CN108841355A - 一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法 - Google Patents

一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法，属于胶黏剂技术领域。本发明利用聚氨酯与塑料之间强的偶极‑偶极和氢键作用使得两者具有很好的相容性的特点，通过硅烷偶联剂与松香萜烯树脂的协同作用，将聚氨酯与共聚酰胺复合，提高热熔胶的粘接性能，改善非极性材料表面的粘合条件，尤其是对聚丙烯、聚乙烯等难粘材料的粘合，在相界面处形成桥梁，通过化学键连接增强了界面处的粘附力，减小了界面张力，增加了界面层厚度，提高了相界面处应力传递和承载能力，形成均一稳定的相态，从而显著改进了热熔胶的性能，改善了热熔胶对非极性或弱极性塑料的粘结效果不好的缺点，实现金属和塑料的粘结，扩展了热熔胶的应用范围。

Description

一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法，属于胶黏剂技术领域。
背景技术
热熔胶是一种热塑性树脂为主要粘结物质的胶黏剂，室温下是固体，加热融化、冷却固化后可以实现高粘结力的粘结。热熔胶是100%的固体物质，不含溶剂，生产工艺简单、施工方便、固化快，可反复加热而不影响性能，避免了对环境带来危害，被称为绿色胶粘剂，因此其得到了广泛的发展和应用。
聚酰胺热熔胶一般分为两类：第一类为尼龙型热熔胶，它是由短碳链的二元酸和二元胺缩聚或其它己内酰胺缩聚合成的。最突出的特点是软化点范围窄，温度稍低于熔点就会固化，其结构规整，分子量较髙，使得结晶度、熔点和熔融粘度都较高；另一类是由植物脂肪酸的二聚体或三聚体与有机胺缩合成的脂肪酸性聚酰胺，分子量较低。这类热熔胶的熔点较低，韧性好，粘结强度高，已经大范围用在制鞋、汽车、土木建筑和家具等行业中。
以聚酰胺聚合物为主要粘结材料的热熔胶是聚酰胺热熔胶，其粘结性能优异，被称为高档热熔胶。聚酰胺是分子链上含有酰胺基团重复单元的线型热塑性聚合物，一般是由二元胺和二元酸缩聚而成或由内聚酰胺开环聚合而得。聚酰胺分子中含有大量的氨基、羟基和酰胺基等极性基团，其粘结机理是极性基团中的氢原子可以与被粘材料表面上羟基的氧原子形成氨键，从而实现牢固的粘结。聚酰胺热熔胶具有很好的粘结性能，耐高温，对金属、木材、织物等都表现出很好的粘结强度，已经广泛地应用在制鞋、服装、电子电器、汽车制造业中。ABS塑料是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种成分组成的热塑性树脂，该聚合物的极性较低，化学性质非常稳定，分子链中不含有活泼氢原子，与聚酰胺高分子间的相互作用非常弱，所以聚酰胺热熔胶对ABS塑料的粘结效果很差，还需进一步改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有聚酰胺热熔胶的分子链中含有很多-COOH、-NHCO-等极性基团，对很多材料的亲和力很强，尤其对金属具有良好的粘结强度，但是其对非极性或弱极性塑料的粘结效果不好问题，提供了一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取尼龙6、尼龙66、尼龙510、硬脂酸、去离子水加入到高压釜中保压反应1～2h，将压力缓慢降至常压后加入硅烷偶联剂KH-570，在常压条件下保温反应1～2h，冷却至室温后出料，得共聚酰胺；
（2）取二异氰酸酯装入反应釜中抽真空后通入氮气，再加入聚醚二元醇N210，加热至50～60℃保温反应1～2h，冷却至室温后得聚氨酯预聚体；
（3）取共聚酰胺、聚氨酯预聚体、端基环氧蜡、松香萜烯树脂、抗氧剂1010装入高速搅拌机中搅拌3～5min后转入双螺杆挤出机中熔融挤出，得复合聚酰胺热熔胶。
步骤（1）所述尼龙6、尼龙66、尼龙510、硬脂酸、去离子水、硅烷偶联剂KH-570的重量份为28～42份尼龙6，26～39份尼龙66，18～27份尼龙510，1.6～2.4份硬脂酸，10～15份去离子水，1～2份硅烷偶联剂KH-570。
步骤（1）所述保压反应过程为抽真空至釜内真空度为1～100Pa，通入氮气至釜内压力为1.5～1.8MPa，再加热至240～250℃，保持压力反应1～2h。
步骤（2）所述二异氰酸酯、聚醚二元醇N210的重量份为80～120份二异氰酸酯，50～60份聚醚二元醇N210。
步骤（2）所述氮气压力为0.03～0.05MPa。
步骤（3）所述共聚酰胺、聚氨酯预聚体、端基环氧蜡、松香萜烯树脂、抗氧剂1010的重量份为55～60份共聚酰胺，45～50份聚氨酯预聚体，3～4份端基环氧蜡，5～10份松香萜烯树脂，0.1～0.5份抗氧剂1010。
步骤（3）所述高速搅拌机转速为1500～2000r/min。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明利用聚氨酯与塑料之间强的偶极－偶极和氢键作用使得两者具有很好的相容性的特点，通过硅烷偶联剂与松香萜烯树脂的协同作用，将聚氨酯与共聚酰胺复合，提高热熔胶的粘接性能，改善非极性材料表面的粘合条件，尤其是对聚丙烯、聚乙烯等难粘材料的粘合，在相界面处形成桥梁，通过化学键连接增强了界面处的粘附力，减小了界面张力，增加了界面层厚度，提高了相界面处应力传递和承载能力，形成均一稳定的相态，从而显著改进了热熔胶的性能，改善了热熔胶对非极性或弱极性塑料的粘结效果不好的缺点，实现金属和塑料的粘结，扩展了热熔胶的应用范围。
具体实施方式
取28～42g尼龙6，26～39g尼龙66，18～27g尼龙510，1.6～2.4g硬脂酸，10～15mL去离子水加入到高压釜中，抽真空至釜内真空度为1～100Pa，通入氮气至釜内压力为1.5～1.8MPa，再加热至240～250℃，保持压力反应1～2h，将压力缓慢降至常压后加入1～2g硅烷偶联剂KH-570，在常压条件下保温反应1～2h，冷却至室温后出料，得共聚酰胺，取80～120g二异氰酸酯装入反应釜中，抽真空至釜内真空度为1～100Pa后，通入氮气至釜内压力为0.03～0.05MPa，再加入50～60g聚醚二元醇N210，加热至50～60℃，保持温度反应1～2h，冷却至室温后得聚氨酯预聚体，取55～60g共聚酰胺，45～50g聚氨酯预聚体，3～4g端基环氧蜡，5～10g松香萜烯树脂，0.1～0.5g抗氧剂1010装入高速搅拌机中，以1500～2000r/min搅拌3～5min后转入双螺杆挤出机中熔融挤出，得复合聚酰胺热熔胶。
取28g尼龙6，26g尼龙66，18g尼龙510，1.6g硬脂酸，10mL去离子水加入到高压釜中，抽真空至釜内真空度为100Pa，通入氮气至釜内压力为1.5MPa，再加热至240℃，保持压力反应1h，将压力缓慢降至常压后加入1g硅烷偶联剂KH-570，在常压条件下保温反应1h，冷却至室温后出料，得共聚酰胺，取80g二异氰酸酯装入反应釜中，抽真空至釜内真空度为100Pa后，通入氮气至釜内压力为0.03MPa，再加入50g聚醚二元醇N210，加热至50℃，保持温度反应1h，冷却至室温后得聚氨酯预聚体，取55g共聚酰胺，45g聚氨酯预聚体，3g端基环氧蜡，5g松香萜烯树脂，0.1g抗氧剂1010装入高速搅拌机中，以1500r/min搅拌3min后转入双螺杆挤出机中熔融挤出，得复合聚酰胺热熔胶。
取35g尼龙6，30g尼龙66，24g尼龙510，1.8g硬脂酸，12mL去离子水加入到高压釜中，抽真空至釜内真空度为10Pa，通入氮气至釜内压力为1.6MPa，再加热至240℃，保持压力反应1h，将压力缓慢降至常压后加入1g硅烷偶联剂KH-570，在常压条件下保温反应1h，冷却至室温后出料，得共聚酰胺，取100g二异氰酸酯装入反应釜中，抽真空至釜内真空度为10Pa后，通入氮气至釜内压力为0.04MPa，再加入55g聚醚二元醇N210，加热至55℃，保持温度反应1h，冷却至室温后得聚氨酯预聚体，取55g共聚酰胺，50g聚氨酯预聚体，4g端基环氧蜡，8g松香萜烯树脂，0.3g抗氧剂1010装入高速搅拌机中，以1800r/min搅拌4min后转入双螺杆挤出机中熔融挤出，得复合聚酰胺热熔胶。
取42g尼龙6，39g尼龙66，27g尼龙510，2.4g硬脂酸，15mL去离子水加入到高压釜中，抽真空至釜内真空度为10Pa，通入氮气至釜内压力为1.8MPa，再加热至250℃，保持压力反应2h，将压力缓慢降至常压后加入2g硅烷偶联剂KH-570，在常压条件下保温反应2h，冷却至室温后出料，得共聚酰胺，取120g二异氰酸酯装入反应釜中，抽真空至釜内真空度为10Pa后，通入氮气至釜内压力为0.05MPa，再加入60g聚醚二元醇N210，加热至60℃，保持温度反应2h，冷却至室温后得聚氨酯预聚体，取60g共聚酰胺，50g聚氨酯预聚体，4g端基环氧蜡，10g松香萜烯树脂，0.5g抗氧剂1010装入高速搅拌机中，以2000r/min搅拌5min后转入双螺杆挤出机中熔融挤出，得复合聚酰胺热熔胶。
对照例：苏州某公司生产的聚酰胺热熔胶。
将实例及对照例的聚酰胺热熔胶进行检测，具体检测结果如表1。
表1性能表征对比表
检测项目 实例1 实例2 实例3 对照例
90°剥离强度（N·cm-1） 56.1 57.2 58.5 41.0
熔融温度（℃） 121.3 115.8 112.1 167.3
拉伸强度（MPa） 25.4 25.9 26.1 24.1
由表1可知，本发明制备的聚酰胺热熔胶粘结性能好，熔点低，机械性能好。

Claims (7)

1.一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：
（1）取尼龙6、尼龙66、尼龙510、硬脂酸、去离子水加入到高压釜中保压反应1～2h，将压力缓慢降至常压后加入硅烷偶联剂KH-570，在常压条件下保温反应1～2h，冷却至室温后出料，得共聚酰胺；
（2）取二异氰酸酯装入反应釜中抽真空后通入氮气，再加入聚醚二元醇N210，加热至50～60℃保温反应1～2h，冷却至室温后得聚氨酯预聚体；
（3）取共聚酰胺、聚氨酯预聚体、端基环氧蜡、松香萜烯树脂、抗氧剂1010装入高速搅拌机中搅拌3～5min后转入双螺杆挤出机中熔融挤出，得复合聚酰胺热熔胶。
2.如权利要求1所述的一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述尼龙6、尼龙66、尼龙510、硬脂酸、去离子水、硅烷偶联剂KH-570的重量份为28～42份尼龙6，26～39份尼龙66，18～27份尼龙510，1.6～2.4份硬脂酸，10～15份去离子水，1～2份硅烷偶联剂KH-570。
3.如权利要求1所述的一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述保压反应过程为抽真空至釜内真空度为1～100Pa，通入氮气至釜内压力为1.5～1.8MPa，再加热至240～250℃，保持压力反应1～2h。
4.如权利要求1所述的一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述二异氰酸酯、聚醚二元醇N210的重量份为80～120份二异氰酸酯，50～60份聚醚二元醇N210。
5.如权利要求1所述的一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述氮气压力为0.03～0.05MPa。
6.如权利要求1所述的一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述共聚酰胺、聚氨酯预聚体、端基环氧蜡、松香萜烯树脂、抗氧剂1010的重量份为55～60份共聚酰胺，45～50份聚氨酯预聚体，3～4份端基环氧蜡，5～10份松香萜烯树脂，0.1～0.5份抗氧剂1010。
7.如权利要求1所述的一种复合聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述高速搅拌机转速为1500～2000r/min。
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