CN109536119A - 一种共聚酰胺热熔胶及其制备方法 - Google Patents

一种共聚酰胺热熔胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种共聚酰胺热熔胶及其制备方法，特别是涉及一种具有较高弹性回复率及屈服强度的共聚酰胺热熔胶及其制备方法。其原料构成包括主料和辅料，主料由脂肪族内酰胺、脂肪族二羧酸、脂肪族二元胺，和聚醚多元醇构成；且脂肪族内酰胺：脂肪族二羧酸：脂肪族二元胺和聚醚多元醇的摩尔量之和的摩尔比为：0.8~1.3:1:0.98~1，同事，脂肪族二元胺：聚醚多元醇的摩尔比为1:0.02~0.05。本发明旨在在通过引入具有弹性的脂肪族聚醚链段，起到降低聚合物分子运动的位阻的作用，提供一定的弹性，使得通过本发明制备所得的共聚酰胺热熔胶，兼具良好的粘接效果及良好的弹性回复率和屈服强。

Description

一种共聚酰胺热熔胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种共聚酰胺热熔胶及其制备方法，特别是涉及一种具有较高弹性回复率及屈服强度的共聚酰胺热熔胶及其制备方法。
背景技术
聚合物乳液型胶黏剂及溶剂型胶黏剂是常见的两种胶黏剂形式，在它们的生产和使用环节当中，常常伴随着溶剂的使用及挥发等现象，带来一定的环境危害。随着我国工业化进程的不断发展，环境问题已成为不可小觑的问题。随着国家对环境及排放的要求日益提高，各行各业应当选择更环境友好型的胶黏剂。
热熔胶主要由热塑型聚合物构成，相对于聚合物乳液及溶剂型胶黏剂，不存在溶剂排放等问题。并且大部分热熔胶产品的聚合过程也更绿色环保。由于在自动化生产中的便利性及其环境友好性，热熔型胶粘剂得到了越来越广泛的使用。
共聚酰胺热熔胶是一类常见的热熔型胶粘剂，有着优异的粘接强度、耐水洗、耐热性及耐溶剂性能，是非常重要的一类热熔粘接材料。但目前市面上常见的共聚酰胺热熔胶，其在作为膜状，条状或纤维状形式使用时，由于其弹性回复率不高，受力后容易发生非弹性形变。在被粘接物为织物或鞋面等常发生形变的物品时，共聚酰胺材料在后续使用过程中容易发生屈服形变，导致一些织物或鞋面失去弹性发生变形。
因此，开发一种兼顾粘接性能并且有着良好的弹性回复率及屈服强度的热熔胶，对提高相关产品在不同场合的适用性有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于，解决上述技术问题，提供一种共聚酰胺热熔胶及其制备方法，旨在通过引入具有弹性的脂肪族聚醚链段，起到降低聚合物分子运动的位阻的作用，提供一定的弹性，使得通过本发明制备所得的共聚酰胺热熔胶，兼具良好的粘接效果及良好的弹性回复率和屈服强度。
本发明所采用的技术方案为：一种共聚酰胺热熔，其原料构成包括主料和辅料，其中主料由脂肪族内酰胺、脂肪族二羧酸、脂肪族二元胺，和聚醚多元醇构成，辅料包括抗催化剂和抗氧剂。
上述主料中，脂肪族内酰胺为己内酰胺或十二内酰胺；脂肪族二羧酸选自己二酸、癸二酸、十二烷二酸或十三烷二酸中的一种；脂肪族二元胺选自戊二胺，己二胺，癸二胺，十二烷二胺中的一种；聚醚多元醇的牌号选自PEG400、PEG600、PTMG400或PTMG1000中的一种。且各物料的配比如下：
脂肪族内酰胺：脂肪族二羧酸：脂肪族二元胺和聚醚多元醇的摩尔量之和的摩尔比为：0.8~1.3:1:0.98~1，且脂肪族二元胺：聚醚多元醇的摩尔比为1:0.02~0.05。
上述辅料中，催化剂为钛酸四丁酯，其加入量为主料总质量的0.05%~0.1%；抗氧剂的牌号选自1010、168或1096中的一种，其加入量为主料总质量的0.2%-0.5%。
上述共聚酰胺热熔胶的制备方法，步骤如下：
（1）按预设比例，选取脂肪族内酰胺、脂肪族二羧酸、脂肪族二元胺，投入到反应釜中，先用氮气置换2次，缓慢升温至120℃，开启搅拌，继续升温至230℃，当压力达到1.3MPa后，保持压力在1.3MPa～1.5MPa之间，温度在230℃～250℃之间，反应1.5h；
（2）缓慢放压至常压1h后，加入聚醚多元醇及催化剂，然后保持温度在230℃～250℃之间反应2h；
（3）控制温度在240℃～250℃范围内，开始抽真空，直至反应釜内压力为50 Pa～100Pa,反应2h后结束；
（4）通氮气解除真空，保持体系温度230℃～250℃，加入抗氧剂，搅拌1h后出料即得。
上述步骤（1）中，脂肪族内酰胺为己内酰胺或十二内酰胺；脂肪族二羧酸选自己二酸、癸二酸、十二烷二酸或十三烷二酸中的一种；脂肪族二元胺选自戊二胺，己二胺，癸二胺，十二烷二胺中的一种；
上述步骤（2）中，聚醚多元醇的牌号选自PEG400、PEG600、PTMG400或PTMG1000中的一种；催化剂为钛酸四丁酯；
上述步骤（4）中，抗氧剂的牌号选自1010、168或1096中的一种。
其中，各物料的配比如下：
脂肪族内酰胺：脂肪族二羧酸：脂肪族二元胺和聚醚多元醇的摩尔量之和的摩尔比为：0.8~1.3:1:0.98~1，且脂肪族二元胺：聚醚多元醇的摩尔比为1:0.02~0.05；
催化加的加入量为上述四种原料质量之和的0.05%~0.1%；抗氧剂的加入量为上述四种原料质量之和的0.2%~0.5%。
本发明的创新之处在于：设计了独特的原料及配比，特别是引入具有弹性的脂肪族聚醚链段，其加入量的多少，会影响产物的弹性、熔点和熔指等性能；并采用两步聚合的步骤，制备出了具有极强针对性的共聚酰胺热熔胶。本发明的有益效果在于：通过本方法制备的共聚酰胺 热熔胶，在保障粘接效果的同时，具有弹性回复率高及屈服强度高的特点，增加了产品在织物、鞋面或传动组件等常发生形变的产品中的适用性。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步表述，但并不以此为限。
实施例1：
一种共聚酰胺热熔，其原料构成包括：己内酰胺67.8g、己二酸109.5g、己二胺86.1g、PEG400 15g，及钛酸四丁酯0.139g、抗氧剂（牌号1010）0.53g。
上述共聚酰胺热熔胶的制备方法，步骤如下：
（1）参考其原料构成，将己内酰胺、己二酸、己二胺，投入到反应釜中，先用氮气置换2次，缓慢升温至120℃，开启搅拌，继续升温至230℃，当压力达到1.3MPa后，保持压力在1.3MPa～1.5MPa之间，温度在230℃～250℃之间，反应1.5h；
（2）缓慢放压至常压1h后，加入PEG400及钛酸四丁酯，然后保持温度在230℃～250℃之间反应2h；
（3）控制温度在240℃～250℃范围内，开始抽真空，直至反应釜内压力为50 Pa～100Pa,反应2h后结束；
（4）通氮气解除真空，保持体系温度230℃～250℃，加入抗氧剂，搅拌1h后出料即得。
通过实施例1制备所得产物样品标记为A1。
实施例2：
一种共聚酰胺热熔胶，其原料构成包括：己内酰胺67.8g、癸二酸101g、癸二胺84.3g、PEG600 6g，及钛酸四丁酯0.259g、抗氧剂（牌号168）1.3g。
上述共聚酰胺热熔胶的制备方法同实施例1。
通过实施例2制备所得产物样品标记为A2。
实施例3：
一种共聚酰胺热熔胶，其原料构成包括：十二内酰胺70.9g、十二烷二酸103.5g、十二烷二胺85.5g、PTMG600 13.5g，及钛酸四丁酯0.137g、抗氧剂（牌号1096）0.546g。
上述共聚酰胺热熔胶的制备方法同实施例1。
通过实施例3制备所得产物样品标记为A3。
实施例4：
一种共聚酰胺热熔胶，其原料构成包括：十二内酰胺106.4g、十三烷二酸109.8g、己二胺51.2g、PTMG1000 10g，及钛酸四丁酯0.277g、抗氧剂（牌号1010）1.38g。
上述共聚酰胺热熔胶的制备方法同实施例1。
通过实施例4制备所得产物样品标记为A4。
实施例5：
一种共聚酰胺热熔胶，其原料构成包括：己内酰胺33.9g、癸二酸121.2g、癸二胺99.1g、PEG600 10.8g，及钛酸四丁酯0.2g、抗氧剂（牌号1010）0.93g。
上述共聚酰胺热熔胶的制备方法同实施例1。
通过实施例5制备所得产物样品标记为A5。
性能测试：
将上述各实施例所得产品进行性能测试，其中，熔点测试标准参考：GB/T1946；熔指测试标准参考：GB/T 3682；剥离强度测试标准参考：GB/T 11402；屈服强度测试标准参考：GB/T 1040.1；弹性回复率测试标准参考：FZ/T 70006。
相关性能测试结果如下表1所示：
表1：性能测试比对表
指标 A1 A2 A3 A4 A5 市售同常规同类聚酰胺热熔胶产品
熔点（℃） 125 122 126 128 127 135
熔指（g/10min） 30 32 34 30 31 36
T型剥离强度(N/5cm) 24 27 25 26 25 23
屈服强度（MPa） 26 30 32 32 28 20
弹性回复率（%） 85 95 90 89 88 25
从上表1中，可明显看出，通过本发明所制得的共聚酰胺热熔胶，熔点、粘度及剥离强度都与市售常规同类产品差别不大，同样便于实际使用，但通过本发明所制得的共聚酰胺热熔胶弹性更好，屈服强度高，弹性回复率大大提高，在较大形变下仍能回复至初始状态，使得材料在经常发生形变的场景有更强的适用性。

Claims (8)

1.一种共聚酰胺热熔胶，其原料构成包括主料和辅料，其特征在于：所述主料由脂肪族内酰胺、脂肪族二羧酸、脂肪族二元胺，和聚醚多元醇构成；
所述主料中各物料的配为：
脂肪族内酰胺：脂肪族二羧酸：脂肪族二元胺和聚醚多元醇的摩尔量之和的摩尔比为：0.8~1.3:1:0.98~1，且脂肪族二元胺：聚醚多元醇的摩尔比为1:0.02~0.05。
2.如权利要求1所述的共聚酰胺热熔胶，其特征在于：所述脂肪族内酰胺为己内酰胺或十二内酰胺；所述脂肪族二羧酸选自己二酸、癸二酸、十二烷二酸或十三烷二酸中的一种；所述脂肪族二元胺选自戊二胺，己二胺，癸二胺，十二烷二胺中的一种；所述聚醚多元醇的牌号选自PEG400、PEG600、PTMG400或PTMG1000中的一种。
3.如权利要求1所述的共聚酰胺热熔胶的制备方法，且特征在于：所述辅料包括催化剂和抗氧剂；其中，催化剂为钛酸四丁酯，其加入量为主料总质量的0.05%~0.1%；抗氧剂的牌号选自1010、168或1096中的一种，其加入量为主料总质量的0.2%-0.5%。
4.一种共聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按预设比例，选取脂肪族内酰胺、脂肪族二羧酸、脂肪族二元胺，投入到反应釜中，先用氮气置换2次，缓慢升温至120℃，开启搅拌，继续升温至230℃，当压力达到1.3MPa后，保持压力在1.3MPa～1.5MPa之间，温度在230℃～250℃之间，反应1.5h；
（2）缓慢放压至常压1h后，加入聚醚多元醇及催化剂，然后保持温度在230℃～250℃之间反应2h；
（3）控制温度在240℃～250℃范围内，开始抽真空，直至反应釜内压力为50 Pa～100Pa,反应2h后结束；
（4）通氮气解除真空，保持体系温度230℃～250℃，加入抗氧剂，搅拌1h后出料即得；
所述步骤（1）和（2）中，各物料的配比为：
脂肪族内酰胺：脂肪族二羧酸：脂肪族二元胺和聚醚多元醇的摩尔量之和的摩尔比为：0.8~1.3:1:0.98~1，且脂肪族二元胺：聚醚多元醇的摩尔比为1:0.02~0.05。
5.如权利要求4所述的共聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，脂肪族内酰胺为己内酰胺或十二内酰胺；脂肪族二羧酸选自己二酸、癸二酸、十二烷二酸或十三烷二酸中的一种；脂肪族二元胺选自戊二胺，己二胺，癸二胺，十二烷二胺中的一种。
6.如权利要求4所述的共聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，聚醚多元醇的牌号选自PEG400、PEG600、PTMG400或PTMG1000中的一种。
7.如权利要求4所述的共聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，催化剂为钛酸四丁酯，其加入量为脂肪族内酰胺、脂肪族二羧酸、脂肪族二元胺和聚醚多元醇的质量之和的0.05%~0.1%。
8.如权利要求4所述的共聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，抗氧剂的牌号选自1010、168或1096中的一种，其加入量为脂肪族内酰胺、脂肪族二羧酸、脂肪族二元胺和聚醚多元醇的质量之和的0.2%~0.5%。
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