CN116083013A - 一种高生物基含量热熔胶及其制备方法 - Google Patents

一种高生物基含量热熔胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高生物基含量热熔胶及其制备方法，高生物基含量热熔胶由如下重量份计的组分制备而成：高生物基含量聚合物15‑40份、生物基塑料5‑15份、生物基增塑剂10‑40份、增粘树脂40‑60份、抗氧化剂0.1‑2份；其中，所述高生物基含量聚合物选用氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物。本发明的热熔胶基本采用生物基材料进行制备，具有优秀的减排能力。

Description

一种高生物基含量热熔胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种热熔胶加工技术，尤其涉及一种高生物基含量热熔胶及其制备方法。
背景技术
近年来，生物科技领域高速发展，并不断在能源、化工、材料、农业、医药等方面获得新的应用。生物基替代化石基产品，并转向低碳经济是全球解决经济增长及环境问题的长期战略。
转向低碳循环经济已成为全球共识，生物基产业是其中重要一环。低碳经济是指在可持续发展理念指导下，尽可能地减少化石能源消耗，减少温室气体(CO2为主)排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢。通过生物质—生物基产品—循环利用或燃烧—CO2—生物质可以形成一个完整的闭环而减少温室气体排放，因此发展生物基产业是低碳经济的重要环节。
但是，现有的热熔胶使用的材料为石油基的原料，石油基不可再生，且二氧化碳排放量高，造成生态环境的破坏。近年来，市面上也有少量含生物基的热熔胶，如可生物降解的聚乳酸聚合物，但单独采用聚乳酸聚合物制成的热熔胶偏硬，且表面无粘性，聚乳酸聚合物用量过多，会导致制成热熔胶的喷涂效果差，且老化前后剥离性能下降。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种高生物基含量热熔胶。
本发明的目的之二在于提供一种高生物基含量热熔胶的制备方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种高生物基含量热熔胶，由如下重量份计的组分制备而成：高生物基含量聚合物15-40份、生物基塑料5-15份、生物基增塑剂10-40份、增粘树脂40-60份、抗氧化剂0.1-2份；其中，所述高生物基含量聚合物选用氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物。
进一步地，所述高生物基含量聚合物与生物基塑料的质量比为(1-3)：1。
进一步地，所述氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物购自日本可乐丽的牌号为KLSF902的氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物，其生物基含量80％，苯乙烯含量为18％、日本可乐丽的牌号为KLSF901的氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物，其生物基含量68％，苯乙烯含量30％、日本可乐丽的牌号为KLSF904的氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物，其生物基含量50％，苯乙烯含量21％中的一种或者两种以上的混合物。
进一步地，所述生物基塑料选自聚羟基脂肪酸酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、淀粉基塑料中的一种或者两种以上的混合物。
进一步地，所述生物基增塑剂选自河南正通食品科技有限公司生产的牌号为AMG1200的生物基增塑剂、广东达志环保科技股份有限公司生产的牌号为PPCD531或PPCD222的聚碳酸亚丙酯二醇中的一种或者两种以上的混合物。
进一步地，所述增粘树脂选自东莞市藩泰新材料有限公司生产的牌号为1510、H150的萜烯酚树脂、广东科茂林产化工股份有限公司生产的牌号为KA100L、HXA的松香树脂、SI Group公司生产的牌号为ELAZTOBONDTMMeltPlus T8-7920的生物基增粘树脂中的一种或者两种以上的混合物。
进一步地，所述抗氧化剂选自佛山沅胜化工有限公司的型号为1010的抗氧剂、佛山沅胜化工有限公司型号为168的抗氧剂中的一种。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种高生物基含量热熔胶的制备方法，包括如下步骤：
S1：确认反应釜底阀关闭，打开蒸汽加热，开动搅拌桨，加入生物基增塑剂和抗氧化剂；
S2：将S1的反应釜温度升至155-165℃，加入高生物基含量聚合物后搅拌至聚合物熔化；
S3：往S2的反应釜中均匀投入生物基塑料，待生物基塑料全部熔完，进行充分混合；
S4：往S3的反应釜中均匀投入增粘树脂，待增粘树脂全部熔完，进行充分混合；
S5：待S4中反应完成后，将反应釜内的熔融料进行过滤；
S6：将S5中过滤后的熔融料依次经过冷却系统、烘干系统，最后包装。
进一步地，所述高生物基含量热熔胶由如下重量份计的组分制备而成：高生物基含量聚合物15-40份、生物基塑料5-15份、生物基增塑剂10-40份、增粘树脂40-60份、抗氧化剂0.1-2份；其中，所述高生物基含量聚合物选用氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的热熔胶基本采用生物基材料进行制备，具有优秀的减排能力。其使用的可降解的生物基材料具有生物降解性，不可降解的生物基材料也可回收再利用，本发明制成热熔胶可应用在一次性卫生制品、标签胶带等领域。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
本发明提供一种高生物基含量热熔胶，由如下重量份计的组分制备而成：高生物基含量聚合物15-40份、生物基塑料5-15份、生物基增塑剂10-40份、增粘树脂40-60份、抗氧化剂0.1-2份；其中，所述高生物基含量聚合物选用氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物HSFC。
配方原理如下：本配方中的高生物基聚合物选用氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物HSFC，HSFC与生物基塑料最佳比例为2:1，其为生物基聚合物，生物含量高，温室气体排放低于传统SIS/SEBS/SEEPS，在宽温度范围内具有强大而稳定的附着力，良好的加工性和低渗油，使粘合剂应用具备出色的可去除性且无残留。具体地，本发明使用的HSFC为苯乙烯含量15-25％，苯乙烯含量过高，会导致制成热熔胶偏硬，初粘下降；苯乙烯含量过低，会导致制成热熔胶的内聚力偏低，从而导致剥离性能下降。HSFC具有较高拉伸强度，可赋予热熔胶优异的持粘力，当体系聚合物增加，可适当提高热熔胶的初粘力和持粘力。
在聚合物的筛选中，本发明采用氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物HSFC与部分的生物基塑料配合，利用生物基塑料其可再生且具有生物降解性，在本发明中可取代部分高生物基聚合物HSFC，从而使热熔胶生物基含量达到更高，可提高体系的生物基含量，不会影响喷涂效果。但生物基塑料不宜添加过多，加入过多，会导致制成热熔胶的喷涂效果差，且老化前后剥离性能下降；加入量过少，对热熔胶的生物基含量影响不大。
本发明配方中增塑剂采用生物基增塑剂，其具有良好的生物降解性，在本配方中起到软化的作用。
Liquid farnesene rubber基于β-法呢烯制成，β-法呢烯是一种源自甘蔗的可再生单体。β-Farnesene可作为生物基增塑剂，也可作为生物基聚合物，赋予生物基聚合物更高的可塑性，更可以在低温下保持出色的柔韧性。生物基含量99％，购买于日本可乐丽。
本发明配方中的增粘树脂可提高热熔胶的剥离力，还可赋予热熔胶一定的初粘力。
本发明配方中抗氧化剂可防止聚合物氧化，导致大分子链断裂、交联、使性能变坏。
作为进一步的实施方式，所述高生物基含量聚合物与生物基塑料的质量比为(1-3)：1。作为最优选方案，所述高生物基含量聚合物与生物基塑料的质量比为2：1。
作为进一步的实施方式，所述氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物购自日本可乐丽的牌号为KLSF902的氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物，其生物基含量80％，苯乙烯含量为18％、日本可乐丽的牌号为KLSF901的氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物，其生物基含量68％，苯乙烯含量30％、日本可乐丽的牌号为KLSF904的氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物，其生物基含量50％，苯乙烯含量21％中的一种或者两种以上的混合物。
作为进一步的实施方式，所述生物基塑料选自聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、淀粉基塑料中的一种或者两种以上的混合物。
作为进一步的实施方式，所述生物基增塑剂选自河南正通食品科技有限公司生产的牌号为AMG1200的生物基增塑剂、广东达志环保科技股份有限公司生产的牌号为PPCD531或PPCD222的聚碳酸亚丙酯二醇中的一种或者两种以上的混合物。
作为进一步的实施方式，所述增粘树脂选自东莞市藩泰新材料有限公司生产的牌号为1510、H150的萜烯酚树脂、广东科茂林产化工股份有限公司生产的牌号为KA100L、HXA的松香树脂、广东科茂林产化工股份有限公司生产的牌号为HXA的氢化松香树脂、SI Group公司生产的牌号为ELAZTOBONDTMMeltPlus T8-7920的生物基增粘树脂中的一种或者两种以上的混合物。
作为进一步的实施方式，所述抗氧化剂选自佛山沅胜化工有限公司的型号为1010的抗氧剂、佛山沅胜化工有限公司型号为168的抗氧剂中的一种。
本发明还提供一种如上所述高生物基含量热熔胶的制备方法，包括如下步骤：
S1：确认反应釜底阀关闭，打开蒸汽加热，开动搅拌桨，加入生物基增塑剂和抗氧化剂；
S2：将S1的反应釜温度升至155-165℃，加入高生物基含量聚合物后搅拌至聚合物熔化；
S3：往S2的反应釜中均匀投入生物基塑料，待生物基塑料全部熔完，进行充分混合；
S4：往S3的反应釜中均匀投入增粘树脂，待增粘树脂全部熔完，进行充分混合；
S5：待S4中反应完成后，将反应釜内的熔融料进行过滤；
S6：将S5中过滤后的熔融料依次经过冷却系统、烘干系统，最后包装。
作为进一步的实施方式，所述高生物基含量热熔胶由如下重量份计的组分制备而成：高生物基含量聚合物15-40份、生物基塑料5-15份、生物基增塑剂10-40份、增粘树脂40-60份、抗氧化剂0.1-2份；其中，所述高生物基含量聚合物选用氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物(HSFC)。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1-实施例3以及对比例1-5
分别按下表1中的配比称取原料，按照表1后的制备方法制作热熔胶，对应得到不同实施例的热熔胶，具体详见表1：
表1实施例1-3及对比例1-5原料配比表
Figure BDA0004059939030000071
其中，如无特别说明，表1中各实施例以及对比例中的高生物基含量聚合物HSFC选自日本可乐丽的牌号为KLSF902的氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物，其生物基含量80％，苯乙烯含量为18％。生物基塑料选自己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)。生物基增塑剂选自河南正通食品科技有限公司生产的牌号为AMG1200的生物基增塑剂。增粘树脂选自质量比为1:1的东莞市藩泰新材料有限公司生产的牌号为1510的萜烯酚树脂和广东科茂林产化工股份有限公司生产的牌号为HXA的氢化松香树脂。抗氧化剂选自佛山沅胜化工有限公司的型号为1010的抗氧剂。
需要说明的是，对比例1中的聚合物为重量份为20份的山东聚圣牌号为1220的SIS和重量份为10份的山东聚圣牌号为1300的SIS，增塑剂为环烷油，增粘树脂为氢化C5石油树脂，抗氧化剂为佛山沅胜化工有限公司的型号为1010的抗氧化剂。
实施例1-实施例3以及对比例1-3的热熔胶制备方法，包括如下步骤：
S1：确认反应釜底阀关闭，打开蒸汽加热，开动搅拌桨，加入生物基增塑剂和抗氧化剂；
S2：将S1的反应釜温度升至155-165℃，加入高生物基含量聚合物后搅拌至聚合物熔化；
S3：往S2的反应釜中均匀投入生物基塑料，待生物基塑料全部熔完，进行充分混合；
S4：往S3的反应釜中均匀投入增粘树脂，待增粘树脂全部熔完，进行充分混合；
S5：待S4中反应完成后，将反应釜内的熔融料进行过滤；
S6：将S5中过滤后的熔融料依次经过冷却系统、烘干系统，最后包装。
效果评价及性能检测
对实施例1-3及对比例1-3的热熔胶的性能进行检测，检测项目及结果参见表1。
1.粘度测试方法
按照GB/T 2794规定进行，使用美国博勒飞公司的DV2TRVT型粘度计和27号转子来测定粘度。结果以厘泊(cps)记录。
2.软化点测试方法
按照GB/T 15332规定进行，使用上海地学仪器研究所的SD-0606T自动软化点试验仪测试软化点。结果以摄氏度(℃)记录。
3.剥离强度测试方法
将热熔胶喷涂在生物基无纺布NW上，上胶量为3g/m2，再与生物基纺布NW复合，再裁取2英寸宽、10cm长的样品，测试剥离强度。
将热熔胶喷涂在生物基PE膜上，上胶量为3g/m2，再与生物基纺布NW复合，再裁取2英寸宽、10cm长的样品，测试剥离强度。
4.生物基含量测试方法
按照GB/T 39715.3规定进行，测试热熔胶的生物基含量。
表2为各实施例热熔胶性能测试数据
Figure BDA0004059939030000091
Figure BDA0004059939030000101
如上表所示，本发明制得的热熔胶具有优异的剥离强度，且生物基含量高，为环保材料，可应用在一次性卫生制品、标签胶带等领域。
对比例1的热熔胶配方全为非生物基材料，其生物基含量为0。
与实施例1相比，对比例2的热熔胶的配方差异在于HSFC用量为0份，生物基塑料的用量为30份，会导致制成热熔胶的软化点偏高，且喷涂效果差，且老化前后剥离性能下降。
与实施例1相比，对比例3的热熔胶的配方差异在于HSFC用量为30份，生物基塑料的用量为0份，制成热熔胶的粘度偏高，剥离强度会偏低。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种高生物基含量热熔胶，其特征在于，由如下重量份计的组分制备而成：高生物基含量聚合物15-40份、生物基塑料5-15份、生物基增塑剂10-40份、增粘树脂40-60份、抗氧化剂0.1-2份；其中，所述高生物基含量聚合物选用氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物。
2.如权利要求1所述的高生物基含量热熔胶，其特征在于，所述高生物基含量聚合物与生物基塑料的质量比为(1-3)：1。
3.如权利要求1所述的高生物基含量热熔胶，其特征在于，所述氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物购自日本可乐丽的牌号为KLSF902的氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物，其生物基含量80％，苯乙烯含量为18％、日本可乐丽的牌号为KLSF901的氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物，其生物基含量68％，苯乙烯含量30％、日本可乐丽的牌号为KLSF904的氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物，其生物基含量50％，苯乙烯含量21％中的一种或者两种以上的混合物。
4.如权利要求1所述的高生物基含量热熔胶，其特征在于，所述生物基塑料选自聚羟基脂肪酸酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯、淀粉基塑料中的一种或者两种以上的混合物。
5.如权利要求1所述的高生物基含量热熔胶，其特征在于，所述生物基增塑剂选自河南正通食品科技有限公司生产的牌号为AMG1200的生物基增塑剂、广东达志环保科技股份有限公司生产的牌号为PPCD531或PPCD222的聚碳酸亚丙酯二醇中的一种或者两种以上的混合物。
6.如权利要求1所述的高生物基含量热熔胶，其特征在于，所述增粘树脂选自东莞市藩泰新材料有限公司生产的牌号为1510、H150的萜烯酚树脂、广东科茂林产化工股份有限公司生产的牌号为KA100L、HXA的松香树脂、SI Group公司生产的牌号为ELAZTOBONDTMMeltPlus T8-7920的生物基增粘树脂中的一种或者两种以上的混合物。
7.如权利要求1所述的高生物基含量热熔胶，其特征在于，所述抗氧化剂选自佛山沅胜化工有限公司的型号为1010的抗氧剂、佛山沅胜化工有限公司型号为168的抗氧剂中的一种。
8.一种高生物基含量热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：确认反应釜底阀关闭，打开蒸汽加热，开动搅拌桨，加入生物基增塑剂和抗氧化剂；
S2：将S1的反应釜温度升至155-165℃，加入高生物基含量聚合物后搅拌至聚合物熔化；
S3：往S2的反应釜中均匀投入生物基塑料，待生物基塑料全部熔完，进行充分混合；
S4：往S3的反应釜中均匀投入增粘树脂，待增粘树脂全部熔完，进行充分混合；
S5：待S4中反应完成后，将反应釜内的熔融料进行过滤；
S6：将S5中过滤后的熔融料依次经过冷却系统、烘干系统，最后包装。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述高生物基含量热熔胶由如下重量份计的组分制备而成：高生物基含量聚合物15-40份、生物基塑料5-15份、生物基增塑剂10-40份、增粘树脂40-60份、抗氧化剂0.1-2份；其中，所述高生物基含量聚合物选用氢化苯乙烯法呢烯嵌段共聚物。
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