CN115058220A - 一种热熔型超低温压敏胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热熔型超低温压敏胶及其制备方法，属于压敏胶技术领域。本发明的热熔型超低温压敏胶的组成包括：苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯共聚物20‑30份、乙烯‑辛烯共聚物5‑10份、聚a‑烯烃基础油10‑20份、抗氧剂0.5‑2份、液体增粘树脂40‑60份、端羟基聚丁二烯5‑10份。将共聚物、聚a‑烯烃基础油、抗氧剂加入到反应釜中，在加热下搅拌混合均匀，然后加入液体增粘树脂和端羟基聚丁二烯搅拌至透明，冷却后即可得到热熔型超低温压敏胶。本发明的热熔型超低温压敏胶具有耐低温、剥离强度高、持粘力大的优点，在‑30℃的低温下仍能保持良好的粘接性能，而且由于所用原料具有较低的玻璃化温度或倾点，因此可以在130‑140℃的低温下进行加工涂布。
Description
技术领域
本发明属于压敏胶技术领域，涉及一种热熔型超低温压敏胶及其制备方法。
背景技术
压敏胶是一种同时具有液体黏性和固体弹性的黏弹性体，其制备主要包括胶带、胶膜、标签及保护膜等。目前，全球压敏胶产量已超过百万吨，在电子、电器、航空、包装等行业被广泛使用，是一种非常重要的工业材料。
与溶剂型、水性和辐射固化型压敏胶相比，热熔型压敏胶制备工艺简单，生产效率高，因此得到了广泛的研究和应用。但是目前广泛应用的热熔型压敏胶主要以单一的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物为基材、固体增粘树脂为增粘剂、环烷油为增塑剂，只能满足常温(10-30℃)条件下的使用要求，在低温特别是极寒(＜-20℃)条件下容易失效。
常规热熔压敏胶在低温下失效的主要原因为，对于即将应用的压敏胶，由于低温下压敏胶分子运动迟缓，难以快速浸润被粘表面，粘接强度低；对于已经粘接的压敏胶制品，由于温度降低导致压敏胶硬化脱落。为了满足现代工业的低温使用要求，急需对现有常规热熔压敏胶进行改性，通过分子设计、配方优化，提高此类压敏胶的低温流动性，从而得到性能优良的热熔型超低温压敏胶。
此外，传统的热熔胶生产通常需要在160-180℃的高温下进行溶化涂布，不仅能耗高，降低了涂布机的使用寿命，而且高温下压敏胶容易老化交联，堵塞喉管和喷胶嘴，从而降低生产效率。因此，开发可低温涂布的热熔胶也成为急需解决的问题。
发明内容
本发明的第一个目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种热熔型超低温压敏胶，本发明所要解决的技术问题是如何使其具有较高的低温流动性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种热熔型超低温压敏胶，其特征在于，以重量份计，所述热熔型超低温压敏胶包括如下组分：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物10-20份、乙烯-辛烯共聚物15-20份、聚a-烯烃基础油10-20份、抗氧剂0.5-2份、液体增粘树脂40-60份、端羟基聚丁二烯5-10份。
进一步的，所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的二嵌段含量为30-70％。
优选的，所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的二嵌段含量为40-50％。
本发明选用高二嵌段含量的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物制备热熔型超低温压敏胶，与传统的低二嵌段含量的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物相比，高二嵌段含量的共聚物的玻璃化温度更低，具有优异的低温流动性，因此可以改善传统热熔胶的初粘性和耐低温性能。
进一步的，所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为10-30g/min。
优选的，所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为20-30g/min。
本发明加入乙烯-辛烯共聚物，特别是高熔融指数的共聚物，主要是有两个原因，一方面是由于乙烯-辛烯共聚物比苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物具有更低的玻璃化温度，进一步提高压敏胶的低温流动性；另一方面是由于乙烯-辛烯共聚物具有较高的内聚能密度，有利于提高压敏胶的持粘性能。
进一步的，所述抗氧剂为168、1010、1076中的一种。
进一步的，所述聚a-烯烃基础油为PPAO4、PAO6、PAO8、PAO10、PAO20、PAO30中的一种。
优选的，所述聚a-烯烃基础油为PAO8、PAO10中的一种，黏度太小易挥发，黏度太大耐低温性能欠佳。
本发明选用聚a-烯烃基础油制备热熔型超低温压敏胶，与代替传统的环烷油相比，环烷油由于含有脂肪环，具有较高的倾点(＞-30℃)，因此低温流动性较差；聚a-烯烃基础油为支化的脂肪链结构，具有较低的倾点(＜-50℃)，因此低温流动性优异，不仅能提高压敏胶的低温粘接性能，还能降低热熔压敏胶的加工和涂布温度。
进一步的，所述液体增粘树脂为的液态碳五石油树脂、液态松香树脂、液态萜烯树脂中的一种。
本发明选用液体增粘树脂制备热熔型超低温压敏胶，与传统的固态的增粘树脂相比，液体增粘树脂的软化点更低，可以提高低温下的剥离强度，从而满足极寒条件下的使用要求，进一步降低热熔压敏胶的加工和涂布温度。
进一步的，所述端羟基聚丁二烯的羟值为0.47-0.80mmol/g。
优选的，所述端羟基聚丁二烯的羟值为0.7-0.80mmol/g。
本发明加入端羟基聚丁二烯，特别是高羟值的端羟基聚丁二烯，主要是因为端羟基聚丁二烯不仅具有较低的玻璃化温度，可以提高低温粘接性能，而且其具有极性的羟基，可以提高与基材的界面相互作用，从而提高剥离强度。
本发明的第二个目的是针对上述超低温压敏胶，提出一种低成本的制备方法，包括如下步骤：
1)、按重量比称取苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚a-烯烃基础油、抗氧剂、液体增粘树脂、端羟基聚丁二烯；
2)、将共聚物、聚a-烯烃基础油、抗氧剂加入到反应釜中，加热至130-140℃搅拌1-3h混合均匀；
3)、向步骤2)匀化后的混合物中加入液体增粘树脂和端羟基聚丁二烯搅拌0.5-1.5h至透明，冷却后即可得到热熔型超低温压敏胶。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的热熔型超低温压敏胶以高二嵌段含量的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、高熔融指数的乙烯-辛烯共聚物、低倾点的聚a-烯烃基础油、液体增粘树脂、高羟值的端羟基聚丁二烯为主要原料，不仅可以显著提高热熔压敏胶的低温(-30℃)粘接性能，还能显著降低压敏胶的加工和涂布温度(135℃)；
(2)本发明的热熔型超低温压敏胶以高二嵌段含量的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物为基材，可以提高压敏胶的初粘性能；同时引入高内聚能密度的乙烯-辛烯共聚物，可以提高压敏胶的持粘性能；
(3)本发明的热熔型超低温压敏胶以液体增粘树脂为增粘剂，可以提高低温下的剥离强度；同时引入极性的端羟基聚丁二烯，可以进一步提高所得压敏胶的玻璃强度。
附图说明
图1是通过实施例一制得的超低温压敏胶的实物图样。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种热熔型超低温压敏胶，由以下重量份的原料制备而成：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物10份(二嵌段含量为30％)、乙烯-辛烯共聚物15份(熔融指数为10g/min)、聚a-烯烃基础油10份(PAO4)、抗氧剂0.5份(168)、液体碳五石油树脂40份、端羟基聚丁二烯5份(羟值为0.47mmol/g)。
一种热熔型超低温压敏胶的制备方法如下：将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚a-烯烃基础油、抗氧剂加入到反应釜中，加热至140℃搅拌1h混合均匀；向上述混合物中加入液体碳五石油树脂和端羟基聚丁二烯搅拌1.5h至透明，冷却后即可得到热熔型超低温压敏胶，其实物如图1所示。
实施例2
一种热熔型超低温压敏胶，由以下重量份的原料制备而成：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物20份(二嵌段含量为50％)、乙烯-辛烯共聚物20份(熔融指数为30g/min)、聚a-烯烃基础油20份(PAO30)、抗氧剂2份(1076)、液体松香树脂60份、端羟基聚丁二烯10份(羟值为0.80mmol/g)。
一种热熔型超低温压敏胶的制备方法如下：将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚a-烯烃基础油、抗氧剂加入到反应釜中，加热至130℃搅拌3h混合均匀；向上述混合物中加入液体松香树脂和端羟基聚丁二烯搅拌0.5h至透明，冷却后即可得到热熔型超低温压敏胶。
实施例3
一种热熔型超低温压敏胶，由以下重量份的原料制备而成：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物15份(二嵌段含量为35％)、乙烯-辛烯共聚物18份(熔融指数为20g/min)、聚a-烯烃基础油15份(PAO6)、抗氧剂1份(1010)、液体萜烯树脂50份、端羟基聚丁二烯8份(羟值为0.70mmol/g)。
一种热熔型超低温压敏胶的制备方法如下：将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚a-烯烃基础油、抗氧剂加入到反应釜中，加热至135℃搅拌2h混合均匀；向上述混合物中加入液体萜烯树脂和端羟基聚丁二烯搅拌1h至透明，冷却后即可得到热熔型超低温压敏胶。
实施例4
一种热熔型超低温压敏胶，由以下重量份的原料制备而成：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物15份(二嵌段含量为40％)、乙烯-辛烯共聚物18份(熔融指数为25g/min)、聚a-烯烃基础油15份(PAO8)、抗氧剂1份(1010)、液体松香树脂50份、端羟基聚丁二烯8份(羟值为0.70mmol/g)。
一种热熔型超低温压敏胶的制备方法如下：将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚a-烯烃基础油、抗氧剂加入到反应釜中，加热至135℃搅拌2h混合均匀；向上述混合物中加入液体松香树脂和端羟基聚丁二烯搅拌1h至透明，冷却后即可得到热熔型超低温压敏胶。
实施例5
一种热熔型超低温压敏胶，由以下重量份的原料制备而成：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物15份(二嵌段含量为45％)、乙烯-辛烯共聚物18份(熔融指数为30g/min)、聚a-烯烃基础油15份(PAO10)、抗氧剂1份(1010)、液体松香树脂50份、端羟基聚丁二烯8份(羟值为0.80mmol/g)。
一种热熔型超低温压敏胶的制备方法如下：将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚a-烯烃基础油、抗氧剂加入到反应釜中，加热至135℃搅拌2h混合均匀；向上述混合物中加入液体松香树脂和端羟基聚丁二烯搅拌1h至透明，冷却后即可得到热熔型超低温压敏胶。
实施例6
一种热熔型超低温压敏胶，由以下重量份的原料制备而成：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物15份(二嵌段含量为40％)、乙烯-辛烯共聚物18份(熔融指数为30g/min)、聚a-烯烃基础油15份(PAO20)、抗氧剂1份(1010)、液体松香树脂50份、端羟基聚丁二烯8份(羟值为0.70mmol/g)。
一种热熔型超低温压敏胶的制备方法如下：将苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚a-烯烃基础油、抗氧剂加入到反应釜中，加热至135℃搅拌2h混合均匀；向上述混合物中加入液体松香树脂和端羟基聚丁二烯搅拌1h至透明，冷却后即可得到热熔型超低温压敏胶。
对比实施例1：
向反应釜中加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物25份(二嵌段含量为10％)、环烷油10份(KN4010)、抗氧剂0.5份(168)，加热至170℃搅拌2h混合均匀，向上述混合物中加入固体碳五石油树脂45份搅拌1.5h至透明，冷却后即可得到热熔压敏胶。
本发明主要性能指标及测定方法：
将上述实施例和对比例的热熔压敏胶涂布在铜板纸上，在-30℃的条件下，按国标GB/T31125-2014初粘性试验方法测试环形初粘力、GB/T2792-1998压敏胶带180°剥离强度试验方法、GB/T4851-1998压敏胶带持粘性试验方法对所得压敏胶的初粘性、剥离强度和持粘性进行测试，结果见下表。
由上表数据可知，本发明所得热熔型超低温压敏胶，在极寒条件下具有优良的初粘性、剥离强度和持粘性，能够满足热熔压敏胶低温使用的要求。
对比实施例1为传统常温型热熔压敏胶，由于所使用的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物二嵌段含量较低，环烷油低温流动性较差，固体石油树脂软化点高，因此低温下的粘接性能非常差，无法在极寒条件下使用。本发明所用基材的玻璃化温度或倾点都较低，还引入了强极性的端羟基聚丁二烯，不仅能实现热熔压敏胶的低温加工和涂布，而且所得热熔压敏胶具有优异的耐低温性能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种热熔型超低温压敏胶，其特征在于，以重量份计，所述热熔型超低温压敏胶包括如下组分：苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物10-20份、乙烯-辛烯共聚物15-20份、聚a-烯烃基础油10-20份、抗氧剂0.5-2份、液体增粘树脂40-60份、端羟基聚丁二烯5-10份；所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的二嵌段含量为30-70％；所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为10-30g/min。
2.根据权利要求1所述一种热熔型超低温压敏胶，其特征在于，所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的二嵌段含量为40-50％。
3.根据权利要求1所述一种热熔型超低温压敏胶，其特征在于，所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为20-30g/min。
4.根据权利要求1所述一种热熔型超低温压敏胶，其特征在于，所述抗氧剂为168、1010、1076中的一种。
5.根据权利要求1所述一种热熔型超低温压敏胶，其特征在于，所述聚a-烯烃基础油为PPAO4、PAO6、PAO8、PAO10、PAO20、PAO30中的一种。
6.根据权利要求5所述一种热熔型超低温压敏胶，其特征在于，所述聚a-烯烃基础油为PAO8、PAO10中的一种。
7.根据权利要求1所述一种热熔型超低温压敏胶，其特征在于，所述液体增粘树脂为的液态碳五石油树脂、液态松香树脂、液态萜烯树脂中的一种。
8.根据权利要求1所述一种热熔型超低温压敏胶，其特征在于，所述端羟基聚丁二烯的羟值为0.47-0.80mmol/g。
9.根据权利要求8所述一种热熔型超低温压敏胶，其特征在于，所述端羟基聚丁二烯的羟值为0.7-0.80mmol/g。
10.一种制备权利要求1-9任一项所述热熔型超低温压敏胶的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)、按重量比称取苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚a-烯烃基础油、抗氧剂、液体增粘树脂、端羟基聚丁二烯；
2)、将共聚物、聚a-烯烃基础油、抗氧剂加入到反应釜中，加热至130-140℃搅拌1-3h混合均匀；
3)、向步骤2)匀化后的混合物中加入液体增粘树脂和端羟基聚丁二烯搅拌0.5-1.5h至透明，冷却后即可得到热熔型超低温压敏胶。
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