CN116640547B - 一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热熔胶领域，具体为一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶及其制备方法。所述低压注塑的共聚酰胺热熔胶，由下述原料制备而成：己二酸：100‑350重量份；癸二酸：30‑70重量份；十二烷二胺：15‑35重量份；己二胺：70‑110重量份；硬脂酸：0.5‑2重量份；油酸酰胺：2‑5重量份；抗氧剂1010：0.5‑2重量份；磷酸：0.1‑0.5重量份；纳米碳酸钙：1‑3重量份。本发明的低压注塑的共聚酰胺热熔胶，具有较低的成型收缩率和较短的开放时间。该配方可用于低压注塑应用，防止因成型收缩率过高而导致的脱落问题，同时减少施胶所需时间，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶及其制备方法，适用于低压注塑应用。
背景技术
热熔胶广泛应用于各类工业领域，如包装、木工、纺织、电子、汽车等。热熔胶是一种可在加热至一定温度后熔融成低粘度液体，涂布于基材表面并迅速凝固，实现基材间的粘接。热熔胶的优点在于其粘接速度快、无溶剂、环保、易于操作等。共聚酰胺热熔胶是一类具有良好耐高温、耐低温、耐磨、耐腐蚀性能的热熔胶，其应用领域非常广泛。
低压注塑是一种塑料成型技术，它相较于传统高压注塑工艺，具有压力较低、成型周期较短、设备投资较低等优点。但在低压注塑过程中，由于成型压力较低，容易导致制品表面质量不佳、粘接不牢等问题。为了解决这些问题，需要开发一种特殊的热熔胶，具有低成型收缩率和短开放时间。
传统的共聚酰胺热熔胶通常采用己二酸、二胺等原料进行聚合制备，其成型收缩率和开放时间受原料种类、配比及制备工艺等因素影响。然而，传统共聚酰胺热熔胶在低压注塑过程中，由于成型收缩率过高，可能导致制品脱落；而较长的开放时间会增加施胶所需时间，降低生产效率。
此外，在共聚酰胺热熔胶的制备过程中，还需要克服热稳定性差、分子量分布宽、产物分散性差等问题。为了提高热稳定性和改善分散性，研究人员在原料中添加了稳定剂、分散剂等助剂。然而，这些助剂可能影响热熔胶的性能，如增加粘度、降低粘接强度等。
近年来，研究人员已经开发出一些具有较低成型收缩率和较短开放时间的共聚酰胺热熔胶，如如通过改变原料的种类、添加特定助剂等方法改善热熔胶的性能。然而，这些现有的研究成果在一定程度上仍然存在一些不足之处，例如在降低成型收缩率的同时可能降低热熔胶的粘接强度，或者在缩短开放时间的同时可能导致热熔胶的加工性能下降等。此外，现有技术中的共聚酰胺热熔胶在低压注塑应用中仍然存在一定的局限性，如对成型条件的适应性较差、对不同基材的粘接性能不稳定等。
因此，针对低压注塑应用的共聚酰胺热熔胶的研发仍具有一定的挑战性。为了实现低压注塑的高效粘接，有必要开发一种具有较低成型收缩率、较短开放时间、良好热稳定性、适应不同成型条件和基材的共聚酰胺热熔胶。
综上所述，现有的技术中尚缺乏一种能够满足低压注塑应用需求的共聚酰胺热熔胶。本发明旨在解决这一问题，通过优化原料配比和制备工艺，研发出一种适用于低压注塑的共聚酰胺热熔胶，其具有较低的成型收缩率、较短的开放时间、良好的热稳定性和适应不同成型条件和基材的特点。本发明的共聚酰胺热熔胶有望在低压注塑领域得到广泛应用，解决现有技术中的不足，提高生产效率，降低生产成本，为相关行业带来实际效益。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶及其制备方法。
一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶，由下述原料制备而成：
己二酸：100-350重量份；
癸二酸：30-70重量份；
十二烷二胺：15-35重量份；
己二胺：70-110重量份；
硬脂酸：0.5-2重量份；
油酸酰胺：2-5重量份；
抗氧剂1010：0.5-2重量份；
磷酸：0.1-0.5重量份；
纳米碳酸钙：1-3重量份。
优选地，一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶，由下述原料制备而成：
己二酸：250-300重量份；
癸二酸：40-60重量份；
十二烷二胺：20-30重量份；
己二胺：80-100重量份；
硬脂酸：0.8-1.5重量份；
油酸酰胺：2.5-4重量份；
抗氧剂1010：0.8-1.5重量份；
磷酸：0.15-0.35重量份；
纳米碳酸钙：1.2-2重量份。
进一步优选地，一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶，由下述原料制备而成：己二酸：260-290重量份；
癸二酸：45-55重量份；
十二烷二胺：22-28重量份；
己二胺：85-95重量份；
硬脂酸：1-1.3重量份；
油酸酰胺：3-3.5重量份；
抗氧剂1010：1-1.2重量份；
磷酸：0.2-0.3重量份；
纳米碳酸钙：1.3-1.7重量份。
最优选地，一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶，由下述原料制备而成：
己二酸：275重量份；
癸二酸：50重量份；
十二烷二胺：25重量份；
己二胺：90重量份；
硬脂酸：1.1重量份；
油酸酰胺：3.3重量份；
抗氧剂1010：1.1重量份；
磷酸：0.25重量份；
纳米碳酸钙：1.5重量份。
具体的，在上述配方中，各原料的具体作用如下：
己二酸：己二酸作为本配方中的主要原料，用于生成共聚酰胺热熔胶的聚合物骨架。它能够提供酸性官能团，与胺类原料共聚形成共聚酰胺链，为热熔胶提供基本的结构和力学性能。
癸二酸：癸二酸作为共聚酰胺热熔胶的酸性组分，与其他胺类原料共聚，形成共聚酰胺链。癸二酸能够提高热熔胶的柔韧性和抗疲劳性能，降低成型收缩率，提高粘接强度。同时，癸二酸还能提高热熔胶的耐低温性能。
十二烷二胺：十二烷二胺作为共聚酰胺热熔胶的胺性组分，与酸性组分共聚，形成共聚酰胺链。十二烷二胺的使用有助于提高热熔胶的热稳定性、增强粘接性能，并降低成型收缩率。同时，十二烷二胺还能提高热熔胶的耐油性和耐化学品性能。
己二胺：己二胺同样作为共聚酰胺热熔胶的胺性组分，与酸性组分共聚。与十二烷二胺相比，己二胺有助于改善热熔胶的流动性，提高加工性能，同时保持良好的粘接性能和热稳定性。此外，己二胺还能增强热熔胶的耐油性和耐化学品性能。
硬脂酸：硬脂酸作为内部润滑剂，能够降低热熔胶的熔融粘度，提高热熔胶的流动性和加工性能，有助于低压注塑过程中的填充和成型。此外，硬脂酸还能提高热熔胶的抗静电性能和表面光洁度。
油酸酰胺：油酸酰胺作为外部润滑剂，有助于改善热熔胶与基材之间的相容性，提高粘接强度。同时，油酸酰胺还能够减少热熔胶在加工过程中的磨损，延长设备使用寿命。此外，油酸酰胺还有助于改善热熔胶的抗水性能。
抗氧剂1010：抗氧剂1010能够有效抵抗热熔胶在加工过程中的氧化降解，提高热熔胶的热稳定性。抗氧剂1010有助于保持热熔胶的性能和延长其使用寿命，在加工过程中防止因氧化降解而导致的粘接性能下降和颜色变黄等问题。
磷酸：磷酸作为催化剂，能够加速共聚酰胺的聚合反应，缩短反应时间，提高生产效率。同时，磷酸还能够提高热熔胶的热稳定性，确保热熔胶在高温下保持良好的性能。磷酸还有助于改善热熔胶的抗水性能和抗化学品性能。
纳米碳酸钙：纳米碳酸钙作为填料，能够提高热熔胶的力学性能和耐磨性。纳米级颗粒尺寸有助于提高热熔胶的均匀性和粘接性能，同时降低热熔胶的成本。通过引入纳米碳酸钙，可以实现热熔胶在保持性能的同时降低成本，提高生产效率。此外，纳米碳酸钙还有助于改善热熔胶的抗水性能和抗化学品性能。
一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶的具体制备方法，步骤如下：
(1)配料：按照配方的重量份比例，称量己二酸、癸二酸、十二烷二胺、己二胺、硬脂酸、油酸酰胺、抗氧剂1010、磷酸和纳米碳酸钙；
(2)混合酸胺组分：将己二酸、癸二酸与十二烷二胺、己二胺混合均匀，形成酸胺组分混合物；
(3)聚合反应：将混合好的酸胺组分混合物加入反应釜中，搅拌，加热至140℃缩聚反应0.5-1.5小时；
(4)加入助剂：将硬脂酸、油酸酰胺、抗氧剂1010和磷酸加入反应釜中，搅拌均匀；
(5)升温：当助剂加入并混合均匀后，升至240℃进行反应0.5-1.5小时；
(6)加入纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙加入反应釜中，搅拌均匀；
(7)冷却与造粒：将反应釜中的共聚酰胺热熔胶进行冷却，再造粒处理。
本发明的低压注塑的共聚酰胺热熔胶，具有良好的粘接性能、热稳定性、抗老化性能、改善流变性，特别是成型收缩率较低，在低压注塑过程中，产品尺寸的稳定性较高，减少了生产过程中的缺陷。本发明的共聚酰胺热熔胶可广泛应用于各种场合，包括电子元件的封装、汽车部件的粘接以及其他需要耐热、耐候和高附着力的场合。
进一步的，发明人在配方中开拓性添加烯丙基三甲氧基硅烷和均苯三甲酸，从而完善提升了本发明。
一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶，由下述原料制备而成：
己二酸：100-350重量份；
癸二酸：30-70重量份；
十二烷二胺：15-35重量份；
己二胺：70-110重量份；
硬脂酸：0.5-2重量份；
油酸酰胺：2-5重量份；
抗氧剂1010：0.5-2重量份；
磷酸：0.1-0.5重量份；
纳米碳酸钙：1-3重量份；
烯丙基三甲氧基硅烷：1-3重量份；
均苯三甲酸：0.5-1.5重量份。
在本发明中：
烯丙基三甲氧基硅烷是一种常用的硅烷偶联剂，它能够提高共聚酰胺热熔胶的附着力烯丙基三甲氧基硅烷作为一种偶联剂，可以在聚合物链和填料表面之间形成化学键，从而提高填料与聚合物基体之间的相容性和结合力。这有助于提高热熔胶的整体性能，包括耐热性、耐候性和附着力。此外，烯丙基三甲氧基硅烷还可以改善热熔胶的加工性能，降低粘度，便于低压注塑成型。
均苯三甲酸是一种常用的热稳定剂，用于提高聚合物材料在加工过程中的热稳定性。在本发明中，均苯三甲酸作为一种热稳定剂，可以在高温加工过程中防止共聚酰胺降解，保持聚合物链的稳定性。这有助于降低热熔胶在加工过程中发生颜色变化、气味产生和性能下降的风险。同时，均苯三甲酸还能够提高热熔胶的热老化性能，延长其使用寿命。
特别的，发明人推测：当烯丙基三甲氧基硅烷和均苯三甲酸加入到共聚酰胺热熔胶中时，它们可以与共聚酰胺分子发生反应，形成酯化交联。这种交联作用使得热熔胶中的分子结构变得更加紧密和稳定，从而形成均苯三甲酸为中心的网状结构。这种网状结构能够提高热熔胶的热稳定性和粘接强度，从而使开放时间减少。另一方面，由于热熔胶中形成的这种网状结构，使得熔融态下的热熔胶具有更高的稳定性和粘附性，这使得成型收缩率降低。在低压注塑过程中，成型收缩率的降低有助于提高产品的尺寸稳定性和减少生产过程中的缺陷。
一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶的具体制备方法，步骤如下：
(1)配料：按照配方的重量份比例，称量己二酸、癸二酸、十二烷二胺、己二胺、硬脂酸、油酸酰胺、抗氧剂1010、磷酸、纳米碳酸钙、烯丙基三甲氧基硅烷和均苯三甲酸；
(2)混合酸胺组分：将己二酸、癸二酸与十二烷二胺、己二胺混合均匀，形成酸胺组分混合物；
(3)聚合反应：将混合好的酸胺组分混合物加入反应釜中，搅拌，加热至140℃缩聚反应0.5-1.5小时；
(4)加入助剂：将硬脂酸、油酸酰胺、抗氧剂1010、磷酸、烯丙基三甲氧基硅烷和均苯三甲酸加入反应釜中，搅拌均匀；
(5)升温：当助剂加入并混合均匀后，升至240℃进行反应0.5-1.5小时；
(6)加入纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙加入反应釜中，搅拌均匀；
(7)冷却与造粒：将反应釜中的共聚酰胺热熔胶进行冷却，再造粒处理。
本发明的低压注塑的共聚酰胺热熔胶，具有较低的成型收缩率和较短的开放时间。该配方可用于低压注塑应用，防止因成型收缩率过高而导致的脱落问题，同时减少施胶所需时间，提高生产效率。
具体实施方式
熔点测试GB/T19466-2004；粘度测试GB/T2794-2022；成型收缩率测试GB/T15585-1995；开放时间测试HG/T3716-2003。
实施例1
一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶，包括下述原料：
己二酸：275重量份；
癸二酸：50重量份；
十二烷二胺：25重量份；
己二胺：90重量份；
硬脂酸：1.1重量份；
油酸酰胺：3.3重量份；
抗氧剂1010：1.1重量份；
磷酸：0.25重量份；
纳米碳酸钙：1.5重量份。
一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶的具体制备方法，如下：
(1)配料：按照配方的重量份比例，称量己二酸、癸二酸、十二烷二胺、己二胺、硬脂酸、油酸酰胺、抗氧剂1010、磷酸和纳米碳酸钙；
(2)混合酸胺组分：将己二酸、癸二酸与十二烷二胺、己二胺混合均匀，形成酸胺组分混合物；
(3)聚合反应：将混合好的酸胺组分混合物加入到带有搅拌装置的反应釜中，开启搅拌装置，保持搅拌速度在100rpm；加热至140℃，同时保持恒温，进行缩聚反应1小时；
(4)加入助剂：将硬脂酸、油酸酰胺、抗氧剂1010和磷酸加入反应釜中，搅拌均匀；
(5)升温：当助剂加入并混合均匀后，将温度升至240℃，维持这个温度继续进行反应，反应时间为1小时；
(6)加入纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙加入反应釜中，保持搅拌均匀，以确保纳米碳酸钙在共聚酰胺热熔胶中的均匀分布；
(7)冷却与造粒：当共聚酰胺热熔胶制备完成后，关闭加热，将反应釜中的共聚酰胺热熔胶进行冷却；冷却至室温后，将热熔胶进行造粒处理，以便于后续的低压注塑加工。
实施例1测试数据：
熔点：152℃；
粘度：3400厘泊；
开放时间：35s；
成型收缩率：1.4％。
本发明的低压注塑的共聚酰胺热熔胶，具有多种优异的性能，包括良好的粘接性能、热稳定性、抗老化性能、以及改善的流变性。特别值得注意的是，这种热熔胶的成型收缩率较低，在低压注塑的生产过程中能够保持产品尺寸的稳定性，从而减少了生产过程中的缺陷。
由于这种共聚酰胺热熔胶具有出色的性能，因此它可以广泛应用于各种场合。举例来说，它可以用于电子元件的封装、汽车部件的粘接，以及其他需要耐热、耐候和高附着力的场合。总之，这种低压注塑的共聚酰胺热熔胶是一种非常有前途的新型材料，有望在未来的许多领域中得到广泛应用。
实施例2
一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶，包括下述原料：
己二酸：275重量份；
癸二酸：50重量份；
十二烷二胺：25重量份；
己二胺：90重量份；
硬脂酸：1.1重量份；
油酸酰胺：3.3重量份；
抗氧剂1010：1.1重量份；
磷酸：0.25重量份；
纳米碳酸钙：1.5重量份；
烯丙基三甲氧基硅烷：2.0重量份；
均苯三甲酸：1.0重量份。
一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶的具体制备方法，如下：
(1)配料：按照配方的重量份比例，称量己二酸、癸二酸、十二烷二胺、己二胺、硬脂酸、油酸酰胺、抗氧剂1010、磷酸和纳米碳酸钙、烯丙基三甲氧基硅烷、均苯三甲酸；
(2)混合酸胺组分：将己二酸、癸二酸与十二烷二胺、己二胺混合均匀，形成酸胺组分混合物；
(3)聚合反应：将混合好的酸胺组分混合物加入到带有搅拌装置的反应釜中，开启搅拌装置，保持搅拌速度在100rpm；加热至140℃，同时保持恒温，进行缩聚反应1小时；
(4)加入助剂：将硬脂酸、油酸酰胺、抗氧剂1010、磷酸、烯丙基三甲氧基硅烷和均苯三甲酸加入反应釜中，搅拌均匀；
(5)升温：当助剂加入并混合均匀后，将温度升至240℃，维持这个温度继续进行反应，反应时间为1小时；
(6)加入纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙加入反应釜中，保持搅拌均匀，以确保纳米碳酸钙在共聚酰胺热熔胶中的均匀分布；
(7)冷却与造粒：当共聚酰胺热熔胶制备完成后，关闭加热，将反应釜中的共聚酰胺热熔胶进行冷却；冷却至室温后，将热熔胶进行造粒处理，以便于后续的低压注塑加工。
实施例2测试数据：开放时间：15s；成型收缩率：0.5％。
烯丙基三甲氧基硅烷是一种广泛应用的硅烷偶联剂，可以提高共聚酰胺热熔胶的附着力。作为偶联剂，它能在聚合物链和填料表面之间形成化学键，从而增强填料与聚合物基体之间的相容性和结合力。这有助于提升热熔胶的整体性能，包括耐热性、耐候性和附着力。同时，烯丙基三甲氧基硅烷还能改善热熔胶的加工性能，降低粘度，便于低压注塑成型。
均苯三甲酸是一种常见的热稳定剂，用于增强聚合物材料在加工过程中的热稳定性。在本发明中，均苯三甲酸作为热稳定剂，有助于防止共聚酰胺在高温加工过程中降解，保持聚合物链的稳定性。这有助于减少热熔胶在加工过程中发生的颜色变化、气味产生和性能下降的风险。此外，均苯三甲酸还能提高热熔胶的热老化性能，延长其使用寿命。
值得注意的是，当烯丙基三甲氧基硅烷和均苯三甲酸同时加入共聚酰胺热熔胶时，它们可能与共聚酰胺分子发生反应，形成酯化交联。这种交联作用使热熔胶中的分子结构更加紧密和稳定，从而形成以均苯三甲酸为中心的网状结构。这种网状结构能提高热熔胶的热稳定性和粘接强度，进而缩短开放时间。同时，由于热熔胶中形成的网状结构，熔融态热熔胶具有更高的稳定性和粘附性，导致成型收缩率降低。在低压注塑过程中，降低成型收缩率有助于提高产品的尺寸稳定性和减少生产过程中的缺陷。
Claims (2)
1.一种低压注塑的共聚酰胺热熔胶，其特征在于，由下述原料制备而成：
己二酸：100-350重量份；
癸二酸：30-70重量份；
十二烷二胺：15-35重量份；
己二胺：70-110重量份；
硬脂酸：0.5-2重量份；
油酸酰胺：2-5重量份；
抗氧剂1010：0.5-2重量份；
磷酸：0.1-0.5重量份；
纳米碳酸钙：1-3重量份；
烯丙基三甲氧基硅烷：1-3重量份；
均苯三甲酸：0.5-1.5重量份。
2.一种如权利要求1所述低压注塑的共聚酰胺热熔胶的制备方法，其特征在于，步骤如下：
（1）配料：按照配方的重量份比例，称量己二酸、癸二酸、十二烷二胺、己二胺、硬脂酸、油酸酰胺、抗氧剂1010、磷酸、纳米碳酸钙、烯丙基三甲氧基硅烷、均苯三甲酸；
（2）混合酸胺组分：将己二酸、癸二酸与十二烷二胺、己二胺混合均匀，形成酸胺组分混合物；
（3）聚合反应：将混合好的酸胺组分混合物加入反应釜中，搅拌，加热至140℃缩聚反应0.5-1.5小时；
（4）加入助剂：将硬脂酸、油酸酰胺、抗氧剂1010、磷酸、烯丙基三甲氧基硅烷和均苯三甲酸加入反应釜中，搅拌均匀；
（5）升温：当助剂加入并混合均匀后，升至240℃进行反应0.5-1.5小时；
（6）加入纳米碳酸钙：将纳米碳酸钙加入反应釜中，搅拌均匀；
（7）冷却与造粒：将反应釜中的共聚酰胺热熔胶进行冷却，再造粒处理。
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Denomination of invention: A low-pressure injection molded copolymer amide hot melt adhesive and its preparation method Granted publication date: 20231201 Pledgee: Agricultural Bank of China Jiangshan Branch Pledgor: Zhejiang Aoyu New Material Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980006499 |