CN111500220A

CN111500220A - 一种热熔胶及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN111500220A
Application number: CN202010360018.8A
Authority: CN
Inventors: 凌万青
Original assignee: Shanghai Lujia Adhesive Co ltd
Current assignee: Shanghai Lujia Adhesive Co ltd
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2020-08-07

Abstract

本发明涉及热熔胶技术领域，具体涉及一种热熔胶及其制备方法和应用。一种热熔胶，按重量百分比计，至少包括以下组分：聚烯烃塑性体30‑60％、增粘树脂20‑40％、助剂0.1‑2％、蜡补足100％。本发明提供了一种耐候性好的热熔胶，有效解决了传统EVA热熔胶不耐高、低温的问题，具有强度好、胶层柔软性好、环保、耐高低温性能好等优点，尤其适用于体积大，重量大的夹具包装箱的封装，粘结强度大，脆性温度低，回温收缩率低，使用温度范围广，便于箱体的长时间运输和贮存。

Description

一种热熔胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及热熔胶技术领域，具体涉及一种热熔胶及其制备方法和应用。

背景技术

随着国家工业制造4.0的推广和落实，中国国内智能制造发展迅猛，传统上的家具行业，属于劳动密集型行业，工人数量多，手工多，自动化程度低，国内一些大型的家具厂、木门厂响应政府号召，紧跟世界制造业发展步伐，已经全面按照工业4.0的标准，建立新的工厂，极大地提高了家具行业的生产效率，降低了用工成本，从而降低了整个家具制造成本。

家具智能制造环节中的最后一环，家具用纸箱包装，传统上用手工使用封箱胶带进行人工封箱，随着智能制造环节的普及，使用热熔胶进行自动封箱的自动包装工艺逐渐兴起。由于家具一般都是体积大，重量大，用一般行业的自动化包装用胶，普遍存在开胶率高，粘结强度不足等问题。同时，家具出口企业，家具打包封箱后，需要进行海运，运输到国外，由于运输途中，集装箱气温比较高，目的地国家气候差异大，部分国家气温零下，部分热带地区国家，气温高达40℃以上，因此，对封箱胶在极端气温下的性能要求更高。而传统的EVA热熔胶，高温和低温下的耐候性比较差。

本发明提供了一种高耐候性的热熔胶，主要解决家具包装用的超大型纸箱自动包装封箱时遇到的普通EVA热熔胶封箱产生的胶层不耐高温和不耐低温的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种热熔胶，按重量百分比计，至少包括以下组分：聚烯烃塑性体30-60％、增粘树脂20-40％、助剂0.1-2％、蜡补足100％。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚烯烃塑性体在177℃下的布氏粘度为5000-20000cps。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚烯烃塑性体的结晶度为10-20％。

作为本发明一种优选的技术方案，所述增粘树脂选自松香树脂、萜烯树脂、石油树脂中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述石油树脂选自C5脂肪族石油树脂、C5加氢石油树脂、C9芳香族石油树脂、C5和C9共聚石油树脂和双环戊二烯石油树脂中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述C5加氢石油树脂的软化点为80-120℃。

作为本发明一种优选的技术方案，所述C5加氢石油树脂在25℃下的动力学粘度为500-3000mPa·s。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚烯烃塑性体与增粘树脂的重量比为1：(0.2-1.5)。

本发明的第二个方面提供了所述热熔胶的制备方法，至少包括以下步骤：

(1)将蜡加入反应釜，边搅拌边加热至80-130℃，继续搅拌至完全溶解；

(2)向反应釜加入聚烯烃塑性体、助剂，边搅拌边加热至150-170℃，继续搅拌至混合均匀；

(3)向反应釜加入增粘树脂，搅拌30-60min，降温至120-140℃，出料即得。

本发明的第三个方面提供了所述热熔胶的应用，应用于纸箱的封箱包装领域。

有益效果

本发明提供了一种耐候性好的热熔胶，有效解决了传统EVA热熔胶不耐高、低温的问题，具有强度好、胶层柔软性好、环保、耐高低温性能好等优点，尤其适用于体积大，重量大的家具包装纸箱的封箱包装，其粘结强度大，脆性温度低，回温收缩率低，使用温度范围广，便于箱体的长时间运输和贮存。

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。

所述结晶度和玻璃化温度均采用陶氏测试方法。

在一种优选的实施方式中，所述热熔胶，按重量百分比计，包括以下组分：聚烯烃塑性体50％、增粘树脂30％、蜡19.5％、助剂0.5％。

聚烯烃塑性体

本发明中，所述聚烯烃塑性体在177℃下的布氏粘度为5000-20000cps。

在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃塑性体在177℃下的布氏粘度为6000-10000cps。

在一种更优选的实施方式中，所述聚烯烃塑性体在177℃下的布氏粘度为8200cps。

本发明中，所述聚烯烃塑性体的结晶度为10-20％。

在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃塑性体的结晶度为13-18％。

在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃塑性体的结晶度为15.8％。

本发明中，所述聚烯烃塑性体的玻璃化温度为零下60-至零下50℃。

在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃塑性体的玻璃化温度为零下58℃。

本发明中，所述聚烯烃塑性体的来源，没有特别的限制，可提及美国陶氏，型号AFFINITY GA1900 POP、POP475中的一种；优选AFFINITY GA 1900POP。

增粘树脂

增粘树脂是指能够提高橡胶材料粘性，尤其是表面粘性的小分子化合物。通常这些小分子物质的相对分子质量大约在几百到一万之间，具有较高的玻璃化温度。按其来源和合成路线，主要可以分为天然产物及其衍生物和合成树脂两大类。增粘树脂主要是用作聚合物的改性，它广泛用于胶粘剂、涂料、油墨以及作为橡胶的配合物、沥青改性剂和聚烯烃的改性剂。

本发明中，所述增粘树脂选自松香树脂、萜烯树脂、石油树脂中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，所述增粘树脂为石油树脂。

在一种优选的实施方式中，所述石油树脂选自C5脂肪族石油树脂、C5加氢石油树脂、C9芳香族石油树脂、C5和C9共聚石油树脂和双环戊二烯石油树脂中的至少一种。

在一种更优选的实施方式中，所述石油树脂为C5加氢石油树脂。

C5加氢石油树脂

C5加氢石油树脂是以乙烯裂解的C5馏份为原料，由C5组分中的双烯和单烯经阳离子聚合而成。C5加氢石油树脂具有良好的粘性、相容性、热稳定性和光稳定性，并可以改善胶粘剂的粘接性能，是许多胶粘剂必不可少的增粘组份。广泛应用于热溶胶、压敏胶、建筑业的结构与装饰、汽车组装、轮胎、商品包装、书刊装订、卫生用品、制鞋、热溶性路标漆、彩色沥青等行业。

本发明中，所述C5加氢石油树脂的软化点为80-120℃。

在一种优选的实施方式中，所述C5加氢石油树脂的软化点为90-110℃。

本发明中，所述C5加氢石油树脂在25℃下的动力学粘度为500-3000mPa·s。

在一种优选的实施方式中，所述C5加氢石油树脂在25℃下的粘度为1000-2000mPa·s。

本发明中，所述C5加氢石油树脂的来源，没有特别的限制，可提及山东鲁华，型号HD1100。

本发明中，所述聚烯烃塑性体与增粘树脂的重量比为1：(0.2-1.5)。

在一种更优选的实施方式中，所述聚烯烃塑性体与增粘树脂的重量比为1：(0.4-0.8)。

在一种更优选的实施方式中，所述聚烯烃塑性体与增粘树脂的重量比为1：0.6。

发明人认为，本发明通过聚烯烃塑性体和增粘树脂的复配使用，尤其当所述聚烯烃塑性体与增粘树脂的重量比为1：(0.2-1.5)时，制得的热熔胶粘结性能和耐高性能得到明显的提升。发明人认为可能的原因是，胶体中聚烯烃塑性体和增粘树脂之间的相容性较好，且混合物中的软段较多，有利于分子链的缠绕形成稳定的网络结构，内聚强度较大，提升了胶体的耐高温性能；其次，分子之间可以产生氢键交联，增加了胶体的剥离强度，同时提升了的内聚强度和抗蠕变性能；聚烯烃塑性体的有效基团可以增加胶体与极性基材的浸润性，进一步提升了胶体的初粘性。

蜡

高分子一元醇与长链脂肪酸形成的酯质。在化学结构上不同于脂肪，也不同于石蜡和人工合成的聚醚蜡。故亦称为酯蜡。蜡是不溶于水的固体，温度稍高时变软，温度下降时变硬。其生物功能是作为生物体对外界环境的保护层，存在于皮肤、毛皮、羽毛、植物叶片、果实以及许多昆虫的外骨骼的表面。高分子一元醇的长链脂肪酸酯称为真蜡，如蜂蜡的主要组分是长链一元醇(C26-C36)的棕榈酸酯，羊毛蜡是很复杂的混合物，含有酯蜡、醇和脂肪酸。纯化后称为羊毛脂，是羊毛固醇的脂肪酸酯。巴西棕榈蜡是一种重要的植物蜡,为酯蜡的混合物,化学式为CH₃(CH₂)_n+1·COO(CH₂)_n+1CH₃，n＝22-32。蜡的凝固点都比较高，约在38-90℃之间。碘值较低(1-15)说明不饱和度低于中性脂肪。蜡通常在狭义上是指脂肪酸、一价或二价的脂醇和熔点较高的油状物质；广义上通常是指具有某些类似性状的油脂等物质。在不同的场合下对于“蜡”的定义也有所区别。但在广义上，蜡通常是在指植物、动物或者矿物等所产生的某种常温下为固体、加热后容易液化或者气化、容易燃烧、不溶于水、具有一定的润滑作用的物质。

本发明中，所述蜡，没有特别的限制，可提及植物蜡、矿物蜡、石油蜡和合成蜡中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，所述合成蜡选自费托蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、醋酸乙烯-乙烯共聚蜡和氧化聚乙烯蜡中的至少一种。

在一种更优选的实施方式中，所述蜡为石蜡。

本发明中，所述费托蜡的来源，没有特别的限制，可提及辽宁抚顺石化，型号58号全精练石蜡。

发明人发现，本发明聚烯烃塑性体和增粘树脂的用量过多时，胶的耐低温性能降低，导致胶层变脆。而发明人意外发现，通过复配一定量的蜡，能够解决胶层变脆的问题，同时还能有效延长热熔胶的开放时间。发明人认为可能的原因是，蜡与热熔胶体系具有良好的相容性；其次，蜡的加入增加了分子间的混乱度，使其在低温下的结晶性能降低，同时使得各组分间发生协同增效作用，显著提升热熔胶的耐低温性能，制备的热熔胶在低温条件下仍然保持优异的粘结性能，从而提高胶层的耐低温性能。

助剂

本发明中，所述助剂，没有特别的限制，可提及软化剂、抗氧剂、防腐剂、稳定剂颜料等。

本发明中，所述助剂为抗氧剂。

本发明中，所述抗氧剂没有特别的限制，可提及抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂264中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的组合。

在一种更优选的实施方式中，所述抗氧剂1010与抗氧剂168的重量比为1：(0.5-1.5)。

在一种最优选的实施方式中，所述抗氧剂1010与抗氧剂168的重量比为1：0.7。

所述抗氧剂1010为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，CAS号：6683-19-8，是一种化学性状稳定的白色结晶粉末。

所述抗氧剂168为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，CAS号：31570-04-4。

发明人发现，本发明采用抗氧剂1010和抗氧剂168的复配使用，产生很好的协同效应，可有效地防止聚烯烃塑性体在贮存和使用过程中的热降解。

本发明中，所述抗氧剂1010和抗氧剂168的来源，没有特别的限制，均可选自巴斯夫。

在一种优选的实施方式中，所述热熔胶应用于家具包装用纸箱的封箱领域。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例

实施例1

实施例1提供了一种热熔胶，按重量百分比计，包括以下组分：聚烯烃塑性体50％、增粘树脂30％、蜡19.5％、助剂0.5％。

所述聚烯烃塑性体选自美国陶氏，型号AFFINITY GA1900POP；所述增粘树脂为C5加氢石油树脂，选自山东鲁华，型号HD1100；所述蜡为石蜡，选自辽宁抚顺石化58号全精练石蜡；所述助剂为抗氧剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的组合，重量比为1：0.7；所述抗氧剂均选自巴斯夫。

所述热熔胶的制备方法，至少包括以下步骤：

(1)将蜡加入反应釜，边搅拌边加热至110℃，继续搅拌至完全溶解；

(2)向反应釜加入聚烯烃塑性体、助剂，边搅拌边加热至160℃，继续搅拌至混合均匀；

(3)向反应釜加入增粘树脂，搅拌60min，降温至130℃，出料即得。

实施例2

实施例2提供了一种热熔胶，按重量百分比计，包括以下组分：聚烯烃塑性体30％、增粘树脂40％、蜡29.5％、助剂0.5％。

所述聚烯烃塑性体选自美国陶氏，型号AFFINITY GA1900POP；所述增粘树脂为C5加氢石油树脂，选自山东鲁华，型号HD1100；所述蜡为石蜡，选自辽宁抚顺石化58号全精练石蜡；所述助剂为抗氧剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的组合，重量比为1：0.5；所述抗氧剂均选自巴斯夫。

所述热熔胶的制备方法，至少包括以下步骤：

实施例3

实施例3提供了一种热熔胶，按重量百分比计，包括以下组分：聚烯烃塑性体60％、增粘树脂20％、蜡19.5％、助剂0.5％。

所述聚烯烃塑性体选自美国陶氏，型号AFFINITY GA1900POP；所述增粘树脂为C5加氢石油树脂，选自山东鲁华，型号HD1100；所述蜡为石蜡，选自辽宁抚顺石化58号全精练石蜡；所述助剂为抗氧剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的组合，重量比为1：1.5；所述抗氧剂均选自巴斯夫。

所述热熔胶的制备方法，至少包括以下步骤：

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于，不包括增粘树脂，聚烯烃塑性体补足100％。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于，不包括蜡，聚烯烃塑性体补足100％。

性能测试

采用实施例1-5提供的热熔胶分别进行家具包装纸箱封箱包装操作后(热熔胶用量、纸箱规格和封箱工艺均一致)，分别观察纸箱封箱处，胶层剥开情况(纸破/胶层开)；纸破，记为合格；胶层开，记为不合格。实施例1-6的测试结果见下表：

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。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。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims

1.一种热熔胶，其特征在于，按重量百分比计，至少包括以下组分：聚烯烃塑性体30-60％、增粘树脂20-40％、助剂0.1-2％、蜡补足100％。

2.根据权利要求1所述的热熔胶，其特征在于，所述聚烯烃塑性体在177℃下的布氏粘度为5000-20000cps。

3.根据权利要求1或2所述的热熔胶，其特征在于，所述聚烯烃塑性体的结晶度为10-20％。

4.根据权利要求1所述的热熔胶，其特征在于，所述增粘树脂选自松香树脂、萜烯树脂、石油树脂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的热熔胶，其特征在于，所述石油树脂选自C5脂肪族石油树脂、C5加氢石油树脂、C9芳香族石油树脂、C5和C9共聚石油树脂和双环戊二烯石油树脂中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的热熔胶，其特征在于，所述C5加氢石油树脂的软化点为80-120℃。

7.根据权利要求5或6所述的热熔胶，其特征在于，所述C5加氢石油树脂在25℃下的动力学粘度为500-3000mPa·s。

8.根据权利要求1所述的热熔胶，其特征在于，所述聚烯烃塑性体与增粘树脂的重量比为1：(0.2-1.5)。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述热熔胶的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

10.一种根据权利要求1-8任一项所述热熔胶的应用，其特征在于，应用于纸箱的封箱包装领域。