CN108441148B - 一种高滚球初粘力热熔胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高滚球初粘力热熔胶，以重量份计，组成至少包括热塑性弹性体100份、橡胶油40‑60份、改性EPDM10‑20份、增粘树脂20‑30份、填料5‑15份、抗氧剂1‑5份。

Description

一种高滚球初粘力热熔胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及热熔胶领域，尤其涉及一种高滚球初粘力热熔胶及其制备方法。
背景技术
快递又称速递或快运，是指物流企业(含货运代理)通过自身的独立网络或以联营合作(即联网)的方式，将用户委托的文件或包裹，快捷而安全地从发件人送达收件人的门到门(手递手)的新型运输方式。在快递行业中，寄件上都要用到标签，在标签的使用过程中，客户要求面单能够快速贴好，在使用过程中不会掉标。因此，对标签所用的胶粘剂有剥离强度的要求。此外，我国由于幅员辽阔，温度差异较大，通常的胶粘剂在气温较低的时候，粘结强度会减弱。也会给客户的使用带来不便之处。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的第一方面提供一种高滚球初粘力热熔胶，以重量份计，组成至少包括热塑性弹性体100份、橡胶油40-60份、改性EPDM10-20份、增粘树脂20-30份、填料5-15份、抗氧剂1-5份。
在一些实施方式中，所述热塑性弹性体为苯乙烯系热塑性弹性体。
在一些实施方式中，所述热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的至少一种。
在一些实施方式中，所述橡胶油选自石油系橡胶油、松油系橡胶油、煤焦油系橡胶油、脂肪油系橡胶油中的至少一种。
在一些实施方式中，所述改性EPDM为酸酐改性EPDM。
在一些实施方式中，所述酸酐为吡啶-3,4-二羧酸酐或2,3-吡啶二羧酸酐。
在一些实施方式中，所述酸酐为吡啶-3,4-二羧酸酐。
在一些实施方式中，所述增粘树脂选自α-萜烯树脂、β-萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、C5/C9石油树脂、二环戊二烯树脂、古马隆-茚树脂中的至少一种。
在一些实施方式中，所述抗氧剂选自四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇、β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、硫代二丙酸十八酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基)苯酯中的至少一种。
本发明的第二方面提供一种如上所述的高滚球初粘力热熔胶的制备方法，包括如下步骤：在惰性气体气氛下，向反应釜中加入热塑性弹性体100份、改性EPDM10-20份、增粘树脂20-30份，加热至240-260℃，搅拌2-3h，搅拌速率为700-1000rpm，然后加入橡胶油40-60份、填料5-15份、抗氧剂1-5份，再继续搅拌3-4h，然后抽真空，出料，定型，即得。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
本发明的第一方面提供一种高滚球初粘力热熔胶，以重量份计，组成至少包括热塑性弹性体100份、橡胶油40-60份、改性EPDM10-20份、增粘树脂20-30份、填料5-15份、抗氧剂1-5份。
在一些实施方式中，所述热塑性弹性体为苯乙烯系热塑性弹性体。
在一些实施方式中，所述热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的至少一种。
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为SBS，由于SBS在烃类溶剂中具有很好的溶解能力，溶解快、稳定性好、内聚力强，避免了用芳香烃溶剂对人体健康的危害。加上SBS胶粘剂良好的弹性、粘接强度和低温性能，粘度低、抗蠕变性能优于一般EVA类、丙烯酸系粘合剂。
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物为SIS，它具有优异的波纹密封性和高温保持力，其独特的微观分相结构决定了它在用做粘合剂时具有独特的优越性，配制成的压敏胶和热熔胶广泛应用于医疗、电绝缘、包装、保护掩蔽、标志、粘接固定等领域，特别是其生产热熔压敏胶(HMPSA)，具有不含溶剂、无公害、能耗小、设备简单、粘接范围广的特点。
苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物为SEBS，SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。
苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物为SEPS，SIS氢化后使其中的聚异戊二烯转变为聚乙烯(E)和聚丙烯链段，则得饱和型SIS(SEPS)。
在一些优选的实施方式中，所述热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物，其中，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量比为4：1。
在一些实施方式中，所述橡胶油选自石油系橡胶油、松油系橡胶油、煤焦油系橡胶油、脂肪油系橡胶油中的至少一种。
橡胶油在橡胶加工时，配合到胶料中，既能改善胶料的塑性、降低胶料的粘度和混炼时的温度、节省动力消耗，即改善橡胶的加工性，有助于其他混合剂的分散和混合，对压延和挤出起润滑作用，又能降低硫化胶的硬度，提高硫化胶扯断强度、伸长率、耐寒性等物理机械性能。也就是说，在橡胶生产过程中所加入的油为橡胶油。
橡胶本身的硬度较高，若再加入其它填料或骨架材料，橡胶的硬度会更高，在橡胶的胶料中加入一定的橡胶油，可以使得橡胶更加柔软并且具有良好的弹性。
在一些优选的实施方式中，所述橡胶油选自石油系橡胶油。
在一些优选的实施方式中，所述橡胶油选自链烷类油、环烷类油、芳香类油中的至少一种。
链烷烃的碳原子数占整个油的碳原子数的50％以上的橡胶油为链烷类油。环烷烃的环上碳原子数占30-40％的橡胶油为环烷类油。芳香环碳原子数占35％以上的橡胶油为芳香类油。
在一些优选的实施方式中，所述橡胶油优选为环烷类油和芳香类油的混合物，所述环烷类油与芳香类油的重量比为5：1。
发明人在研究中发现，在本发明提供的热熔胶中加入的环烷类油和芳香类油的重量比为5：1时，能够让热熔胶具有比较好的低温性能，以及比较好的相容性。作为快递标签胶使用的时候，能够在低温下具有较好的粘结性能，和较长的存放时间。
所述环烷类油可以是4010环烷油，所述芳香类油可以是TDAE油。
在一些实施方式中，所述改性EPDM为酸酐改性EPDM。
在一些实施方式中，所述酸酐为吡啶-3,4-二羧酸酐或2,3-吡啶二羧酸酐。
在一些实施方式中，所述酸酐为吡啶-3,4-二羧酸酐。
EPDM是三元乙丙橡胶，是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物。其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异。非共轭二烯烃具有特殊的结构，只有两键之一的才能共聚，不饱和的双键主要是作为交链处。另一个不饱和的不会成为聚合物主链，只会成为边侧链。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的。这个特性使得三元乙丙可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧。
吡啶-3,4-二羧酸酐的CAS号为4664-08-8，2,3-吡啶二羧酸酐的CAS号为699-98-9，酸酐改性EPDM能够防止热熔压敏胶在低温条件下的初粘减弱，本产品可以解决标签胶低温的困扰。
所述改性EPDM的制备方法为，将EPDM和酸酐以重量比100：8加入到混炼机中，在185℃下共混3h，挤出，即得。
在一些优选的实施方式中，所述填料选自氧化锌。
在标签行业的一些细分应用里，例如特殊的快递面单，对热熔压敏胶的滚球初粘要求较高，快速贴标，在使用过程中不会掉标。目前市面热熔压敏胶产品可以满足客户的剥离强度需求，但不同同时满足高滚球初粘的要求，本产品在能满足客户的高剥离强度同时，大幅提升了产品的滚球初粘性能，特别是低温下的初粘性能。
在一些实施方式中，所述增粘树脂选自α-萜烯树脂、β-萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、C5/C9石油树脂、二环戊二烯树脂、古马隆-茚树脂中的至少一种。
在一些实施方式中，所述抗氧剂选自四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇、β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、硫代二丙酸十八酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基)苯酯中的至少一种。
本发明的第二方面提供一种如上所述的高滚球初粘力热熔胶的制备方法，包括如下步骤：在惰性气体气氛下，向反应釜中加入热塑性弹性体100份、改性EPDM10-20份、增粘树脂20-30份，加热至240-260℃，搅拌2-3h，搅拌速率为700-1000rpm，然后加入橡胶油40-60份、填料5-15份、抗氧剂1-5份，再继续搅拌3-4h，然后抽真空，出料，定型，即得。
下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
实施例1
热熔胶，以重量份计，组成包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、4010环烷油37.5份、TDAE油7.5份、改性EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份。
所述改性EPDM的制备方法为，将EPDM和吡啶-3,4-二羧酸酐以重量比100：8加入到混炼机中，在185℃下共混3h，挤出，即得。
热熔胶制备方法，包括如下步骤：在惰性气体气氛下，向反应釜中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、改性EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份，加热至255℃，搅拌2.5h，搅拌速率为820rpm，然后加入4010环烷油37.5份、TDAE油7.5份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份，再继续搅拌3.5h，然后抽真空，出料，定型，即得。
实施例2
热熔胶，以重量份计，组成包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、4010环烷油37.5份、TDAE油7.5份、改性EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份。
所述改性EPDM的制备方法为，将EPDM和2,3-吡啶二羧酸酐以重量比100：8加入到混炼机中，在185℃下共混3h，挤出，即得。
热熔胶制备方法，包括如下步骤：在惰性气体气氛下，向反应釜中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、改性EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份，加热至255℃，搅拌2.5h，搅拌速率为820rpm，然后加入4010环烷油37.5份、TDAE油7.5份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份，再继续搅拌3.5h，然后抽真空，出料，定型，即得。
实施例3
热熔胶，以重量份计，组成包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、4010环烷油45份、改性EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份。
所述改性EPDM的制备方法为，将EPDM和吡啶-3,4-二羧酸酐以重量比100：8加入到混炼机中，在185℃下共混3h，挤出，即得。
热熔胶制备方法，包括如下步骤：在惰性气体气氛下，向反应釜中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、改性EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份，加热至255℃，搅拌2.5h，搅拌速率为820rpm，然后加入4010环烷油45份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份，再继续搅拌3.5h，然后抽真空，出料，定型，即得。
实施例4
热熔胶，以重量份计，组成包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、TDAE油45份、改性EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份。
所述改性EPDM的制备方法为，将EPDM和吡啶-3,4-二羧酸酐以重量比100：8加入到混炼机中，在185℃下共混3h，挤出，即得。
热熔胶制备方法，包括如下步骤：在惰性气体气氛下，向反应釜中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、改性EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份，加热至255℃，搅拌2.5h，搅拌速率为820rpm，然后加入TDAE油45份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份，再继续搅拌3.5h，然后抽真空，出料，定型，即得。
实施例5
热熔胶，以重量份计，组成包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、4010环烷油37.5份、TDAE油7.5份、改性EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份。
所述改性EPDM的制备方法为，将EPDM和马来酸酐以重量比100：8加入到混炼机中，在185℃下共混3h，挤出，即得。
热熔胶制备方法，包括如下步骤：在惰性气体气氛下，向反应釜中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、改性EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份，加热至255℃，搅拌2.5h，搅拌速率为820rpm，然后加入4010环烷油37.5份、TDAE油7.5份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份，再继续搅拌3.5h，然后抽真空，出料，定型，即得。
实施例6
热熔胶，以重量份计，组成包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、4010环烷油37.5份、TDAE油7.5份、EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份。
热熔胶制备方法，包括如下步骤：在惰性气体气氛下，向反应釜中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物80份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物20份、EPDM18份、C5石油树脂10份、C9石油树脂15份，加热至255℃，搅拌2.5h，搅拌速率为820rpm，然后加入4010环烷油37.5份、TDAE油7.5份、氧化锌8份、2，6-二叔丁基4-甲基苯酚2份，再继续搅拌3.5h，然后抽真空，出料，定型，即得。
测试方法
1.初粘性能测试
用滚球法初粘性测定仪对实施例1-6进行测试，观察滚下的钢球是否在测试段内被粘住(停止移动逾5s以上)。从大至小，取不同球号的钢球进行适当次测试，直至找到测试段能粘住的最大球号钢球，记录钢球球号记为A。
然后将实施例1-6于-18℃存放72h，取出后，立即用滚球法初粘性测定仪测试，同样，记录钢球球号记为B。
2.低温稳定性测试
将实施例1-6于-18℃存放30天，每天取出观察是否出现脱落的现象，记录出现脱落时的天数，没有脱落现象则记为无。
测试结果列于下表。
Figure BDA0001624116910000091
前述的实例仅是说明性的，用于解释本专利的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (8)

1.一种高滚球初粘力热熔胶，其特征在于，以重量份计，组成至少包括热塑性弹性体100份、橡胶油40-60份、改性EPDM10-20份、增粘树脂20-30份、填料5-15份、抗氧剂1-5份；
所述改性EPDM为酸酐改性EPDM；
所述酸酐为吡啶-3,4-二羧酸酐或2,3-吡啶二羧酸酐。
2.如权利要求1所述的高滚球初粘力热熔胶，其特征在于，所述热塑性弹性体为苯乙烯系热塑性弹性体。
3.如权利要求1所述的高滚球初粘力热熔胶，其特征在于，所述热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物中的至少一种。
4.如权利要求1所述的高滚球初粘力热熔胶，其特征在于，所述橡胶油选自石油系橡胶油、松油系橡胶油、煤焦油系橡胶油、脂肪油系橡胶油中的至少一种。
5.如权利要求1所述的高滚球初粘力热熔胶，其特征在于，所述酸酐为吡啶-3,4-二羧酸酐。
6.如权利要求1所述的高滚球初粘力热熔胶，其特征在于，所述增粘树脂选自α-萜烯树脂、β-萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、C5/C9石油树脂、二环戊二烯树脂、古马隆-茚树脂中的至少一种。
7.如权利要求1所述的高滚球初粘力热熔胶，其特征在于，所述抗氧剂选自四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇、β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸十八醇酯、2,6-二叔丁基4-甲基苯酚、硫代二丙酸二月桂酸酯、硫代二丙酸十八酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基)苯酯中的至少一种。
8.一种如权利要求1-7中任一项权利要求所述的高滚球初粘力热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在惰性气体气氛下，向反应釜中加入热塑性弹性体100份、改性EPDM10-20份、增粘树脂20-30份，加热至240-260℃，搅拌2-3h，搅拌速率为700-1000rpm，然后加入橡胶油40-60份、填料5-15份、抗氧剂1-5份，再继续搅拌3-4h，然后抽真空，出料，定型，即得。
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