CN114854371A - 一种可低温使用的热熔胶组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及胶黏剂技术领域，更具体地说，它涉及一种可低温使用的热熔胶组合物及其制备方法和应用。一种可低温使用的热熔胶组合物，由如下重量百分比的组分组成：基础聚合物5‑15%、增粘树脂50‑70%、粘度调节剂20‑40%、抗氧化剂0‑2%；所述基础聚合物由乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体混合组成；所述乙烯丙烯酸共聚物，熔融指数为300g/10min‑1000 g/10min,丙烯酸含量为20‑22%；所述聚烯烃塑性体，熔融指数为500‑1250 g/10min，密度为0.87‑0.88 g/cm3。本申请的可低温使用的热熔胶组合物，可应用于纸制品封口，具有拉丝少和节能环保的优点。
Description
技术领域
本申请涉及胶黏剂技术领域，更具体地说，它涉及一种可低温使用的热熔胶组合物及其制备方法和应用。
背景技术
热熔胶是以多羟基树脂或弹性体为主要成分，以增塑剂、黏度调节剂、抗氧剂及填料等成分为辅，经熔融混合而制成的不含挥发性有机溶剂的固体状胶粘剂。在一定温度范围内，热熔胶的物理状态随温度改变而改变，但化学特性不变。同时，热熔胶无毒无味，属环保型化学产品，所以其应用极其广泛。
在纸品包装行业，热熔胶的使用步骤为：先将热熔胶加热活化后预涂到第一基材，待涂覆到第一基材的热熔胶冷却，得到涂覆有热熔胶的第一基材。当使用涂覆有热熔胶的第一基材时，通过加热将第一基材上的热熔胶二次活化，通过二次活化的热熔胶将第二基材与第一基材粘结。例如：信封在生产时，可先预涂热熔胶在一面封口处，并等待热熔胶冷却，得到涂覆有热熔胶的信封。当密封信封时，通过加热封口上的热熔胶，并在压力作用下，将涂覆有热熔胶的封口和未涂覆热熔胶的封口相互粘结。
但是，加热活化热熔胶的温度和时间会影响到信封的生产效率和质量。因为，活化温度过高容易导致信封高温变形，若降低活化温度则需要延长热熔胶的活化时间，影响信封的生产效率。目前热熔胶的活化温度为150-180℃，活化时间1-2秒。
针对上述相关技术，热熔胶在加热活化时普遍存在活化温度较高的问题。
发明内容
为了降低热熔胶的活化温度，本申请提供一种可低温使用的热熔胶组合物及其制备方法和应用。
本申请的技术原理为：
通过采用高熔融指数的乙烯丙烯酸共聚物和低熔融粘度的聚烯烃塑性体复配，所得的基础聚合物，应用于制备所得的热熔胶，粘度和环球软化点较低，对基材的润湿渗透性能较强。同时，所得热熔胶的粘结强度较强，对极性和非极性的基材具有良好的粘结性能，并且不会出现拉丝现象。因此，本申请所得的热熔胶，由于其粘度和软化点都很低，且其制备过程中使用的基础聚合物用量较少。所以，本申请的热熔胶，不仅具有可以在较短的时间和较低的温度条件下，快速活化的优点，粘结强度高达5-8MPa。
本申请的技术方案：
第一方面，本申请提供一种可低温使用的热熔胶组合物，采用如下的技术方案：
一种可低温使用的热熔胶组合物，按重量比分比计，由如下重量百分比的组分组成：
基础聚合物5-15％；
增粘树脂50-70％；
粘度调节剂20-40％；
抗氧化剂0-2％；
所述基础聚合物由乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体混合组成；
所述乙烯丙烯酸共聚物，熔融指数为300g/10min-1000g/10min,丙烯酸含量为20-22％，检测方法为ASTM D 1238，检测条件为2.16kg@190℃。
所述聚烯烃塑性体，熔融指数为500-1250g/10min，密度为0.87-0.88g/cm3，检测方法为ASTM D 1238，检测条件为2.16kg@190℃。
通过采用上述技术方案，由于基础聚合物采用上述性质的乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体复配，因此所得热熔胶组合物在100℃时的粘度为200-600Pa·s，环球软化点为65-75℃。由于环球软化点温度较低，因此，所得热熔胶组合物可在较低的温度下进行快速活化和粘结。当热熔胶组合物在产品中应用时，有利于提高产品的生产效率，并且不会由于热熔胶组合物的活化温度过高导致产品变形。同时，本申请所得的热熔胶组合物因具有很低的粘度和软化点，可在100-120℃对第一基材进行涂布，并且不容易产生拉丝。相对常规的150-180℃的涂布温度，本发明还能在使用过程节省部分电费。
优选的，所述乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体的重量比为1:(1-3)。
通过采用上述技术方案，乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体按上述重量比混合复配，不仅增加基础共聚物的内聚力，降低所得热熔胶组合物的活化温度，还可提高所得热熔胶组合物对极性材料的粘结强度。
优选的，所述乙烯丙烯酸共聚物为乙烯丙烯酸共聚物DOW5980和乙烯丙烯酸共聚物DOW5990中的任意一种；所述聚烯烃塑性体为聚烯烃塑性体GA1950和聚烯烃塑性体GA1900中的任意一种。
通过采用上述技术方案，选用上述特定牌号的乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体进行复配，可降低所得热熔胶组合物的粘度，有利于减少热熔胶组合物使用时拉丝的情况发生。
优选的，所述增粘树脂的环球法软化点为70-90℃。
通过采用上述技术方案，采用的增粘树脂的环球法软化较低，因此所得热熔胶的环球软化点较低，有利于降低热熔胶的活化温度。
优选的，所述增粘树脂为苯酚改性树脂、松香甘油脂、氢化松香和脂松香的一种或多种。
通过采用上述技术方案，苯酚改性树脂、松香甘油脂、氢化松香和脂松香均具有较强的粘结强度和较低的环球法软化点，将上述种类的增粘树脂与乙烯丙烯酸共聚物、聚烯烃塑性体复配后，不仅可较为显著的提高所得热熔胶的粘结强度，还可降低热熔胶的活化温度。
优选的，所述增粘树脂由苯酚改性树脂和氢化松香按重量比1:(0.40-0.67)混合组成。
优选的，所述苯酚改性树脂优选为SYLVARESTM(苯酚改性树脂)系列的520或540；所述氢化松香优选为KHR80。
优选的，所述抗氧化剂为抗阻酚类抗氧化剂。
进一步的，所述抗阻酚类抗氧化剂优选为BASF的1010、1076和168中的任意一种。
通过采用上述技术方案，采用上述具体牌号的抗阻酚类抗氧化剂，对所得可低温使用的热熔胶组合物的抗氧化效果较好。
第二方面，本申请提供一种可低温使用的热熔胶组合物的制备方法，采用如下的技术方案：
一种可低温使用的热熔胶组合物的制备方法，包括如下步骤：
S1：将粘度调节剂、增粘树脂和抗氧化剂，在100℃-110℃混合熔化后，得到熔化后的混合物A；
S2：将乙烯丙烯酸共聚物、聚烯烃塑性体与混合物A混合后，在真空度为(-0.09)-(-0.07)MPa、温度为100-110℃、转速为80-100r/min的条件下，搅拌混合1-2h，得到混合物B；
S3：将混合物B在真空度为(-0.09)-(-0.07)Mpa的条件下，自然降温至75-85℃后，再进行造粒、风干，即得可低温使用的热熔胶组合物。
通过采用上述技术方案，在可低温使用的热熔胶组合物的制备过程中，由于控制上述工艺的温度，可得到小颗粒状的热熔胶。由于小颗粒状的热熔胶相对于相关技术中块状的热熔胶，熔胶速度较快，因此降低了热熔胶的活化温度。
第三方面，本申请提供一种可低温使用的热熔胶组合物的应用，采用如下的技术方案：
一种可低温使用的热熔胶组合物的应用，所述可低温使用的热熔胶组合物在纸制品包装中的应用。
通过采用上述技术方案，由于可低温使用的热熔胶组合物的粘度和环球软化点较低，可在100-120℃对第一基材进行涂布，并且不容易产生拉丝。相对常规的150-180℃的涂布温度，还能在使用过程节省部分电费。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用特定熔融指数的乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体复配，可降低所得热熔胶组合物的粘度和环球软化点，并提高其粘结强度；
2、本申请中通过优化乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体的重量配比，增加了基础共聚物的内聚力，因此降了低所得热熔胶组合物的活化温度，并提高了粘结强度；
3、本申请的方法，通过控制工艺的温度，得到小颗粒状的热熔胶，提高了熔胶速度，便于在低温下使用。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中的采用的原料，除下列特殊说明外，其他均为市售。
乙烯丙烯酸共聚物DOW5990，采购自东莞市友信新材料有限公司；
乙烯丙烯酸共聚物为DOW5986，采购自东莞市胜浩塑胶原料有限公司；
聚烯烃塑性体GA1950，采购自重庆凯茵化工有限公司；
聚烯烃塑性体GA1875，采购自东莞市樟木头富隆塑胶原料经营部；
氢化松香KHR80，采购自广东科茂林产化工股份有限公司；
松香甘油酯GER-85和脂松香RGR-2，均采购自广西梧州日成林产化工股份有限公司；
苯酚改性树脂520和苯酚改性树脂540，采购自马克波罗网。
性能检测：对实施例所得的可低温使用的热熔胶组合物和对比例所得的热熔胶组合物，进行粘度和环球软化点检测，检测方法如下：
粘度检测：参照《HG/T 3660-1999热熔胶粘剂熔融粘度的测定》，使用旋转式粘度计进行测试，其中，旋转式粘度计型号为Brookfield DV-2+PRO，转子选用27#,转速为100转/分钟，采购自美国博勒飞公司。
环球软化点检测：参照《GB/T 15332-94热熔胶粘剂软化点的测定环球法》。
粘结强度检测：按照ASTMD1002采用万能试验机进行测定，测试环境温度：25±2℃，基材尺寸为120mm×2.54mm×1.62mm，涂胶长度约为1.27cm。
实施例
实施例1
一种可低温使用的热熔胶组合物，各组分及其相应的重量如表1所示，并通过如下制备步骤制备：
S1：将粘度调节剂、增粘树脂和抗氧化剂，在100℃混合熔化后，得到熔化后的混合物A；
S2：将乙烯丙烯酸共聚物、聚烯烃塑性体与混合物A混合后，在真空度为-0.07MPa、温度为100℃、转速为80r/min的条件下，搅拌混合1h得到混合物B；
S3：将混合物B在真空度为-0.07MPa的条件下，自然降温至75℃后，再进行造粒、冷却和风干，即得可低温使用的热熔胶组合物。
其中，基础聚合物由乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体按重量比为1:1混合组成；乙烯丙烯酸共聚物为DOW5986，熔融指数为300g/10min,丙烯酸含量为20.5％；
聚烯烃塑性体GA1875，熔融指数为1250g/10min，密度为0.87g/cm3，检测方法为ASTM D1238，检测条件为2.16kg@190℃。
增粘树脂Escorez 5300，为加氢石油树脂，环球法软化点为105℃，采购自潍坊艾迪化工有限公司。
粘度调节剂为石蜡。
抗氧化剂，为BASF 1010。
实施例2-4
一种可低温使用的热熔胶组合物，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表1所示。
对上述实施例1-4所得的可低温使用的热熔胶组合物进行粘度和环球软化点检测，检测结果如下表所示。
从上表可以得出，实施例1-4所得的可低温使用的热熔胶组合物，100℃粘度为200-600mPa·s，环球软化点低至为67-75℃，粘结强度高达5.7-5.8Mpa。由此表明，本申请所得的可低温使用的热熔胶组合物，具有粘度低、环球软化点低和粘结强度高的特点。
实施例5-8
一种可低温使用的热熔胶组合物，与实施例3的不同之处在于，除乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体的重量比不同外，其他均与实施例3相同。
乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体的重量如下表所示。
对上述实施例5-8所得的可低温使用的热熔胶组合物进行粘度和环球软化点检测，检测结果如下表所示。
从上表的可以得出，实施例5-8所得的可低温使用的热熔胶组合物100℃粘度为400-700mPa·s，环球软化点低至67-73℃，粘结强度高达5.7-6.0Mpa。
依据实施例3、6、7所得的可低温使用的热熔胶组合物与实施例5、8所得的可低温使用的热熔胶组合物相比，100℃粘度保持在500-600mPa·s，环球软化点保持在69-71℃，粘结强度高达5.8-6.0Mpa。由此表明，基础聚合物由乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体按重量比为1:(1-3)混合组成，所得的可低温使用的热熔胶组合物，具有特定的粘度和环球软化点，因此其活化温度较低，且其在使用过程中不易拉丝。
实施例9
一种可低温使用的热熔胶组合物，与实施例6的不同之处在于，除采用等量的乙烯丙烯酸共聚物DOW5990替代乙烯丙烯酸共聚物为DOW5986，采用等量的聚烯烃塑性体GA1950替代聚烯烃塑性体为GA1875外，其他均与实施例6相同。
本申请中，由于乙烯丙烯酸共聚物采用乙烯丙烯酸共聚物DOW5980和乙烯丙烯酸共聚物DOW5990中的任意一种，聚烯烃塑性体采用聚烯烃塑性体GA1950和聚烯烃塑性体GA1900中的任意一种，所得的可低温使用的热熔胶组合物，其各项性能检测结果相同。因此，本申请实施例中，仅以乙烯丙烯酸共聚物DOW5990和聚烯烃塑性体GA1950为例做简要说明，但并不影响乙烯丙烯酸共聚物DOW5980和聚烯烃塑性体GA1900在本申请中的应用。
对上述实施例9所得的可低温使用的热熔胶组合物进行粘度和环球软化点检测，检测结果如下表所示。
从上表的可以得出，实施例9的粘结强度明显高与实施例6的粘结强度。由此表明，在可低温使用的热熔胶组合物的制备总原料中，除采用乙烯丙烯酸共聚物DOW5990和聚烯烃塑性体GA1950，可明显提高可低温使用的热熔胶组合物的粘结强度。
实施例11-14
一种可低温使用的热熔胶组合物，与实施例9的不同之处在于，除增粘树脂的种类不同外，其他均与实施例9相同。
增粘树脂的种类如下表所示。
对上述实施例10-14所得的可低温使用的热熔胶组合物进行粘度和环球软化点检测，检测结果如下表所示。
从上表的可以得出，实施10-14所得的可低温使用的热熔胶组合物100℃粘度为540-545Pa·s，环球软化点为68-69℃，粘结强度高达7.5-8.0Mpa。
通过上表进一步分析可知，实施例10-11所得的可低温使用的热熔胶组合物，100℃粘度为545Pa·s，环球软化点为69℃，粘结强度为7.5-7.6Mpa。依据实施例10-11所得的可低温使用的热熔胶组合物与实施例9所得的可低温使用的热熔胶组合物相比，粘结强度明显提高。由此表明，增粘树脂为苯酚改性树脂、松香甘油脂、氢化松香和脂松香的一种或多种时，所得的可低温使用的热熔胶组合物，具有较高的粘结强度。
通过上表进一步分析可知，实施例12-14所得的可低温使用的热熔胶组合物，环球软化点为68℃，粘结强度为8.0Mpa。依据实施例12-14所得的可低温使用的热熔胶组合物与实施,10-11所得的可低温使用的热熔胶组合物相比，环球软化点降低，粘结强度相对明显提高。由此表明，当增粘树脂由苯酚改性树脂和氢化松香按重量比1:(0.40-0.67)混合组成时，可提高所得热熔胶组合物的粘结强度，并降低其维卡软化温度。
实施例15
一种可低温使用的热熔胶组合物，与实施例14的不同之处在于，可低温使用的热熔胶组合物的制备步骤不同。
具体制备步骤如下：
S1：将粘度调节剂、增粘树脂和抗氧化剂，在110℃混合熔化后，得到熔化后的混合物A；
S2：将乙烯丙烯酸共聚物、聚烯烃塑性体与混合物A混合后，在真空度为-0.09MPa、温度为110℃、转速为100r/min的条件下，搅拌混合2h得到混合物B；
S3：将混合物B在真空度为-0.09MPa的条件下，自然降温至85℃后，再进行造粒、冷却和风干，即得可低温使用的热熔胶组合物。
对上述实施例15所得的可低温使用的热熔胶组合物进行粘度和环球软化点检测，检测结果如下表所示。
对比例
对比例1
一种热熔胶组合物，与实施例14的不同之处在于，采用等量的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA28025替代基础聚合物。
对比例2
一种热熔胶组合物，与实施例14的不同之处在于，采用等量的乙烯丙烯酸共聚物2022替代乙烯丙烯酸共聚物DOW5990；其中，乙烯丙烯酸共聚物2022，熔融指数为35g/10min，检测方法为ASTM D 1238，检测条件为2.16kg@190℃。
对比例3
一种热熔胶组合物，与实施例14的不同之处在于，采用等量的聚烯烃塑性体1450G1替代聚烯烃塑性体GA1950，其中，聚烯烃塑性体1450G1品牌为美国盛禧奥，，密度为0.87g/cm3，熔融指数为1g/10min，检测方法为ASTM D 1238，检测条件为2.16kg@190°C。
对比例4
一种热熔胶组合物，与实施例14的不同之处在于，采用等量的乙烯丙烯酸共聚物DOW5980替代聚烯烃塑性体GA1950。
对上述对比例1-4所得的可低温使用的热熔胶组合物进行粘度和环球软化点检测，检测结果如下表所示。
从上表的可以得出，对比例1所得的热熔胶组合物，100℃粘度高达10000Pa·s，环球软化点高达110℃，粘结强度低至6.3Mpa。依据对比例1与实施例14相对比，100℃粘度和环球软化点明显提高，粘结强度明显降低。由此表明，本申请所得的可低温使用的热熔胶组合物，具有较低的环球软化点和较高的粘结强度，具有以在较短的时间和较低的温度条件下，快速活化的优点。
从上表的可以得出，对比例2-3所得的热熔胶组合物，100℃粘度高达820-850Pa·s，环球软化点高达95-96℃，粘结强度低至4.2-4.3Mpa。依据对比例2-3与实施例14相对比，100℃粘度和环球软化点明显提高，粘结强度明显降低。由此表明，在本申请可低温使用的热熔胶组合物的制备总原料中，乙烯丙烯酸共聚物为乙烯丙烯酸共聚物DOW5980和乙烯丙烯酸共聚物DOW5990中的任意一种；聚烯烃塑性体为聚烯烃塑性体GA1950和聚烯烃塑性体GA1900中的任意一种，可降低可低温使用的热熔胶组合物的环球软化点以及提高可低温使用的热熔胶组合物的粘结强度。
从上表的可以得出，对比例4所得的热熔胶组合物，100℃粘度高达780-850Pa·s，环球软化点高达85-96℃，粘结强度低至4.2-4.9Mpa。依据对比例2-4与实施例14相对比，100℃粘度和环球软化点明显提高，粘结强度明显降低。由此表明，在本申请可低温使用的热熔胶组合物的制备总原料中，基础聚合物由乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体具有协同作用，可降低可低温使用的热熔胶组合物的环球软化点以及提高可低温使用的热熔胶组合物的粘结强度。
对比例5-6
一种热熔胶组合物，与实施例14的不同之处在于，基础聚合物和增粘树脂的重量不同，各组分及其重量如下：
上述对比例5-6中，热熔胶组合物的制备方法，均与实施例11相同。
对上述对比例5-6所得的可低温使用的热熔胶组合物进行粘度和环球软化点检测，检测结果如下表所示。
从上表的可以得出，对比例5-6所得的热熔胶组合物，100℃粘度高达880-882Pa·s，环球软化点高达94-95℃，粘结强度低至4.8Mpa。依据对比例5-6与实施例14相对比，100℃粘度和环球软化点明显提高，粘结强度明显降低。由此表明，在本申请可低温使用的热熔胶组合物由5-15％基础聚合物、50-70％增粘树脂、20-40％粘度调节剂和0-2％抗氧化剂组成，可降低可低温使用的热熔胶组合物的环球软化点以及提高可低温使用的热熔胶组合物的粘结强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种可低温使用的热熔胶组合物，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：
基础聚合物 5-15%；
增粘树脂 50-70%；
粘度调节剂 20-40%；
抗氧化剂 0-2%；
所述基础聚合物由乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体混合组成；
所述乙烯丙烯酸共聚物，熔融指数为300g/10min-1000 g/10min,丙烯酸含量为20-22%，检测方法为ASTM D 1238，检测条件为2.16 kg @ 190°C；
所述聚烯烃塑性体，熔融指数为500-1250 g/10min，密度为0.87-0.88 g/cm3，检测方法为ASTM D 1238，检测条件为2.16 kg @ 190°C。
2.根据权利要求1所述的可低温使用的热熔胶组合物，其特征在于：所述乙烯丙烯酸共聚物和聚烯烃塑性体的重量比为1:(1-3)。
3.根据权利要求2所述的可低温使用的热熔胶组合物，其特征在于：所述乙烯丙烯酸共聚物为乙烯丙烯酸共聚物DOW5980和乙烯丙烯酸共聚物DOW5990中的任意一种；所述聚烯烃塑性体为聚烯烃塑性体GA1950和聚烯烃塑性体GA1900中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的可低温使用的热熔胶组合物，其特征在于：所述增粘树脂的环球法软化点为70-90℃。
5.根据权利要求1所述的可低温使用的热熔胶组合物，其特征在于：所述增粘树脂为苯酚改性树脂、松香甘油脂、氢化松香和脂松香的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的可低温使用的热熔胶组合物，其特征在于：所述增粘树脂由苯酚改性树脂和氢化松香按重量比1:(0.40-0.67)混合组成。
7.根据权利要求6所述的可低温使用的热熔胶组合物，其特征在于：所述苯酚改性树脂优选为SYLVARESTM系列的520或540；所述氢化松香优选为KHR80。
8.根据权利要求1所述的可低温使用的热熔胶组合物，其特征在于：所述抗氧化剂为抗阻酚类抗氧化剂。
9.权利要求1-8任一所述的可低温使用的热熔胶组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将粘度调节剂、增粘树脂和抗氧化剂，在100℃-110℃混合熔化后，得到熔化后的混合物A；
S2：将乙烯丙烯酸共聚物、聚烯烃塑性体与混合物A混合后，在真空度为（-0.09）-（-0.07）MPa、温度为100-110℃、转速为80-100r/min的条件下，搅拌混合1-2h，得到混合物B；
S3：将混合物B在真空度为（-0.09）-（-0.07）Mpa的条件下，自然降温至75-85℃后，再进行造粒、风干，即得可低温使用的热熔胶组合物。
10.权利要求1-9任一所述的可低温使用的热熔胶组合物的应用，其特征在于，所述可低温使用的热熔胶组合物在纸制品包装中的应用。
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