CN115521732B - 一种书刊装订用eva热熔胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种书刊装订用EVA热熔胶及其制备方法，涉及EVA热熔胶领域，本发明的EVA热熔胶包括以下组分：EVA树脂、APAO树脂、增粘树脂、粘度调节剂、抗氧剂和填料；EVA树脂中VA含量在25‑28％的EVA和VA含量在33‑38％的EVA的重量比为15‑30：10‑25。本发明的热熔胶制备方法包括：将增粘树脂、粘度调节剂和1/3‑2/3的APAO树脂加热混合；并将EVA树脂和剩余的APAO树脂混合；加入抗氧剂和填料即得热熔胶。本发明通过对不同VA含量的EVA树脂与增粘树脂、APAO树脂进行复配，热熔胶具有良好的粘结强度、抗脆裂强度，流动性、热稳定性和抗氧性能，胶装质量得到提升。
Description
技术领域
本发明属于EVA热熔胶领域，具体涉及一种书刊装订用EVA热熔胶及其制备方法。
背景技术
当今无线胶订作为主要的装订工艺，具有许多优点，其胶订所使用的热熔胶无刺激性气味、无溶剂、无污染和固化时间短；适合于在高速装订联动机上使用；装订速度快，高效；可以用于厚书的装订，解决了铁丝订书籍不能解决的问题。无线胶订书刊的质量与热熔胶的质量息息相关。由于一些热熔胶的性能较弱，而导致胶黏装订的书刊出现散页、脱页、脆裂、书籍变形、粘结不牢等质量问题。
EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)热熔胶是目前被广泛使用的用于书刊胶订的热熔胶,一般醋酸乙烯(VA)的含量在5％-40％，与聚乙烯(PE)相比，EVA由于在分子链中引入醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，有效提高韧性、抗冲击性、热密封性及填料相溶性。同时，也可通过调节乙烯及醋酸乙烯的比例来获得不同性能的EVA，乙烯及醋酸乙烯的含量越高，则越柔软、透明及坚韧。
尽管，EVA热熔胶有许多的优点，但在研究过程中仍然存在一些缺陷：(1)由于EVA材料的韧性及弹性不够，导致其耐低温性能较差；(2)EVA热熔胶材料可能存在脆性较大，在使用后容易出现断裂，抗脆裂程度低的问题；(3)EVA热熔胶中分子量小，使制备的热熔胶的内聚强度较差；(4)EVA材料本身的弹性不足导致制备出的热熔胶的初粘力以及渗透性较差。应用于书刊装订时，EVA热熔胶应具有优良的粘结力、良好的流动性，以及耐温耐黄化的性能。所以，仍然需要对EVA热熔胶进行更强性能的研究。
中国发明专利CN109385230B公开了一种书刊印刷的胶装工艺，其中所用热熔胶包括 VA含量为24-28％的EVA、松香树脂、VA含量为40-45％的EVA、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、马来松香、氧化锌粉末、季戊四醇、蜡类、皂土、抗氧剂以及抗粘连剂。该发明通过不同VA含量与其他原料混炼之后，得到的热熔胶具有很好的粘结强度以及抗疲劳弯曲性能。但是其黏结强度和抗拉强度还有待改进。
中国发明专利CN113528061A公布了一种书刊装订用EVA热熔胶配方及其工艺，EVA热熔胶的原料包括以下重量份数的组分：蜡类19-27份，增粘树脂28-52份，EVA树脂33- 48份，助剂2-8份，搅拌混合温度在160-180℃之间，其中EVA树脂中还包括低密度聚乙烯树脂。所制备的EVA热熔胶具有较高的粘结强度、热稳定性、抗脆裂强度。
因此，为了提升传统EVA热熔胶的热稳定性、粘结强度、增强抗脆裂强度，降低熔融粘度。本发明提供了一种书刊装订用EVA热熔胶及其制备方法。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种书刊装订用EVA热熔胶及其制备方法，热熔胶组分包括EVA树脂、APAO树脂、增粘树脂、蜡类和助剂。对不同VA含量的EVA 树脂与增粘树脂、APAO树脂进行合理搭配，提高EVA热熔胶的粘结强度、抗脆裂强度和热稳定性，增强耐黄化性能，提高使用的流动性进而提高胶装质量。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
首先，本发明提供一种书刊装订用的EVA热熔胶，包括以下组分：EVA树脂、APAO 树脂(非晶态α-烯烃共聚物)、增粘树脂、粘度调节剂、抗氧剂和填料。
优选地，所述EVA热熔胶，包括以下重量份数的组分：28-40份EVA树脂、5-15份APAO树脂、25-50份增粘树脂、12-25份粘度调节剂、1-5份抗氧剂和1-10份填料。
进一步优选地，所述EVA热熔胶，包括以下重量份数的组分：30-35份EVA树脂、10-12份APAO树脂、25-45份增粘树脂、15-20份粘度调节剂、1-4份抗氧剂和2-8份填料。
更进一步优选的，所述EVA热熔胶，包括以下重量份数的组分：32份EVA树脂、10 份APAO树脂、28份增粘树脂、18份粘度调节剂、4份抗氧剂和8份填料。
优选地，所述EVA树脂，包括VA含量在25-28％的EVA和/或VA含量在33-38％的EVA。
进一步优选地，所述EVA树脂中，VA含量在25-28％的EVA和VA含量在33-38％的EVA的重量比为15-30：10-25。
更进一步优选地，所述EVA树脂中，VA含量在25-28％的EVA和VA含量在33-38％的EVA的重量比为20：12。
优选地，所述增粘树脂选自石油树脂、松香树脂、萜烯树脂中的至少两种。
进一步优选地，所述增粘树脂选自加氢和/或未加氢C5石油树脂、C9石油树脂、松香 138树脂、松香145树脂、萜烯树脂中的至少两种。
进一步优选地，所述增粘树脂为未加氢C5石油树脂、松香138树脂和萜烯树脂的混合物，其中萜烯树脂的平均分子量为800-1500。
更进一步优选地，所述增粘树脂中，未加氢C5石油树脂、松香138树脂和萜烯树脂的重量比为5-15:10-20:5-15。
优选地，所述粘度调节剂为蜡类，选自石蜡、微晶蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、费托蜡、沙索蜡中的至少两种。
进一步优选地，所述粘度调节剂选自石蜡、聚丙烯蜡、费托蜡、沙索蜡中的至少两种。
更进一步优选地，所述粘度调节剂中，石蜡、聚丙烯蜡和沙索蜡的重量比为5-8：10- 15:1-3。
优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂TNP(亚磷酸三壬基苯酯)中的至少一种。
进一步优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010。
抗氧剂的加入不仅能够防止成品热熔胶的热氧分解，提高其热稳定性，还能提高成品热熔胶韧性，改善裂纹、发脆、老化变色的问题，延长其使用寿命。
优选地，所述填料选自碳酸钙、滑石粉、高岭土、黏土、氧化锌中的至少两种。
进一步优选地，所述填料为滑石粉和碳酸钙的混合物，粒径为2000-2500目。
然后，本发明提供上述EVA热熔胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将增粘树脂、粘度调节剂和1/3-2/3的APAO树脂混合，加热搅拌，得到混合物a；
(2)将EVA树脂和剩余的APAO树脂混合，加热搅拌均匀，得到混合物b；
(3)将混合物a和混合物b混合，加热搅拌均匀，得到总混合物；
(4)将总混合物与抗氧剂和填料混合，加热搅拌均匀，挤出成型，即得热熔胶。
优选地，步骤(1)中，所述APAO树脂的添加量为总APAO树脂的45-55％。
优选地，步骤(1)-(2)中，所述加热的温度为140-180℃，所述搅拌的速度为50-90r/min，搅拌的时间为10-20min。
进一步优选地，步骤(1)中，所述加热的温度为165℃，所述搅拌的速度为70r/min，搅拌的时间为15min；步骤(2)中，所述加热的温度为180℃，所述搅拌的速度为70r/min，搅拌的时间为15min。
优选地，步骤(1)-(3)中，所述混合的温度为140-180℃。
优选地，步骤(3)-(4)中，所述加热的温度为150-180℃，所述搅拌的速度为50-90r/min，搅拌的时间为20-60min。
进一步优选地，步骤(3)-(4)中，所述加热的温度为160℃，所述搅拌的速度为70r/min，搅拌的时间为40min。
优选地，步骤(4)中，所述挤出的温度为120-140℃，挤出成型冷却后，即得到热熔胶。
最后，本发明提供上述EVA热熔胶在书刊装订中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过复配不同VA含量的EVA，使得最终所制得的热熔胶，不仅具有较强的粘结强度和热稳定性，同时通过加入APAO树脂，与EVA树脂合理搭配，其抗脆裂强度、流动性显著增加，应用于书刊装订中具有优良的性能；
(2)本发明进一步对热熔胶EVA树脂、APAO树脂、增粘树脂和粘度调节剂的主要组分进行搭配使用，复配具有不同性能的组分，协同增效，可以达到最优的热熔胶性能；
(3)本发明的EVA热熔胶制备方法采用逐步加料的方式，采用较低的混合熔融温度即可得到性能较高的热熔胶；
(4)本发明的EVA热熔胶应用于书刊装订中，其在具有良好流动性的同时，耐黄性能显著提升。
附图说明
图1是本发明所制备的热熔胶抗氧化、抗黄能力检测图。
具体实施方式
以下非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。下述内容仅仅是对本申请要求保护的范围的示例性说明，本领域技术人员可以根据所公开的内容对本申请的发明做出多种改变和修饰，而其也应当属于本申请要求保护的范围之中。
下面以具体实施例的方式对本发明作进一步的说明。本发明实施例中所使用的各种化学试剂如无特殊说明均通过常规商业途径获得，均为常规市售产品。
下述实施例中，所述EVA树脂购自LG Chem；所述石油树脂购自中国石化；所述松香树脂购自江西华锦新材料有限公司；所述萜烯树脂购自江西华锦新材料有限公司；所述石蜡购自中国石化；所述费托蜡为SX105蜡，购自新加坡壳牌；所述抗氧剂1010购自巴斯夫高桥特性化学品有限公司；所述填料的粒径为1250目。
实施例1-5
实施例1-5按照下表1的重量份比进行配置：
表1
实施例1-5的EVA热熔胶制备方法如下，分别按照表1的重量份进行制备：
(1)将增粘树脂、粘度调节剂和占APAO树脂总量1/2份数的APAO树脂混合，165℃加热， 70r/min搅拌15min，至混合均匀，得到混合物a；
(2)将EVA树脂和剩余的APAO树脂混合，180℃加热，70r/min搅拌15min，至混合均匀，得到混合物b；
(3)将步骤(1)所得的混合物a和步骤(2)所得的混合物b在160℃下混合，170℃加热， 70r/min搅拌30min，至混合均匀，得到总混合物；
(4)将总混合物与抗氧剂和填料混合，160℃加热，70r/min搅拌30min，至混合均匀，120℃挤出成型，即得热熔胶。
对比例1
与实施例1不同的是，EVA树脂中，不同VA含量的EVA的重量份不同：其中，VA含量为25％的重量份数为5份，VA含量为38％的重量份数为27份。
其余参数和步骤均相同。
对比例2
与实施例1不同的是，EVA树脂中VA的含量不同，本对比例中，VA含量为23％的EVA重量份为20份，VA含量为40％的EVA重量份为12份。
其余参数和步骤均相同。
对比例3
与实施例1不同的是，APAO树脂的重量份不同：本对比例的APAO树脂的重量份为2。
其余参数和步骤均相同。
对比例4
与实施例1不同的是，EVA树脂的重量份不同：本对比例的EVA树脂的重量份为45份，其中，VA含量为23％的EVA重量份为27份，VA含量为40％的EVA重量份为18份。
其余参数和步骤均相同。
对比例5
与实施例1不同的是，粘度调节剂的重量份不同，其中石蜡10份，聚丙烯蜡为2份。
其余参数和步骤均相同。
对比例6
与实施例1不同的是，制备方法的不同。本对比例中，热熔胶的制备方法为，APAO树脂采用一步加入法：
(1)将增粘树脂、粘度调节剂混合，165℃加热，70r/min搅拌15min，至混合均匀，得到混合物A；
(2)将EVA树脂和APAO树脂混合，180℃加热，70r/min搅拌15min，至混合均匀，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B、在160℃下混合，170℃加热，70r/min搅拌30min，至混合均匀，120℃挤出成型，得到总混合物；
(4)将总混合物与抗氧剂和填料混合，160℃加热，70r/min搅拌30min，至混合均匀，120℃挤出成型，即得热熔胶。
试验1性能测试
将实施例1-5和对比例1-6中制备的热熔胶进行性能的测试。
测试方法采用行业标准CY/T40-2007《书刊装订用EVA型热熔胶使用要求及检测方法》。检测结果见表2。
耐低温性：检测依据HG/T3698-2002热熔胶粘剂的检测方法进行。检测结果见表2。
表2
从表2中可以看出本发明所制备的热熔胶，具有良好的粘结性能和流动性，抗脆裂程度优良。
试验2抗氧化、抗黄测试检测设备：热氧抗老化试验箱GT-7017-EU1，中国台湾高铁；分光光度计CM-2600d，美能达。
检测方法：
2.1将实施例1-5和对比例1-6的热熔胶样品20g放入180℃热氧老化箱中老化8h及12h。
2.2黄色指数(YI)测试：遵循标准HG-T3862-2006，使用分光光度计测量样品在标准C光源下的X/Y/Z三刺激值。用公式计算黄色指数。
检测结果见图1。
从图中可以看出，本发明实施例的热熔胶的耐高温和抗黄性能优良，对比例的热熔胶改变配比后，抗氧耐黄性能明显减低。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种书刊装订用的EVA热熔胶，其特征在于，由以下重量份的组分组成：28-40份EVA树脂、10份APAO树脂、25-50份增粘树脂、12-25份粘度调节剂、1-5份抗氧剂和1-10份填料；
所述EVA树脂为两种VA含量的EVA混合物，包括VA含量在25%的EVA和VA含量在38%的EVA；
所述粘度调节剂为石蜡、聚丙烯蜡和沙索蜡的混合物，石蜡、聚丙烯蜡和沙索蜡的重量比为5-8:10-15:1-3；
所述EVA树脂中VA含量在25%的EVA和VA含量在38%的EVA的重量比为15-30：10-20；
所述增粘树脂为未加氢C5石油树脂、松香138树脂和萜烯树脂的混合物；所述抗氧剂为抗氧剂1010；
所述填料为滑石粉和碳酸钙的混合物，粒径为1000-1250目；
所述EVA热熔胶由以下制备方法所制备得到：
(1)将增粘树脂、粘度调节剂和1/3-2/3的APAO树脂混合，加热搅拌，得到混合物a；
(2)将EVA树脂和剩余的APAO树脂混合，加热搅拌均匀，得到混合物b；
(3)将混合物a和混合物b混合，加热搅拌均匀，得到总混合物；
(4)将总混合物与抗氧剂、填料混合，加热搅拌，挤出成型，即得热熔胶；
步骤(3)-(4)中，所述加热的温度为150-180℃，所述搅拌的速度为50-90r/min，搅拌的时间为20-60min。
2.根据权利要求1所述的EVA热熔胶，其特征在于，所述增粘树脂中，未加氢C5石油树脂、松香138树脂和萜烯树脂的重量比为5-15:10-20:5-15。
3.权利要求1-2任一项所述的EVA热熔胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将增粘树脂、粘度调节剂和1/3-2/3的APAO树脂混合，加热搅拌，得到混合物a；
(2)将EVA树脂和剩余的APAO树脂混合，加热搅拌均匀，得到混合物b；
(3)将混合物a和混合物b混合，加热搅拌均匀，得到总混合物；
(4)将总混合物与抗氧剂、填料混合，加热搅拌，挤出成型，即得热熔胶；
步骤(3)-(4)中，所述加热的温度为150-180℃，所述搅拌的速度为50-90r/min，搅拌的时间为20-60min。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述APAO树脂的添加量为总APAO树脂量的45-55%；步骤(1)-(2)中，所述加热的温度为140-180℃，所述搅拌的速度为50-90r/min，搅拌的时间为10-20min。
5.权利要求1-2任一项所述的EVA热熔胶在书刊装订中的应用。
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