一種eva熱熔膠材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種EVA熱熔膠材料及其制備方法，以乙烯‐乙酸乙烯共聚物(EVA)/馬來酸酐(MA)為增容劑，以線性低密度聚乙烯(LLDPE)/改性納米白炭黑/改性有機(jī)蒙脫土(OMMT)/輕質(zhì)CaCO3等為主要改性劑共混改性制得。本發(fā)明制備的熱熔膠具有優(yōu)異的耐熱性、抗環(huán)境應(yīng)力開裂性、抗翹曲性和高的內(nèi)聚強(qiáng)度，并且該膠具有良好的流變性，促進(jìn)了膠體的滲透與擴(kuò)散，粘結(jié)性能得到極大提高，可廣泛適用于塑料、纖維織物、木材等常規(guī)領(lǐng)域，同時也適用于低表面能難粘材料等特定領(lǐng)域，具有廣闊的實際應(yīng)用價值。此外，在保證膠體優(yōu)良粘接性能的基礎(chǔ)上，膠體顏色可調(diào)，尤其適用于白色或淺色樣品的高強(qiáng)度粘接。
【專利說明】一種EVA熱熔膠材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于膠粘劑制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種EVA熱熔膠材料及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]熱熔膠是一種以熱塑性樹脂或熱塑性彈性體為主要成分，添加增粘樹脂、蠟類、塑化劑及填料等成分，經(jīng)熔融混合而制成的不含溶劑的固體狀可塑性粘合劑，在一定溫度范圍內(nèi)其物理狀態(tài)隨溫度改變而改變，而化學(xué)特性不變，其具有無毒無味、無環(huán)境污染、制備方便等優(yōu)點，屬環(huán)保型化學(xué)產(chǎn)品。在近年來的膠粘劑市場中，世界熱熔膠年產(chǎn)量一直處于上升趨勢，其增長速度在各類膠粘劑中為最高，品種越來越多樣化，應(yīng)用也越來越廣泛。
[0003]在眾多 的熱熔膠種類中，最重要并且最具代表性的一類則是以乙烯-乙酸乙烯無規(guī)共聚物(EVA)為基礎(chǔ)樹脂的熱熔膠，簡稱EVA熱熔膠。EVA熱熔膠因固化快、無公害、粘著力強(qiáng)，膠層既有一定柔性、硬度，又有一定的韌性，并且制備方法簡便，而廣泛應(yīng)用于機(jī)械化包裝、無紡布制作、家具制作、無線裝訂、電子元件及日常用品粘接等領(lǐng)域，成為了熱熔膠粘劑中應(yīng)用最廣、用量最大的一類。但是，單采用EVA作為基礎(chǔ)聚合物制備的熱熔膠，其力學(xué)性能、熱學(xué)性能已適應(yīng)不了工業(yè)發(fā)展的要求，并且成本較高。故而，對EVA進(jìn)行接枝改性或共混改性以期提高性能、降低成本正是明顯的發(fā)展趨勢和導(dǎo)向。
[0004]當(dāng)前，EVA熱熔膠的明顯缺陷在于:粘接強(qiáng)度較低、不耐高低溫、不耐脂肪油、無法適應(yīng)一些難粘材料及相應(yīng)領(lǐng)域的要求，同時EVA熱熔膠的機(jī)械強(qiáng)度差，限制了其的進(jìn)一步應(yīng)用。本發(fā)明為了適應(yīng)當(dāng)今市場的需求，提供了一種多用途高粘接EVA熱熔膠的制備方法，擴(kuò)寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明采用了接枝改性與共混改性相結(jié)合的聚合工藝，以EVA-MA為增容劑，線性低密度聚乙烯/改性納米白炭黑/改性有機(jī)蒙脫土 /輕質(zhì)CaCO3等為主要改性劑共混改性制得高強(qiáng)度高粘接性EVA熱熔膠。通過添加一定量的相容性LLDPE，一方面可以提高膠體的耐熱性能和抗低溫沖擊性，另一方面也可增強(qiáng)膠體的抗環(huán)境應(yīng)力開裂性、抗翹曲性和內(nèi)聚強(qiáng)度，使得材料的粘結(jié)性能得到極大地提高，同時無機(jī)改性粒子的加入，提高了膠體的機(jī)械強(qiáng)度以及尺寸穩(wěn)定性，改善了膠體的流變性，促進(jìn)膠體的滲透與擴(kuò)散，從而賦予了膠體良好的粘結(jié)性能，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種EVA熱熔膠材料及其制備方法，制得的EVA熱熔膠具有良好的抗剝離性、優(yōu)異的流動性、高粘接強(qiáng)度、優(yōu)良的柔韌性等優(yōu)點，通過微觀分子改性和膠體內(nèi)部宏觀結(jié)構(gòu)的調(diào)整，達(dá)到了高度潤濕、均勻擴(kuò)散、深層聯(lián)結(jié)、降低成本的目的，保證了對被粘接材料基層分子的聯(lián)結(jié)和機(jī)械鉤掛，從而確保了良好粘接效果，同時由于制備方法科學(xué)高效，工藝流程簡便快捷，可操作性強(qiáng)，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種EVA熱熔膠材料由以下組分組成:基體樹脂EVA 50 g，其它組分用量以EVA的百分含量計:改性物料0.1~50%、增粘劑10~80%、蠟類5~30%、抗氧劑0.5~2%、增塑劑0.1~15%、引發(fā)劑0.2~1.0%、增白劑0.01~0.1%、其它助劑0.1~30%。
[0006]所述的基體樹脂EVA中VA含量為10~40wt.%，熔融指數(shù)為20~400 g/10min。
[0007]所述的改性物料為馬來酸酐、線性低密度聚乙烯中的一種或兩種，其中馬來酸酐的熔點為5(T100°C，線性低密度聚乙烯的熔點為100~130°C。
[0008]所述的增粘劑為氫化松香酯、古馬隆樹脂中的一種或兩種；所述的增粘劑的環(huán)球軟化點大于70°C。
[0009]所述的蠟類為石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟中的一種或幾種；所述的蠟類的熔點為50-120?。
[0010]所述的抗氧劑為抗氧劑1010，其熔點為110~125°C ； 所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、對苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異壬酯中的一種或幾種；
所述的引發(fā)劑為過氧化二異丙苯；
所述的增白劑為二苯乙烯聯(lián)苯二磺酸鈉；
所述的其它助劑為改性納米白炭黑、改性有機(jī)蒙脫土、輕質(zhì)CaCO3中的一種或幾種，其規(guī)格均為400~800目。
[0011]所述的EVA熱熔膠材料的制備方法包括以下步驟:
(1)在預(yù)先烘干的部分EVA和馬來酸酐中，加入引發(fā)劑，制得EVA-MA；
(2)將剩余的EVA、EVA-MA,LLDPE、蠟類、增塑劑、抗氧劑和其它助劑進(jìn)行加熱熔融；
(3)待步驟(2)的物料完全熔融后，加入增白劑并強(qiáng)力攪拌；
(4)當(dāng)步驟(3)的共混物料溫度達(dá)到10(Tl50°C時，加入增粘劑，在熔融狀態(tài)下繼續(xù)攪拌，得到均勻的粘稠狀液態(tài)物質(zhì)；
(5)將步驟(4)得到的物料冷卻廣24h后，即得所述的EVA熱熔膠材料。
[0012]步驟(2)- (4)在惰性氣氛下進(jìn)行，所述的惰性氣體為氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣中的一種或幾種。
[0013]本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于:在引發(fā)劑存在的條件下，利用馬來酸酐接枝改性后的EVA作為基體樹脂制備熱熔膠，生產(chǎn)工藝簡便，粘接強(qiáng)度大，粘接范圍廣。它不僅對非極性的聚乙烯塑料有較好的粘接強(qiáng)度，而且也適應(yīng)于對極性的金屬材料、木板的粘接，特別是對難粘材料的粘接強(qiáng)度有較大的提高。同時生產(chǎn)成本降低，環(huán)境友好。由于在制備過程中加入了改性納米白炭黑、改性有機(jī)蒙脫土、輕質(zhì)碳酸鈣中的一種或幾種的混合物，填料的加入降低了熱熔膠的成本以及收縮率，防止了在膠接多孔性表面時發(fā)生滲膠；同時，無機(jī)改性填料對熱熔膠力學(xué)性能也產(chǎn)生了重要影響。該材料的制備，顯著改善了傳統(tǒng)EVA熱熔膠的局限性，通過接枝改性、共混改性實現(xiàn)了 EVA材料的功能化、低價化，提高了產(chǎn)品的附加值，極大地擴(kuò)展了 EVA熱熔膠的應(yīng)用范圍，具有廣泛的市場前景和顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實施方式】
[0014]一種EVA熱熔膠材料由以下組分組成:基體樹脂EVA 50 g，其它組分用量以EVA的百分含量計:改性物料0.1~50%、增粘劑10~80%、蠟類5~30%、抗氧劑0.5~2%、增塑劑0.1~15%、引發(fā)劑0.2~1.0%、增白劑0.01~0.1%、其它助劑0.1~30%。[0015]所述的基體樹脂EVA中VA含量為10~40wt.%，熔融指數(shù)為20~400 g/10min。
[0016]所述的改性物料為馬來酸酐、線性低密度聚乙烯中的一種或兩種，其中馬來酸酐的熔點為5(T100°C，線性低密度聚乙烯的熔點為100~130°C。
[0017]所述 的增粘劑為氫化松香酯、古馬隆樹脂中的一種或兩種；所述的增粘劑的環(huán)球軟化點大于70°C。
[0018]所述的蠟類為石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟中的一種或幾種；所述的蠟類的熔點為50-120?。
[0019]所述的抗氧劑為抗氧劑1010，其熔點為110~125°C ；
所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、對苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異壬酯中的一種或幾種；
所述的引發(fā)劑為過氧化二異丙苯；
所述的增白劑為二苯乙烯聯(lián)苯二磺酸鈉；
所述的其它助劑為改性納米白炭黑、改性有機(jī)蒙脫土、輕質(zhì)CaCO3中的一種或幾種，其規(guī)格均為400-800目。其中本實驗所用改性納米白炭黑、改性有機(jī)蒙脫土均為本實驗室自制；
改性納米白炭黑制備方法如下:
量取一定量預(yù)先烘干的納米白炭黑和ΚΗ560，其中ΚΗ560質(zhì)量為納米白炭黑的4~10%，將其溶于無水乙醇中，置于8(T10(TC的恒溫油浴中攪拌廣2 h,經(jīng)抽濾后，放置于120°C的烘箱中2~4 h后取出，并研磨成400-800目粉末，即得改性納米白炭黑樣品。
[0020]改性有機(jī)蒙脫土制備方法如下:
在1000 ml的三口燒瓶中加入250 ml的去離子水，250 ml 99.7%的無水乙醇，再加入
0.02 mol十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，攪拌升溫至8(TlO(TC后，緩慢加入2(T50 g經(jīng)300目篩分的蒙脫土，保溫攪拌回流一段時間后，將得到的混濁液真空抽濾，再用2:1乙醇-去離子水洗滌，反復(fù)數(shù)次直至分離液中不含Br為止。最后，將分離物在40°C下干燥一段時間至恒重后，研磨成500-800目粉末，即得改性有機(jī)蒙脫土樣品。
[0021]所述的EVA熱熔膠材料的制備方法包括以下步驟:
(1)在預(yù)先烘干的部分EVA和馬來酸酐中，加入引發(fā)劑，制得EVA-MA；
(2)將剩余的EVA、EVA-MA,LLDPE、蠟類、增塑劑、抗氧劑和其它助劑進(jìn)行加熱熔融；
(3)待步驟(2)的物料完全熔融后，加入增白劑并強(qiáng)力攪拌；
(4)當(dāng)步驟(3)的共混物料溫度達(dá)到10(Tl50°C時，加入增粘劑，在熔融狀態(tài)下繼續(xù)攪拌，得到均勻的粘稠狀液態(tài)物質(zhì)；
(5)將步驟(4)得到的物料冷卻廣24h后，即得所述的EVA熱熔膠材料。
[0022]步驟(2)- (4)在惰性氣氛下進(jìn)行，所述的惰性氣體為氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣中的一種或幾種。
[0023]下面以具體實施例來對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
[0024]實施例1
本實施例說明本發(fā)明提供的熱熔膠組合物、熱熔膠及它們的制備方法。
[0025]按照以下配方:以重量計(g)
首先將EVA、MA以及LLDPE在80~100°C下用烘箱進(jìn)行預(yù)熱處理去除其中所含水分。然后稱取EVA50 g、MA10 g置于反應(yīng)器中，隨后加入0.1-0.3 g引發(fā)劑過氧化二異丙苯(DCP)，在10(Tl30°C下反應(yīng)f 3 h制得增容劑乙烯-乙酸乙烯共聚物/馬來酸酐(EVA-MA)；
之后將EVA、EVA-MA、改性納米白炭黑、石蠟、微晶蠟、鄰苯二甲酸二辛酯、抗氧劑1010等按下表所示質(zhì)量依次加入到反應(yīng)器中，加熱熔融；當(dāng)物料完全熔融后，加入增白劑二苯乙烯聯(lián)苯二磺酸鈉并強(qiáng)力攪拌；當(dāng)共混物料溫度達(dá)到10(Tl5(rC時，加入氫化松香酯，在熔融狀態(tài)下攪拌一段時間，得到均勻的粘稠狀液態(tài)物質(zhì)；將上述得到的物料傾出反應(yīng)器，冷卻1-24 h后，即得到所述的高強(qiáng)度改性EVA熱熔膠粘劑。
[0026]上述加熱熔融在惰性氣氛下進(jìn)行,所述的惰性氣體為氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣中的一種或幾種的混合氣體。
[0027]實施例2飛
按下表中的原料成分組成稱取各原料，加工步驟與工藝參數(shù)同實施例1，制得馬來酸酐接枝改性EVA熱熔膠粘劑。
【權(quán)利要求】
1.一種EVA熱熔膠材料，其特征在于:所述的EVA熱熔膠材料由以下組分組成:基體樹脂EVA 50 g，其它組分用量以EVA的百分含量計:改性物料0.1~50%、增粘劑10~80%、蠟類5~30%、抗氧劑0.5~2%、增塑劑0.1~15%、引發(fā)劑0.2~1.0%、增白劑0.01~0.1%、其它助劑0.1~30%O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EVA熱熔膠材料，其特征在于:所述的基體樹脂EVA中VA含量為10~40wt.%，熔融指數(shù)為20~400 g/10min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的EVA熱熔膠材料，其特征在于:所述的基體樹脂EVA中VA含量為20~28wt.%，熔融指數(shù)為50~150 g/10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EVA熱熔膠材料，其特征在于:所述的改性物料為馬來酸酐、線性低密度聚乙烯中的一種或兩種，其中馬來酸酐的熔點為5(noo°c，線性低密度聚乙烯的熔點為100~130。。。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的EVA熱熔膠材料，其特征在于:所述的改性物料為馬來酸酐、線性低密度聚乙烯中的一種或兩種，其中馬來酸酐的熔點為5(T70°C，線性低密度聚乙烯的熔點為110~125°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EVA熱熔膠材料，其特征在于:所述的增粘劑為氫化松香酯、古馬隆樹脂中的一種或兩種；所述的增粘劑的環(huán)球軟化點大于70°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EVA熱熔膠材料，其特征在于:所述的蠟類為石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟中的一種或幾種；所述的蠟類的熔點為5(T120°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EVA熱熔膠材料，其特征在于:所述的抗氧劑為抗氧劑1010，其熔點為110~125°C ； 所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、對苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異壬酯中的一種或幾種； 所述的引發(fā)劑為過氧化二異丙苯； 所述的增白劑為二苯乙烯聯(lián)苯二磺酸鈉； 所述的其它助劑為改性納米白炭黑、改性有機(jī)蒙脫土、輕質(zhì)CaCO3中的一種或幾種，其規(guī)格均為400~800目。
9.一種制備如權(quán)利要求1所述的EVA熱熔膠材料的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在預(yù)先烘干的部分EVA和馬來酸酐中，加入引發(fā)劑，制得EVA-MA； (2)將剩余的EVA、EVA-MA、LLDPE、蠟類、增塑劑、抗氧劑和其它助劑進(jìn)行加熱熔融； (3)待步驟(2)的物料完全熔融后，加入增白劑并強(qiáng)力攪拌； (4)當(dāng)步驟(3)的共混物料溫度達(dá)到10(Tl50°C時，加入增粘劑，在熔融狀態(tài)下繼續(xù)攪拌，得到均勻的粘稠狀液態(tài)物質(zhì)； (5)將步驟(4)得到的物料冷卻f24 h后，即得所述的EVA熱熔膠材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:步驟(2)-(4)在惰性氣氛下進(jìn)行，所述的惰性氣體為氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣中的一種或幾種。
【文檔編號】C09J11/04GK103980849SQ201410242208
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】鄭玉嬰, 曹寧寧 申請人:福州大學(xué)