CN117844416A - 一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于热熔胶技术领域，具体公开了一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶及其制备方法，由以下重量份的组分组成：苯乙烯‑异戊二烯‑苯乙烯嵌段共聚物40~50份；苯乙烯‑乙烯‑丙烯‑苯乙烯嵌段共聚物4~10份；丁二烯‑苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物3~8份；增粘树脂30~38份；聚α‑甲基苯乙烯树脂4~8份；马来酸酐接枝聚丁二烯3~8份；抗氧剂0.5~1份；其中，所述苯乙烯‑乙烯‑丙烯‑苯乙烯嵌段共聚物的数均分子量为30000~80000 g/mol；所述丁二烯‑苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物的数均分子量为80000~150000g/mol。本发明的热熔胶不容易出现溢胶的问题，并且耐高温、粘接强度大、持粘性能高。
Description
技术领域
本发明涉及热熔胶技术领域，特别涉及一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶及其制备方法。
背景技术
热熔胶是一种可塑性的粘合剂，在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变，而化学特性不变，其无毒无味，属环保型化学产品。因其产品本身系固体，便于包装、运输、存储，在将热熔胶融化后涂覆在塑料薄膜上，便可以得到热熔胶胶带。
热熔胶胶带主要靠一层薄薄的热熔胶实现粘接功能，既要使热熔胶胶带在低温环境中保持柔韧性，也要在高温环境中保持较好的粘接强度，但目前市面上的热熔胶在高温环境下容易融化而出现溢胶的问题，并且高温持粘性能差，导致热熔胶胶带在高温环境下对材料的粘接效果较差。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供了一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，由以下重量份的组分组成：
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物 40~50份；
苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物 4~10 份；
丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物 3~8份；
增粘树脂 30~38份；
聚α-甲基苯乙烯树脂 4~8份；
马来酸酐接枝聚丁二烯 3~8份；
抗氧剂 0.5~1份；
其中，所述苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物的数均分子量为30000~80000g/mol；所述丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的数均分子量为80000~150000g/mol。
具体的，本发明的技术原理为：该热熔胶使用苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物为主体，引入数均分子量为30000~80000 g/mol的苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物，从而提高热熔胶附着力和耐热性能，复配使用数均分子量为80000~150000g/mol的丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，进一步提高热熔胶的力学性能和耐热性（苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物三者之间的相容性不是很好，如果选用的聚合物分子量不合适，也没有单体树脂作为相容剂“搭桥”，容易造成配方体系不稳定）。聚α-甲基苯乙烯树脂对苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物和丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物中的苯乙烯末端进行改性，增加三者之间的相容性（苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物和丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物分子量都很大，耐高温性能很好，想要融化比较困难，用一般的工艺和设备比较难实现，并且苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物和丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物做热熔胶成本比较贵），共混后聚α-甲基苯乙烯树脂可均匀深入共聚物分子长链间，更好的起到连接补强效果，同时提高热熔胶的内聚力和耐热蠕变性能。马来酸酐接枝聚丁二烯促进主体聚合物之间物理交联密度，提升热熔胶耐高温性能的同时，进一步提高热熔胶对极性材料的粘附性，也增加了热熔胶的低温柔韧性。通过上述几种原材料之间的复配使用，提高热熔胶的持粘性能和耐高温性能，能够有效的应用在热熔胶胶带中。
作为进一步的方案，所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯质量百分含量为20~30%，所述的苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯的质量百分含量为20~35%。
具体的，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，中间是柔软橡胶相(柔性链段)，两边是硬质塑料相，具有良好的内聚力、流动性和粘接强度，20~30%的苯乙烯含量能够合理调节热熔胶的持粘性能，而苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中二嵌段即柔性链段的含量会影响热熔胶的初粘，两者共同影响热熔胶180°剥离力。苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物是以聚苯乙烯为末端段，以聚异戊二烯加氢得到的乙烯-丙烯共聚物为中间弹性体嵌段的线性三嵌共聚物，二嵌段含量100%，赋予热熔胶很好的附着力，且耐老化性能好，赋予热熔胶较高的耐高温性能和剥离力。
作为进一步的方案，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物熔融指数为4~12g/10min，熔融指数测试条件为200℃/5kg。
作为进一步的方案，所述增粘树脂为改性萜烯树脂和苯乙烯改性碳五石油树脂中的至少一种。
具体的，改性萜烯树脂是萜烯树脂经过改性处理，具有很多的反应活性中心和接枝边缘，改善热熔胶的结晶性和流动性，且具有良好的相容性和增粘作用。苯乙烯改性碳五石油树脂具有的良好的相容性，能改善配方的整体的相容性，并能增加热熔胶的粘性，并且含有苯环结构，也能增加产品刚性，提升高温性能。优选的，改性萜烯树脂和苯乙烯改性碳五石油树脂两者复配，增加了热熔胶的初粘性和剥离力，提高热熔胶对极性材料的粘接性能。
作为进一步的方案，所述改性萜烯树脂的重均分子量为1000~2000g/mol；所述苯乙烯改性碳五石油树脂的数均分子量为1500~3000g/mol，其中，苯乙烯改性碳五石油树脂的苯乙烯含量为30%。
作为进一步的方案，所述的聚α-甲基苯乙烯树脂的重均分子量为3000~5000g/mol。
作为进一步的方案，所述的马来酸酐接枝聚丁二烯的马来酸酐含量为3~10%。
作为进一步的方案，抗氧剂可选择抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂1035和抗氧剂168中的至少一种。
另外，本发明还提供了一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶的制备方法，所述的制备方法用于制备上述的一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，所述的制备方法包括以下步骤：在反应釜中加入增粘树脂和抗氧剂，升温至160℃，然后依次加入苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，升温至180℃，30分钟后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，不断搅拌，待整个体系完全熔融后，加入聚α-甲基苯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚丁二烯，搅拌均匀后，抽真空30分钟，出料，待冷却后即可得到耐高温高持粘的胶带用热熔胶。
三种共聚物共混，由于它们的分子量很大，要考虑设备要用比较高的温度去融化，同时也要考虑高温对原材料降解的问题，并且，聚合物剪切力也比较大，对设备的扭矩力也要求也高。
具体的，该制备方法中通过聚α-甲基苯乙烯树脂对苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物和丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物中的苯乙烯末端进行改性，增加三者之间的相容性，通过改性萜烯树脂改善热熔胶的结晶性和流动性，通过苯乙烯改性碳五石油树脂改善热熔胶的整体的相容性，从而使热熔胶的制备过程简单，无需采用特殊生产设备，适合进行大规模推广应用。
本发明具有以下有益效果：
该热熔胶使用苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物为主体，引入数均分子量为30000~80000 g/mol的苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物，从而提高热熔胶附着力和耐热性能，复配使用数均分子量为80000~150000g/mol的丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，进一步提高热熔胶的力学性能和耐热性。聚α-甲基苯乙烯树脂对苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物和丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物中的苯乙烯末端进行改性，增加三者之间的相容性，共混后聚α-甲基苯乙烯树脂可均匀深入共聚物分子长链间，更好的起到连接补强效果，同时提高热熔胶的内聚力和耐热蠕变性能。马来酸酐接枝聚丁二烯促进主体聚合物之间物理交联密度，提升热熔胶耐高温性能的同时，进一步提高热熔胶对极性材料的粘附性，也增加了热熔胶的低温柔韧性。通过上述几种原材料之间的复配使用，提高热熔胶的持粘性能和耐高温性能，不容易出现溢胶的问题，并且粘接强度大，能够有效的应用在热熔胶胶带中。
具体实施例
下面对本发明的具体实施例作进一步解释和说明。
实施例1
一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，其原料组成如下表1所示：
表1：
其中，抗氧剂可选择抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂1035和抗氧剂168中的至少一种。
上述耐高温高持粘的胶带用热熔胶的制备方法包括以下步骤：在反应釜中加入增粘树脂和抗氧剂，升温至160℃，然后依次加入苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，升温至180℃，30分钟后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，不断搅拌，待整个体系完全熔融后，加入聚α-甲基苯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚丁二烯，搅拌均匀后，抽真空30分钟，出料，待冷却后即可得到耐高温高持粘的胶带用热熔胶。
实施例2
一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，其原料组成如下表2所示：
表2：
其中，抗氧剂可选择抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂1035和抗氧剂168中的至少一种。
上述耐高温高持粘的胶带用热熔胶的制备方法包括以下步骤：在反应釜中加入增粘树脂和抗氧剂，升温至160℃，然后依次加入苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，升温至180℃，30分钟后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，不断搅拌，待整个体系完全熔融后，加入聚α-甲基苯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚丁二烯，搅拌均匀后，抽真空30分钟，出料，待冷却后即可得到耐高温高持粘的胶带用热熔胶。
实施例3
一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，其原料组成如下表3所示：
表3：
其中，抗氧剂可选择抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂1035和抗氧剂168中的至少一种。
上述耐高温高持粘的胶带用热熔胶的制备方法包括以下步骤：在反应釜中加入增粘树脂和抗氧剂，升温至160℃，然后依次加入苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，升温至180℃，30分钟后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，不断搅拌，待整个体系完全熔融后，加入聚α-甲基苯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚丁二烯，搅拌均匀后，抽真空30分钟，出料，待冷却后即可得到耐高温高持粘的胶带用热熔胶。
实施例4
一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，其原料组成如下表4所示：
表4：
其中，抗氧剂可选择抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂1035和抗氧剂168中的至少一种。
上述耐高温高持粘的胶带用热熔胶的制备方法包括以下步骤：在反应釜中加入增粘树脂和抗氧剂，升温至160℃，然后依次加入苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，升温至180℃，30分钟后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，不断搅拌，待整个体系完全熔融后，加入聚α-甲基苯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚丁二烯，搅拌均匀后，抽真空30分钟，出料，待冷却后即可得到耐高温高持粘的胶带用热熔胶。
实施例5
一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，其原料组成如下表5所示：
表5：
其中，抗氧剂可选择抗氧剂1010、抗氧剂245、抗氧剂1035和抗氧剂168中的至少一种。
上述耐高温高持粘的胶带用热熔胶的制备方法包括以下步骤：在反应釜中加入增粘树脂和抗氧剂，升温至160℃，然后依次加入苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，升温至180℃，30分钟后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，不断搅拌，待整个体系完全熔融后，加入聚α-甲基苯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚丁二烯，搅拌均匀后，抽真空30分钟，出料，待冷却后即可得到耐高温高持粘的胶带用热熔胶。
注：实施例1~5中各原料的指标如下：
苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物的数均分子量为30000~80000 g/mol；丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的数均分子量为80000~150000g/mol；
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯的质量百分含量为20~30%；
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物熔融指数为4~12g/10min，熔融指数测试条件为200℃/5kg；
苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯的质量百分含量为20~35%；
改性萜烯树脂的重均分子量为1000~2000g/mol；优选的，改性萜烯树脂的软化点为115℃。
苯乙烯改性碳五石油树脂的数均分子量为1500~3000g/mol；优选的，苯乙烯改性碳五石油树脂的苯乙烯含量为30%。
聚α-甲基苯乙烯树脂的重均分子量为3000~5000g/mol。
马来酸酐接枝聚丁二烯的马来酸酐含量为3~10%。
对比例
市售热熔胶。
性能测试：
1、制备热熔胶胶带样品
将实施例1-5制备的热熔胶和市售热熔胶分别融化后涂覆在PET膜上（相同的上胶量），得到测试胶带，将胶带放置在标准环境中静置48小时待测，23℃，65%湿度。
2、测试方法
①软化点测试方法：
按照GB/T 15332-1994规定进行，结果以摄氏度（℃）记录。
②粘度测试方法：
按照GB/T 2794-2022 规定进行，结果以厘泊（cps）记录。
③180℃剥离力测试方法：
按照GB/T 2792-2014测定180°剥离力，结果以牛顿（N）记录。
④高温持粘力测试方法：
按照GB/T4851-2014测定高温持粘力，结果以小时（h）记录。
使用上述测试方法对实施例1-5的热熔胶与市售热熔胶进行性能测试，测试结果如下表6所示：
表6：
通过表6可知，实施例1~5的软化点温度高于对比例，粘度值远高于对比例，说明相同高温条件下，实施例的热熔胶相比对比例，不容易出现溢胶的问题；并且，实施例1~5的70℃持粘性能明显高于对比例，说明实施例的热熔胶耐高温、粘接强度大、持粘性能高。
以上对本发明的实施例作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施例。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，其特征在于，由以下重量份的组分组成：
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物 40~50份；
苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物 4~10 份；
丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物 3~8份；
增粘树脂 30~38份；
聚α-甲基苯乙烯树脂 4~8份；
马来酸酐接枝聚丁二烯 3~8份；
抗氧剂 0.5~1份；
其中，所述苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物的数均分子量为30000~80000 g/mol；所述丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的数均分子量为80000~150000g/mol。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，其特征在于：所述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯的质量百分含量为20~30%，所述的苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯的质量百分含量为20~35%。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，其特征在于：所述增粘树脂为改性萜烯树脂和苯乙烯改性碳五石油树脂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，其特征在于：所述改性萜烯树脂的重均分子量为1000~2000g/mol；所述苯乙烯改性碳五石油树脂的数均分子量为1500~3000g/mol。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，其特征在于：所述的聚α-甲基苯乙烯树脂的重均分子量为3000~5000g/mol。
6.一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶的制备方法，其特征在于：所述的制备方法用于制备如权利要求1~5中任一项所述的一种耐高温高持粘的胶带用热熔胶，所述的制备方法包括以下步骤：在反应釜中加入增粘树脂和抗氧剂，升温至160℃，然后依次加入苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁二烯-苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，升温至180℃，30分钟后加入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，不断搅拌，待整个体系完全熔融后，加入聚α-甲基苯乙烯树脂和马来酸酐接枝聚丁二烯，搅拌均匀后，抽真空30分钟，出料，待冷却后即可得到耐高温高持粘的胶带用热熔胶。
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