CN1302837A - 高分子热熔粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种用于金属板材与聚烯烃板材之间的粘合的高分子热熔粘合剂,包括(以下为重量份数):聚烯烃5—90,带有极性基团的改性聚烯烃5—90,表面活性剂0.5—5,助剂0—1,其中带有极性基团的改性聚烯烃是由极性单体与烯烃共聚或接枝而成的改性聚烯烃。本发明的热熔粘合剂具有良好的粘接强度,性能稳定,成本低,采用本发明的热熔粘合剂制得的复合板材,具有优异的理化性能。

Description

高分子热熔粘合剂
本发明属于高分子粘合剂领域，具体涉及的是一种用于金属板材与聚烯烃板材之间的粘合，特别是连续挤出聚烯烃板材与金属板材之间的粘合的高分子热熔粘合剂。
金属板材与聚烯烃复合而成的板材是一种新兴的建筑装饰材料，它具有优良的隔声、减震、隔热、阻燃性能和耐酸、耐碱、超强的耐气候性和耐紫外线，具有不易沾污，清洁、质轻、高强，刚性好、抗冲击性好、加工性能优良、表面平整光洁、质感好等特点。铝塑复合板现已广泛地应用在幕墙装饰工程和室内、外装饰工程中，随着我国建筑装饰行业的发展，此类装饰材料将进一步得到应用。目前国内外这类材料复合的粘合剂主要是采用溶剂型或液体粘合剂如环氧树脂、聚氨酯树脂系列，涂布于金属或经过氧化、电晕等表面改性的聚烯烃表面，再冷压或热压固化。采用此类粘合剂进行粘合的复合板材，在复合前需进行表面改性处理，处理成本高，而且复合强度差，粘合剂溶剂挥发造成环境污染。
本发明的目的在于针对以上所述问题，提供一种粘接力强、成本较低的高分子热熔粘合剂。
本发明的目的是这样实现的：本发明包括(以下为重量份数)：聚烯烃5-90，带有极性基团的改性聚烯烃5-90，表面活性剂0.5-5，助剂0-1，其中带有极性基团的改性聚烯烃是由极性单体与烯烃共聚或接枝而成的改性聚烯烃。
本发明中各组分的最佳重量份数为：聚烯烃60，带有极性基团的改性聚烯烃37，表面活性剂2，助剂1。
本发明中聚烯烃的原料来源于市售成品，它可以选用聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯，优选聚乙烯，因聚丁烯价格昂贵，一般较少用。聚烯烃的原料最好选用熔体流动速率大于或等于2.0g/10min的。本发明中带有极性基团的改性聚烯烃来源于市售成品，其作用是为了在热熔粘合剂中引入强极性基团，实现与金属的化学和物理互相作用，从而提高粘接强度，并实现持久的粘合。带有极性基团的改性聚烯烃，其极性单体选自不饱和一元酸及其有机金属盐、不饱和一元醇、不饱和一元酯、不饱和羧酸缩水甘油酯、不饱和二元酸或它们的酸酐及其有机金属盐，其结构式为，
Figure A0013287700051
其中，R1、R2为氢(H)、甲基(CH3)、乙基(C2H5),M为金属，R3为羟基(-OH)、羧基(-COOH)、羧酸金属盐基(-COOM)、酯基 羧酸缩水甘油酯基
Figure A0013287700053
。
带有极性基团的改性聚烯烃特别选用丙烯酸-乙烯共聚物、乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、顺丁烯二酸酐接枝改性聚乙烯。
本发明中表面活性剂来源于市售成品，其作用是使热熔性粘合剂的熔体对被粘合的聚烯烃形成相容粘合，同时对金属表面有良好的润湿性，使热熔粘合剂能渗入金属表面或化学转化层，提高粘接面积，从而使金属板材与聚烯烃板材之间良好地粘合。表面活性剂选自结构式如下的表面活性剂：R-M
其中，R为＞C16的烷基，
      M为含有铬、钛、磷、硅的表面活性基团。
表面活性剂特别选用三(十八烷基酰氧基)钛酸异丙酯、二(十八烷基酰氧基)丙烯基钛酸异丙酯、十八酸铬化物。
本发明中的助剂为抗氧化、抗老化剂或它们的任意比混合物，如抗氧剂DNP，即N,N′(β-萘基)对苯二胺。
本发明的热熔粘合剂的制备方法如下：将各组分在高速混合机中混合均匀，一般混合2-10min，然后加入挤出机中，即普通的单、双螺杆挤出机，但最好是混合效果好的同向平行双螺杆挤出机，在150℃-240℃温度范围内挤造粒即制得该粘合剂，更佳的挤出温度范围为180℃～220℃，且挤出螺杆长径比最好不小于25，以保证在挤出过程中共混充分。为改善基体熔体的流动性所制成的热熔粘合剂的熔流动速率至少为1.0g/10min。
本发明的技术效果在于：由于本发明中含有对金属表面具有良好的浸润性的表面活性剂，又含有与金属进行物理化学作用的极性基团，所以具有良好的粘接强度，性能稳定，金属板材虽仍需表面改性，但成本明显降低，另外，使用起来很方便，工艺性能好。采用本发明的热熔粘合剂制得的复合板材，具有优异的理化性能。
以下结合实施例对本发明作进一步说明。实施例一：以下实施例中各组分的含量均为重量份数
原料配方：熔体流动速率为2.0g/10min的聚乙烯   50，
        丙烯酸-乙烯共聚物                    47，
        三(十八烷基酰氧基)钛酸异丙酯          3。
制备方法如下：将上述各组分在高速混合机中混合8min，使其混合均匀，然后加入螺杆直径35，长径比为25∶1的平行双螺杆挤出机中挤出即得实施例一的热熔粘合剂，温度设定为200℃，挤出机转速为100RPM。
实施例二：
原料配方：熔体流动速率为2.0g/10min的聚乙烯   60，
      乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物                37，
      二(十八烷基酰氧基)丙烯基钛酸异丙酯      2，
      抗氧剂DNP(N,N′(β-萘基)对苯二胺)       1。
制备方法同实施例一。
实施例三：原料配方：熔体流动速率为2.0g/10min的聚乙烯    50，
    顺丁烯二酸酐接枝改性聚乙烯            46，
    十八酸铬化物                          3.5，
    抗氧剂DNP(N,N′(β-萘基)对苯二胺)     0.5。
制备方法同实施例一。
实施例一至三中制备的热熔粘合剂按100g/m2用量使0.5mm厚两层铝板，与连续挤出聚乙烯板热复合制得4mm铝塑复合板部分指标列入下表。
  实施例   180°剥离强度     耐沸水性     耐温差性
    1     7.8N/MM  99±2℃恒温2h，无开胶。     20次循环无变化。(-40±2℃,80±2℃,2h)
    2     7.2N/MM
    3     8.4N/MM
由上表可以看出，本发明的热熔粘合剂复合粘接力强，性能稳定。
实施例四：原料配方：熔体流动速率为2.0g/10min的聚乙烯          9，
      丙烯酸-乙烯共聚物                         90，
      三(十八烷基酰氧基)钛酸异丙酯              0.5
      抗氧剂DNP(N,N′(β-萘基)对苯二胺)         0.5。
制备方法同实施例一。
实施例五：
原料配方：熔体流动速率为2.0g/10min的聚乙烯       90，
        丙烯酸-乙烯共聚物                         5，
        三(十八烷基酰氧基)钛酸异丙酯              5。
制备方法同实施例一。
实施例六：
原料配方：熔体流动速率为2.0g/10min的聚乙烯         5，
        丙烯酸-乙烯共聚物                         90，
        三(十八烷基酰氧基)钛酸异丙酯              4
        抗氧剂DNP(N,N′(β-萘基)对苯二胺)         1。、
制备方法同实施例一。

Claims (10)

1．一种高分子热熔粘合剂，包括(以下为重量份数)：聚烯烃5-90，带有极性基团的改性聚烯烃5-90，表面活性剂0.5-5，助剂0-1，其中带有极性基团的改性聚烯烃是由极性单体与烯烃共聚或接枝而成的改性聚烯烃。
2．根据权利要求1所述的高分子热熔粘合剂，其特征在于：各组分的最佳重量份数为聚烯烃60，带有极性基团的改性聚烯烃37，表面活性剂2，助剂1。
3．根据权利要求1所述的高分子热熔粘合剂，其特征在于：所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯。
4．根据权利要求3所述的高分子热熔粘合剂，其特征在于：所述聚烯烃为聚乙烯。
5．根据权利要求1所述的高分子热熔粘合剂，其特征在于：所述带有极性基团的改性聚烯烃，其极性单体选自不饱和一元酸及其有机金属盐、不饱和一元醇、不饱和一元酯、不饱和羧酸缩水甘油酯、不饱和二元酸或它们的酸酐及其有机金属盐，其结构式为，其中，R1、R2为氢(H)、甲基(CH3)、乙基(C2H5)，R3为羟基(-OH)、羧基(-COOH)、羧酸金属盐基(-COOM)、酯基
Figure A0013287700031
羧酸缩水甘油酯基
Figure A0013287700032
，
M为金属。
6．根据权利要求5所述的高分子热熔粘合剂，其特征在于：所述带有极性基团的改性聚烯烃选自丙烯酸-乙烯共聚物、乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、顺丁烯二酸酐接枝改性聚乙烯。
7．根据权利要求1所述的高分子热熔粘合剂，其特征在于：所述表面活性剂选自结构式如下的表面活性剂，
                      R-M其中，R为＞C16的烷基，
M为含有铬、钛、磷、硅的表面活性基团。
8．根据权利要求7所述的高分子热熔粘合剂，其特征在于：所述表面活性剂选自三(十八烷基酰氧基)钛酸异丙酯、二(十八烷基酰氧基)丙烯基钛酸异丙酯、十八酸铬化物。
9．根据权利要求1所述的高分子热熔粘合剂，其特征在于：所述助剂为抗氧化、抗老化剂。
10．根据权利要求1所述的高分子热熔粘合剂，其特征在于：其熔体流动速率大于1.0g/10min。
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