接。EVA作为基础聚合物进行一定范围的配比调整已适应不了工业发展的技术要求，需对其进行改性才能适应更广泛的应用领域。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶及其制备方法。
本发明的目的之一在于，提供一种热熔胶，此热熔胶采用共聚物上接枝许多酸酐官能团，可与聚合物基体材料之间产生很强的化学键，增强EVA与UHMWPE之间的相容性和偶联性，与复配HDPE-g-MAH联合增容，提高两者之间的粘接性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，其特征在于，该EVA热熔胶的原料包括以下重量份含量的组分：20-80EVA，5-30乙烯基共聚物，1-15MAH，1-10分散剂，0.1-1.5引发剂，0-1抑制剂，0-1.5第二单体，10-40的增黏剂，2-5的石蜡，1-3的抗氧剂，3-15HDPE-g-MAH。
所述的EVA的VA含量18-40wt％，熔体流动速率MFR：3-500g/10min。
所述的乙烯基共聚物为EVA(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)，或EBA(乙烯丙烯酯丁酯共聚物)或EMA(乙烯丙烯酯甲酯共聚物)或EAA(乙烯丙烯酯共聚物)或EEA(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)中的一种。
所述的分散剂为丙酮、石油醚、苯、甲苯或二甲苯。
所述的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化二异丙苯(DCP)或过氧化苯甲酰(BPO)。
所述的抑制剂为二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺(MDCA)。
所述的第二单体为苯乙烯(st)、丙烯酸甲酯(MA)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)；
所述的增黏剂为萜烯树脂及其衍生物、松香树脂及其衍生物、石油树脂或环烷油，或者其中两种或多种的组合；
所述的石蜡为石油蜡或合成蜡；
所述的抗氧剂为受阻酚类、硫代酯类或复合抗氧剂类。
所述的石蜡为PE蜡或四[3-(3’,5’-二叔丁基–4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述的抗氧剂为抗氧剂1010或1076。
本发明的目的之二在于，提供一种上述热熔胶的制备方法，操作简单，有效提高制得的热熔胶的粘结效果。
一种用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)马来酸酐接枝乙烯基共聚物的制备：将乙烯基共聚物、MAH、分散剂加入高速混合机中，分散混合均匀，通过加料口加入到反应型双螺杆挤出机中，抑制剂、第二单体和引发剂通过反应挤出机的注射口加入到挤出机，反应挤出造粒而得到的马来酸酐接枝乙烯基共聚物。
2)将制得的乙烯基共聚物接枝物与EVA、增黏剂、石蜡、抗氧剂、HDPE-g-MAH，各组份通过强剪切密炼机熔融共混，经双螺杆挤出造粒制备得到热熔胶。
所述的挤出机的挤出成型温度为80-120℃。
与现有技术相比，本发明在热熔胶制备过程中溶剂使用量极少，生产设备简单，便于工业化生产。该热熔胶可用于以点胶的形式直接在UHMWPE表面涂敷粘接，也可用于UHMWPE和金属表面的粘接。该制备过程操作简单，粘接迅速，且粘接强度高。本发明提供的这种新型热熔胶具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
5％MAH先溶解在3％丙酮中形成溶液，然后在高速混合机中加入91％EVA缓慢加入MAH丙酮溶液，分散混合均匀，通过加料口加入到反应型双螺杆挤出机，在80℃温度条件下达到熔融状态后，再将0.5％BPO、0.3％DMF、苯乙烯0.2％通过反应挤出机的注射口加入到挤出机，反应挤出造粒而得到的EVA-g-MAH。然后将制得的25％EVA-g-MAH、40％EVA(VA：28％，MFR:400g/10min)、20％萜烯树脂、3.5％PE石蜡、1.5％抗氧剂1010、10％HDPE-g-MAH，各组份通过强剪切密炼机熔融共混，再经双螺杆在110℃温度挤出造粒制备得到热熔胶。
实施例2
2.5％MAH先溶解在3％丙酮中形成溶液，然后在高速混合机中加入93.5％EEA缓慢加入MAH丙酮溶液，分散混合均匀，通过加料口加入到反应型双螺杆挤出机，在90℃温度条件下达到熔融状态后，再将0.5％AIBN、0.5％DMF通过反应挤出机的注射口加入到挤出机，反应挤出造粒而得到的EEA-g-MAH。然后将制得的30％EEA-g-MAH、50％EVA(VA：30％，MFR:125g/10min)、8％萜烯树脂、3％PE石蜡、1％抗氧剂1010、8％HDPE-g-MAH，各组份通过强剪切密炼机熔融共混，再经双螺杆在120℃温度挤出造粒制备得到热熔胶。
实施例3
7.5％MAH先溶解在2％石油醚中形成溶液，然后在高速混合机中加入90％EMA缓慢加入MAH石油醚溶液，分散混合均匀，通过加料口加入到反应型双螺杆挤出机，在85℃温度条件下达到熔融状态后，再将0.3％DCP、0.1％MDCA、MA0.1％通过反应挤出机的注射口加入到挤出机，反应挤出造粒而得到的EMA-g-MAH。然后将制得的25％EMA-g-MAH、55％EVA(VA：38％，MFR:60g/10min)、10％萜烯树脂、3.5％PE石蜡、1.5％抗氧剂1076、5％HDPE-g-MAH，各组份通过强剪切密炼机熔融共混，再经双螺杆在105℃温度挤出造粒制备得到热熔胶。
实施例4
10％MAH先溶解在8％丙酮中形成溶液，然后在高速混合机中加入80.5％EMA缓慢加入MAH丙酮溶液，分散混合均匀，通过加料口加入到反应型双螺杆挤出机，在90℃温度条件下达到熔融状态后，再将0.5％DCP、0.5％MDCA、苯乙烯0.5％通过反应挤出机的注射口加入到挤出机，反应挤出造粒而得到的EMA-g-MAH。然后将制得的15％EMA-g-MAH、40％EVA(VA：28％，MFR:300g/10min)、35％松香树脂、3.5％PE石蜡、1％抗氧剂1076、5.5％HDPE-g-MAH，各组份通过强剪切密炼机熔融共混，再经双螺杆在110℃温度挤出造粒制备得到热熔胶。
实施例5
7.5％MAH先溶解在5.5％丙酮中形成溶液，然后在高速混合机中加入86％EVA缓慢加入MAH丙酮溶液，分散混合均匀，通过加料口加入到反应型双螺杆挤出机，在90℃温度条件下达到熔融状态后，再将0.4％BPO、0.5％DMF、苯乙烯0.1％通过反应挤出机的注射口加入到挤出机，反应挤出造粒而得到的EVA-g-MAH。然后将制得的25％EVA-g-MAH、50％EVA(VA：18％，MFR:500g/10min)、15％萜烯树脂、2％PE石蜡、0.5％抗氧剂1010、7.5％HDPE-g-MAH，各组份通过强剪切密炼机熔融共混，再经双螺杆在120℃温度挤出造粒制备得到热熔胶。
实施例6
15％MAH先溶解在10％甲苯中形成溶液，然后在高速混合机中加入73.7％EEA缓慢加入MAH甲苯溶液，分散混合均匀，通过加料口加入到反应型双螺杆挤出机，在95℃温度条件下达到熔融状态后，再将0.5％AIBN、0.3％DMF、MMA0.5％通过反应挤出机的注射口加入到挤出机，反应挤出造粒而得到的EEA-g-MAH。然后将制得的26.5％EEA-g-MAH、30％EVA(VA：28％，MFR:400g/10min)、35％松香树脂、3％PE石蜡、0.5％抗氧剂1010、5％HDPE-g-MAH，各组份通过强剪切密炼机熔融共混，再经双螺杆在110℃温度挤出造粒制备得到热熔胶。
实施例7
一种用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，该EVA热熔胶的原料包括以下重量份含量的组分：20EVA，乙烯基共聚物30，1MAH，1分散剂，0.1引发剂，40的增黏剂，5的石蜡，3的抗氧剂，15HDPE-g-MAH。
上述用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶的制备方法，包括以下步骤：
1)马来酸酐接枝乙烯基共聚物的制备：将乙烯基共聚物、MAH、分散剂加入高速混合机中，分散混合均匀，通过加料口加入到反应型双螺杆挤出机中，引发剂通过反应挤出机的注射口加入到挤出机，于80-120℃反应挤出造粒而得到的马来酸酐接枝乙烯基共聚物。
2)将制得的乙烯基共聚物接枝物与EVA、增黏剂、石蜡、抗氧剂、HDPE-g-MAH，各组份通过强剪切密炼机熔融共混，经双螺杆挤出造粒制备得到热熔胶。
实施例8
一种用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，该EVA热熔胶的原料包括以下重量份含量的组分：80EVA，乙烯基共聚物5，15MAH，10分散剂，1.5引发剂，1抑制剂，1.5第二单体，10的增黏剂，2的石蜡，1的抗氧剂，3HDPE-g-MAH。
上述用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶的制备方法，包括以下步骤：
1)马来酸酐接枝乙烯基共聚物的制备：将乙烯基共聚物、MAH、分散剂加入高速混合机中，分散混合均匀，通过加料口加入到反应型双螺杆挤出机中，抑制剂、第二单体和引发剂通过反应挤出机的注射口加入到挤出机，于80-120℃反应挤出造粒而得到的马来酸酐接枝乙烯基共聚物。
2)将制得的乙烯基共聚物接枝物与EVA、增黏剂、石蜡、抗氧剂、HDPE-g-MAH，各组份通过强剪切密炼机熔融共混，经双螺杆挤出造粒制备得到热熔胶。
上述各实施例得到的材料的性能表如下：

Claims (10)

1.一种用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，其特征在于，该EVA热熔胶的原料包括以下重量份含量的组分：20-80EVA，5-30乙烯基共聚物，1-15MAH，1-10分散剂，0.1-1.5引发剂，0-1抑制剂，0-1.5第二单体，10-40的增黏剂，2-5的石蜡，1-3的抗氧剂，3-15HDPE-g-MAH。
2.根据权利要求1所述的用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，其特征在于，所述的EVA的VA含量18-40wt％，熔体流动速率MFR：3-500g/10min。
3.根据权利要求1所述的用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，其特征在于，所述的乙烯基共聚物为EVA(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)，或EBA(乙烯丙烯酯丁酯共聚物)或EMA(乙烯丙烯酯甲酯共聚物)或EAA(乙烯丙烯酯共聚物)或EEA(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)中的一种。
4.根据权利要求1所述的用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，其特征在于，所述的分散剂为丙酮、石油醚、苯、甲苯或二甲苯。
5.根据权利要求1所述的用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，其特征在于，所述的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)、过氧化二异丙苯(DCP)或过氧化苯甲酰(BPO)。
6.根据权利要求1所述的用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，其特征在于，所述的抑制剂为二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺(MDCA)。
7.根据权利要求1所述的用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，其特征在于，所述的第二单体为苯乙烯(st)、丙烯酸甲酯(MA)或甲基丙烯酸甲酯(MMA)；
所述的增黏剂为萜烯树脂及其衍生物、松香树脂及其衍生物、石油树脂或环烷油，或者其中两种或多种的组合；
所述的石蜡为石油蜡或合成蜡；
所述的抗氧剂为受阻酚类、硫代酯类或复合抗氧剂类。
8.根据权利要求7所述的用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶，其特征在于，所述的石蜡为PE蜡或四[3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
所述的抗氧剂为抗氧剂1010或1076。
9.一种如权利要求1所述的用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)马来酸酐接枝乙烯基共聚物的制备：将乙烯基共聚物、MAH、分散剂加入高速混合机中，分散混合均匀，通过加料口加入到反应型双螺杆挤出机中，抑制剂、第二单体和引发剂通过反应挤出机的注射口加入到挤出机，反应挤出造粒而得到的马来酸酐接枝乙烯基共聚物。
2)将制得的乙烯基共聚物接枝物与EVA、增黏剂、石蜡、抗氧剂、HDPE-g-MAH，各组份通过强剪切密炼机熔融共混，经双螺杆挤出造粒制备得到热熔胶。
10.根据权利要求9所述的用于UHMWPE制品粘接的EVA热熔胶的制备方法，其特征在于，所述的挤出机的挤出成型温度为80-120℃。
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