CN113563827A - 一种应用于空调过滤器的热熔胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于空调过滤器的热熔胶及其制备方法，其原料组分按质量份数计，由1‑10份聚乙烯蜡、5‑20份聚异丁烯、20‑40份茂金属催化聚丙烯、10‑60份无规聚烯烃、30‑50份石油树脂和0.1‑1份抗氧剂组成。本发明提供的热熔胶具有较高的强度和良好的柔韧性，固化成型后的热熔胶实现可弯曲性，不易折断，具有更广泛的应用场景。
Description
技术领域
本发明属于热熔胶领域，具体涉及一种应用于空调过滤器的热熔胶。
背景技术
热熔胶是以热塑性高分子为基材，增粘剂、黏度调节剂、增塑剂、抗氧化 剂及填料为改性助剂，经熔融共混制备的一种无溶剂热塑性胶黏剂。热熔胶在 室温条件下为100％固含量的高弹态固体，在使用时将其加热熔融至低粘度粘流 态，均匀涂布于被粘物粘结界面，待其冷却固化后粘结界面的范德华力与其自 身的内聚力将被粘物紧密粘结。与传统无机型胶粘剂、溶剂型胶粘剂相比，热 熔胶具有耐水不开胶、固化速度快与可多次粘结的优点，且在实际生产中具有 易加工、可回收、自动化程度高与低成本等特点，这使其具有广阔的应用前景。
热熔胶可以应用到过滤器中的滤材覆合、空气过滤、油过滤和水过滤等， 可应用在滤材材料的覆合、滤材打摺、框架组件和端盖粘接等。与工业生产中 所用到的热熔胶不同，应用于滤材的热熔胶对于粘接强度的要求稍弱、但对于 环保的要求则更高。尤其是用于室内空气过滤所使用到的所有原材料都必须为 环保材料，避免造成环境的二次污染，且所有的加工成品都必须通过第三方的 一些安全认证，以保证对人体无害且不良品能够被回收再利用。因此，现有的 日常粘接和工业生产中用到的热熔胶难以作为空气滤材的热熔胶。
目前空气过滤器所用的热熔胶还是以EVA(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)为主，但 EVA型的热熔胶主要存在这几个问题：1、热稳定性差，在加热使用过程中，EVA 热熔胶会分解出一些低分子物质，其具有一定的气味，最终严重影响空气过滤 器的品质；2、在加热分解的过程中，还导致严重的颜色变化，从而影响空气 过滤器的外观；3、耐低温性能差，严重的低温会导致EVA发脆，或是粘结强度 迅速下降；4、粘结强度相对一般，在某些场合无法满足使用要求。
此外，现在用于空气过滤器的热熔胶在制备热熔胶时添加了多种高分子蜡 或添加了较多份量的高分子蜡，成型后的热熔胶质感较硬，如中国发明专利CN105219324A，公开了一种用于汽车滤清器的热熔胶及其制备方法，其原料包 括了聚丙烯蜡和聚乙烯蜡两种高分子蜡，制备的热熔胶的硬度可以达到75A至 85A，但同时也会较脆，在使用过程中容易折断；且传统的热熔胶熔融后会黏稠、 流动性不好，固化后表面会发粘，影响使用效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种应用于空调过滤器的热熔胶。
本发明提供一种应用于空调过滤器的热熔胶，其原料组分按质量份数计， 由1-10份聚乙烯蜡、5-20份聚异丁烯、20-40份茂金属催化聚丙烯、10-60份 无规聚烯烃、30-50份石油树脂和0.1-1份抗氧剂组成。
优选地，热熔胶的原料组分按质量份数计，由2-8份聚乙烯蜡、5-15份聚 异丁烯、20-30份茂金属催化聚丙烯、20-60份无规聚烯烃、30-45份石油树脂 和0.1-1份抗氧剂组成。
优选地，热熔胶的原料组分按质量份数计，由3-7份聚乙烯蜡、5-10份聚 异丁烯、25-30份茂金属催化聚丙烯、40-60份无规聚烯烃、35-45份石油树脂 和0.1-1份抗氧剂组成。
优选地，热熔胶的原料组分按质量份数计，由5份聚乙烯蜡、8份聚异丁烯、 25份茂金属催化聚丙烯、50份无规聚烯烃、35份石油树脂和0.5份抗氧剂组成。
优选地，所述石油树脂为石油树脂C5、石油树脂C9中的一种或多种。
优选地，所述无规聚烯烃的分子量为20000-100000。
优选地，所述抗氧剂为芳香胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂与受阻酚类抗 氧剂的一种。
本发明还提供一种上述任一项所述的应用于空调过滤器的热熔胶的制备方 法，其包括以下步骤：
步骤1：反应釜预热；
步骤2：向反应釜投入聚乙烯蜡，升温至180℃并搅拌，搅拌速度为20-50 转/分钟，至全部熔融并保持恒温；
步骤3：按顺序向反应釜投入茂金属催化聚丙烯和无规聚烯烃，逐一熔解， 保持搅拌至全部熔融并保持恒温，搅拌速度为20-50转/分钟；
步骤4：在反应釜外按比例加热聚异丁烯，待聚异丁烯熔融后导入反应釜中， 搅拌速度调整为20-40转/分钟，搅拌均匀并保持恒温；
步骤5：按顺序向反应釜投入石油树脂和抗氧剂，降低搅拌速度至10-30转 /分钟，待混合物料完全熔融并充分搅拌均匀，将混合物料导入到螺杆挤出机挤 出造粒。
优选地，步骤1中的预热温度为120℃-150℃。
优选地，步骤3和步骤4中的恒温温度为180℃。
与现有技术相比，本发明提供的发泡热熔胶具有以下有益效果：
1、本发明提供的热熔胶具有较高的强度和良好的柔韧性，固化成型后的热 熔胶实现可弯曲性，不易折断，具有更广泛的应用场景；
2、本发明提供的热熔胶具有较高的粘度，在熔融状态下可达8000cps (180℃)，同时保持良好流动性，施胶容易，固化成型后热熔胶表面不发粘；
3、本发明提供的热熔胶还具有良好的耐高温和耐低温特性，通过选择合理 的抗氧剂，减缓发泡热熔胶的老化，延长使用寿命；同时具有较好的相容性和 粘接性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域 的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发 明的限定。
本发明实施例提供一种应用于空调过滤器的热熔胶，其原料组分按质量份 数计，由1-10份聚乙烯蜡、5-20份聚异丁烯、20-40份茂金属催化聚丙烯、10-60 份无规聚烯烃、30-50份石油树脂和0.1-1份抗氧剂组成。
本实施例中提供的热熔胶中聚乙烯蜡作为粘度调节剂和开放时间调节剂， 为热熔胶提供良好的流动性和分散性，同时调节热熔胶的开放时间，便于在施 胶的过程中进行其他处理。茂金属聚丙烯为热熔胶提供良好的柔韧性和耐高温 耐低温性能，制备的热熔胶在使用固化后能实现可折弯性，不易折断；无规聚 烯烃具备良好的表面润湿和铺展性能，且无规聚烯烃的分子结构内存在较多空 隙，组分中的聚异丁烯在反应过程中可填充在该些空隙中，能提高制备的热熔 胶在施胶固化后的耐冲击、耐应力开裂等性能，同时使得热熔胶的表面不发粘； 此外无规聚烯烃能和蜡类、树脂类具有较好的相融性。石油树脂作为增粘剂， 有效提高发泡热熔胶的粘接性能。
在优选实施例中，热熔胶的原料组分按质量份数计，由2-8份聚乙烯蜡、 5-15份聚异丁烯、20-30份茂金属催化聚丙烯、20-60份无规聚烯烃、30-45份 石油树脂和0.1-1份抗氧剂组成。
在优选实施例中，热熔胶的原料组分按质量份数计，由3-7份聚乙烯蜡、 5-10份聚异丁烯、25-30份茂金属催化聚丙烯、40-60份无规聚烯烃、35-45份 石油树脂和0.1-1份抗氧剂组成。
在优选实施例中，热熔胶的原料组分按质量份数计，由5份聚乙烯蜡、8份 聚异丁烯、25份茂金属催化聚丙烯、50份无规聚烯烃、35份石油树脂和0.5份 抗氧剂组成。
在优选实施例中，石油树脂为石油树脂C5、石油树脂C9中的一种或多种。
在优选实施例中，无规聚烯烃的分子量为20000-100000。
在优选实施例中，抗氧剂为芳香胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂与受阻酚 类抗氧剂的一种。
本发明实施例还提供一种上述任一项的应用于空调过滤器的热熔胶的制备 方法，其包括以下步骤：
步骤1：反应釜预热；
步骤2：向反应釜投入聚乙烯蜡，升温至180℃并搅拌，搅拌速度为20-50 转/分钟，至全部熔融并保持恒温；
步骤3：按顺序向反应釜投入茂金属催化聚丙烯和无规聚烯烃，逐一熔解， 保持搅拌至全部熔融并保持恒温，搅拌速度为20-50转/分钟；
步骤4：在反应釜外按比例加热聚异丁烯，待聚异丁烯熔融后导入反应釜中， 搅拌速度调整为20-40转/分钟，搅拌均匀并保持恒温；
步骤5：按顺序向反应釜投入石油树脂和抗氧剂，降低搅拌速度至10-30转/分钟，待混合物料完全熔融并充分搅拌均匀，将混合物料导入到螺杆挤出机挤 出造粒。
在优选实施例中，步骤1中的预热温度为120℃-150℃。
在优选实施例中，步骤3和步骤4中的恒温温度为180℃。
为使本发明的细节更利于本领域技术人员的理解和实施，以及突出本案的 进步性效果，以下通过具体的实施例来对本案的上述内容进行举例说明。
实施例1
实施原料：5份聚乙烯蜡、10份聚异丁烯、20份茂金属催化聚丙烯、20份 无规聚烯烃、30份石油树脂和0.1份抗氧剂
制备步骤：
步骤1：反应釜预热，将反应釜预加热到150℃；
步骤2：向反应釜投入聚乙烯蜡，升温至180℃并搅拌，搅拌速度为40转/ 分钟，至全部熔融并保持恒温；
步骤3：按顺序向反应釜投入茂金属催化聚丙烯和无规聚烯烃，逐一熔解， 保持搅拌至全部熔融并保持恒温，搅拌速度为40转/分钟；
步骤4：在反应釜外按比例加热聚异丁烯，待聚异丁烯熔融后导入反应釜中， 搅拌速度调整为30转/分钟，搅拌均匀并保持恒温；
步骤5：按顺序向反应釜投入石油树脂和抗氧剂，降低搅拌速度至20转/ 分钟，待混合物料完全熔融并充分搅拌均匀，将混合物料导入到螺杆挤出机挤 出造粒。
实施例2
实施原料：5份聚乙烯蜡、10份聚异丁烯、20份茂金属催化聚丙烯、40份 无规聚烯烃、30份石油树脂和0.1份抗氧剂
制备步骤：
步骤1：反应釜预热，将反应釜预加热到150℃；
步骤2：向反应釜投入聚乙烯蜡，升温至180℃并搅拌，搅拌速度为40转/ 分钟，至全部熔融并保持恒温；
步骤3：按顺序向反应釜投入茂金属催化聚丙烯和无规聚烯烃，逐一熔解， 保持搅拌至全部熔融并保持恒温，搅拌速度为40转/分钟；
步骤4：在反应釜外按比例加热聚异丁烯，待聚异丁烯熔融后导入反应釜中， 搅拌速度调整为30转/分钟，搅拌均匀并保持恒温；
步骤5：按顺序向反应釜投入石油树脂和抗氧剂，降低搅拌速度至20转/ 分钟，待混合物料完全熔融并充分搅拌均匀，将混合物料导入到螺杆挤出机挤 出造粒。
实施例3
实施原料：5份聚乙烯蜡、20份聚异丁烯、20份茂金属催化聚丙烯、60份 无规聚烯烃、30份石油树脂和0.1份抗氧剂
制备步骤：
步骤1：反应釜预热，将反应釜预加热到150℃；
步骤2：向反应釜投入聚乙烯蜡，升温至180℃并搅拌，搅拌速度为40转/ 分钟，至全部熔融并保持恒温；
步骤3：按顺序向反应釜投入茂金属催化聚丙烯和无规聚烯烃，逐一熔解， 保持搅拌至全部熔融并保持恒温，搅拌速度为40转/分钟；
步骤4：在反应釜外按比例加热聚异丁烯，待聚异丁烯熔融后导入反应釜中， 搅拌速度调整为30转/分钟，搅拌均匀并保持恒温；
步骤5：按顺序向反应釜投入石油树脂和抗氧剂，降低搅拌速度至20转/ 分钟，待混合物料完全熔融并充分搅拌均匀，将混合物料导入到螺杆挤出机挤 出造粒。
实施例4
实施原料：5份聚乙烯蜡、10份聚异丁烯、20份茂金属催化聚丙烯、60份 无规聚烯烃、30份石油树脂和0.1份抗氧剂
制备步骤：
步骤1：反应釜预热，将反应釜预加热到150℃；
步骤2：向反应釜投入聚乙烯蜡，升温至180℃并搅拌，搅拌速度为40转/ 分钟，至全部熔融并保持恒温；
步骤3：按顺序向反应釜投入茂金属催化聚丙烯和无规聚烯烃，逐一熔解， 保持搅拌至全部熔融并保持恒温，搅拌速度为40转/分钟；
步骤4：在反应釜外按比例加热聚异丁烯，待聚异丁烯熔融后导入反应釜中， 搅拌速度调整为30转/分钟，搅拌均匀并保持恒温；
步骤5：按顺序向反应釜投入石油树脂和抗氧剂，降低搅拌速度至20转/ 分钟，待混合物料完全熔融并充分搅拌均匀，将混合物料导入到螺杆挤出机挤 出造粒。
对比例1
实施原料：10份聚丙烯蜡、5份聚乙烯蜡、20份茂金属催化聚丙烯、20份 无规聚烯烃、30份石油树脂和0.1份抗氧剂
制备步骤：
步骤1：反应釜预热，将反应釜预加热到150℃；
步骤2：向反应釜投入聚乙烯蜡，升温至180℃并搅拌，搅拌速度为40转/ 分钟，至全部熔融并保持恒温；
步骤3：按顺序向反应釜投入茂金属催化聚丙烯和无规聚烯烃，逐一熔解， 保持搅拌至全部熔融并保持恒温，搅拌速度为40转/分钟；
步骤4：在反应釜外按比例加热聚异丁烯，待聚异丁烯熔融后导入反应釜中， 搅拌速度调整为30转/分钟，搅拌均匀并保持恒温；
步骤5：按顺序向反应釜投入石油树脂和抗氧剂，降低搅拌速度至20转/ 分钟，待混合物料完全熔融并充分搅拌均匀，将混合物料导入到螺杆挤出机挤 出造粒。
对比例2
实施原料：5份聚乙烯蜡、20份茂金属催化聚丙烯、20份无规聚烯烃、30 份石油树脂和0.1份抗氧剂
制备步骤：
步骤1：反应釜预热，将反应釜预加热到150℃；
步骤2：向反应釜投入聚乙烯蜡，升温至180℃并搅拌，搅拌速度为40转/ 分钟，至全部熔融并保持恒温；
步骤3：按顺序向反应釜投入茂金属催化聚丙烯和无规聚烯烃，逐一熔解， 保持搅拌至全部熔融并保持恒温，搅拌速度为40转/分钟；
步骤4：按顺序向反应釜投入石油树脂和抗氧剂，降低搅拌速度至20转/ 分钟，待混合物料完全熔融并充分搅拌均匀，将混合物料导入到螺杆挤出机挤 出造粒。
对实施例1-4以及对比例1-2制备得到的熔融热熔胶或施胶固化后的热熔 胶进行性能检测，检测项目及结果如下：
1、粘度测试方法：测定对象为未发泡处理的热熔胶，即热熔胶产品
按照GB/T 2794-2013《胶黏剂黏度的测定单圆筒旋转黏度计法》来测定粘 度，结果以厘泊(cps)记录。
2、固化热熔胶表面特性测试方法：测定对象是固化处理后的热熔胶
采用触摸的方式。将熔融后的热熔胶进行相同的施胶，待热熔胶固化冷却 后，触摸热熔胶表面，判断是否发粘。
3、拉伸强度测试方法：测定对象是固化处理后的热熔胶
按照GB/T 1040.1-2018《塑料拉伸性能的测定第1部分：总则》来测定 拉伸强度，结果以MPa记录。
4、软化点测试方法：测定对象是未发泡处理的热熔胶
按照GB/T15332-1994《热熔胶粘剂软化点的测点环球法》测定，结果以摄 氏度(℃)记录。
5、有害物质含量测试：委托第三方检验检测服务单位进行测试，包括对镉、 铅、汞、六价铬、多溴联苯(PBBs)、多溴二苯醚(PSDEs)、邻苯二甲酸酯(如 邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基 己基)(DEHP)酯和邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP))等，是否符合欧盟RoHS指令 2011/65/EU附录Ⅱ的修正指令(EU)2015/863的限值要求。
上述测试项目测试结果如下：
表1：热熔胶性能测试数据汇总表
其中，粘度为热熔胶的基本性能指标，同时是流动性的指标，粘度高即热 熔胶粘稠、流动性差，粘度低则是热熔胶稀、流动性好，而流动性直接回影响 施胶过程的效率和用胶量等；热熔胶的表面特性主要是通过触摸，评价热熔胶 在固化冷却后表面是否发粘，如果发粘，一方面影响外观美感，因为如果发粘 则会容易粘附灰尘和其他微小物体，另一方面也会影响到热熔胶的使用效果； 拉伸强度指示的是固化后热熔胶的抗拉伸性能，拉伸强度越高说明热熔胶柔韧 性越好。
如表1所述，本发明实施例1-4制备的热熔胶与对比例1、对比例2对比可 知，具有更高的拉伸强度，即固化后的热熔胶具有更好的柔韧性，实现可弯曲 性能，可防止在实际使用中易折断；且实施例1-4制备的热熔胶在固化后表面 不会发粘，具有更好的使用效果。从实施例1至实施例4与对比例2对比可知， 高份量的无规聚烯烃和聚异丁烯配合，能有效改变热熔胶的特性，可大大提高 热熔胶的粘度以及拉伸强度，且可以看出无规聚烯烃和聚异丁烯的含量越高性 能越好。而从对比例1可知，其通过聚丙烯蜡和聚乙烯蜡配合，使热熔胶可具 有较高的软化点和粘度，但由于添加了较多的高分子蜡，其发泡后热熔胶的拉 伸强度较低，即是比较脆，不可实现弯曲。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利 用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其 他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种应用于空调过滤器的热熔胶，其特征在于，其原料组分按质量份数计，由1-10份聚乙烯蜡、5-20份聚异丁烯、20-40份茂金属催化聚丙烯、10-60份无规聚烯烃、30-50份石油树脂和0.1-1份抗氧剂组成。
2.如权利要求1所述的应用于空调过滤器的热熔胶，其特征在于，其原料组分按质量份数计，由2-8份聚乙烯蜡、5-15份聚异丁烯、20-30份茂金属催化聚丙烯、30-60份无规聚烯烃、30-45份石油树脂和0.1-1份抗氧剂组成。
3.如权利要求1所述的应用于空调过滤器的热熔胶，其特征在于，其原料组分按质量份数计，由3-7份聚乙烯蜡、5-10份聚异丁烯、25-30份茂金属催化聚丙烯、40-60份无规聚烯烃、35-45份石油树脂和0.1-1份抗氧剂组成。
4.如权利要求1所述的应用于空调过滤器的热熔胶，其特征在于，其原料组分按质量份数计，由5份聚乙烯蜡、8份聚异丁烯、25份茂金属催化聚丙烯、50份无规聚烯烃、35份石油树脂和0.5份抗氧剂组成。
5.如权利要求1所述的应用于空调过滤器的热熔胶，其特征在于，所述石油树脂为石油树脂C5、石油树脂C9中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的应用于空调过滤器的热熔胶，其特征在于，所述无规聚烯烃的分子量为20000-100000。
7.如权利要求1所述的应用于空调过滤器的热熔胶，其特征在于，所述抗氧剂为芳香胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂与受阻酚类抗氧剂的一种。
8.一种权利要求1-7任一项所述的应用于空调过滤器的热熔胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：反应釜预热；
步骤2：向反应釜投入聚乙烯蜡，升温至180℃并搅拌，搅拌速度为20-50转/分钟，至全部熔融并保持恒温；
步骤3：按顺序向反应釜投入茂金属催化聚丙烯和无规聚烯烃，逐一熔解，保持搅拌至全部熔融并保持恒温，搅拌速度为20-50转/分钟；
步骤4：在反应釜外按比例加热聚异丁烯，待聚异丁烯熔融后导入反应釜中，搅拌速度调整为20-40转/分钟，搅拌均匀并保持恒温；
步骤5：按顺序向反应釜投入石油树脂和抗氧剂，降低搅拌速度至10-30转/分钟，待混合物料完全熔融并充分搅拌均匀，将混合物料导入到螺杆挤出机挤出造粒。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤1中的预热温度为120℃-150℃。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤3和步骤4中的恒温温度为180℃。
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