CN105860917A - 一种新型热熔胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型热熔胶及其制备方法，特别是一种适于金属与ABS塑料粘接复合用的新型热熔胶及其制备方法。其主要特征在于，原料构成按质量百分比计，包括：尼龙型共聚酰胺45%~50%、热塑性聚氨酯34%~37%、环氧类相容剂0.3%~1%、增粘剂10%~15%、填料1%~5%，及抗氧剂0.1%~0.3%。首先是采选特定配比原料聚合反应形成对金属有良好粘接性能的尼龙型共聚酰胺，然后将其与热塑性聚氨酯在特定相容剂的协同作用下，与其他辅料按比例共混熔融后挤出，即得对金属与ABS塑料均有良好粘接性能的新型热熔胶。使得通过本发明所得产品，满足需求，工艺简单，且便于工业生产及应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型热熔胶及其制备方法，特别是一种适于铝、不锈钢等金属材料与ABS塑料粘接复合用的新型热熔胶及其制备方法。
背景技术
ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS塑料的粘结问题是一个非常重要的问题，市场上销售的胶有以下几种：G-977是以乙烯基聚合物为主体的单组份溶剂型胶粘剂，耐高低温，不同粘度粘接速度几秒至几个h固化完毕； KD-833三元乙丙胶条瞬干胶水，可以数秒钟或数十秒钟快速粘合，但胶层硬脆，不耐60度以上热水浸泡；QN-505双组分胶，胶层柔软，但耐高温性能较差；G-988单组份室温硫化胶，固化后是弹性体具有优秀的防水，防震粘合剂，耐高低温， 1-2mm厚度的话，10分钟左右初固，5-6h基本固化，有一定的强度，完全固化的话需要至少24h。
但是很少有研究其与金属的粘结作用，为了材料更好的加工和实际应用，有时需要将塑料和金属材料结合起来，同时也对两种材料的结合力提出了更高的要求。然而由于金属和塑料表面的差异，使用单一组分的胶黏剂粘结的不牢固，粘结强度不高，很容易在较小的外力下被拉扯开。为了提高金属和ABS塑料的粘结强度，迫切需要一种新型的塑料-金属粘结剂。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种新型热熔胶及其制备方法，使得通过本发明制备得出的新型热熔胶，能够满足金属与ABS塑料的复合粘接要求。
本发明所采用的技术方案为：一种新型热熔胶，其原料构成，按质量百分比及，包括：尼龙型共聚酰胺45%~50%、热塑性聚氨酯34%~37%、相容剂0.3%~1%、增粘剂10%~15%、填料1% ~5%，以及抗氧剂0.1%-0.3%。
上述尼龙型共聚酰胺由己内酰胺、尼龙66盐及尼龙610盐三种主要原料在适量的水和封端剂硬脂酸作用下聚合而成，且所述三种主要原料的摩尔百分比分别为28%~32%、23%~28%及42%~48%；所述硬脂酸与所述三种主要原料之和的摩尔比1~1.2:100。
上述热塑性聚氨酯的熔点为80℃~100℃，熔融指数为40~45g/10min/2.16kg/190℃；
上述相容剂为聚乙烯端基环氧蜡或环氧官能聚烯烃弹性体，且聚乙烯端基环氧蜡的环氧官能度为0.75~1，环氧官能聚烯烃弹性体的环氧官能度为1~1.5。
上述增粘剂选自松香树脂、萜烯树脂、酚醛树脂或加氢石油树脂中的一种；
上述填料选自为滑石粉、白碳黑、高岭土粉中的一种；
上述抗氧剂选自抗氧剂1010（四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯）或抗氧剂BHT (2,6-二叔丁基对甲基苯酚)中的一种。
制备该新型热熔胶时，具体步骤如下：
（1）首先，制备尼龙型共聚酰胺，参考上述尼龙型共聚酰胺的原料配比，称取28%~32%的己内酰胺、23%~28%的尼龙66盐及42%~48%的尼龙610盐三种主要原料，以及适量的硬脂酸和水，将其投入到反应釜中，先通氮气抽真空除尽反应釜中的空气，再充入高纯氮气开启搅拌，缓慢升温至250℃，在1.8MPa压力下保温反应2h，然后缓慢减压至常压，并继续减压至0.05MPa脱水1h，然后放料即得；
（2）其次，按质量百分比计，称取上述尼龙型共聚酰胺45%~50%、热塑性聚氨酯34%~37%、相容剂0.3%~1%、增粘剂10%~15%、填料1%~5%，以及抗氧剂 0.1%~0.3%，将其投入到高速混合机中混合均匀；
（3）将上述混合均匀后的物料，投入到螺杆挤出机中，经共混熔融后挤出，即得新型热熔胶。
该新型热熔胶可视需求制成粉状、粒状、条状、胶膜状或网膜状等，为方便金属与ABS塑料粘接复合工业应用，该新型热熔胶优选制成胶膜状或网膜状。
需要制成胶膜状时，以上述该新型热熔胶为原料，将其熔融后通过流延机或热熔涂布设备进行涂布即可制得；该新型热熔胶膜的厚度优选0.1mm。
需要制成网膜状时，以上述该新型热熔胶为原料，直接通过熔融喷丝成网设备即可制得。
本发明的有益效果，首先通过设计特定原料及配比，聚合形成尼龙型共聚酰胺，再将其与热塑性聚氨酯在特定相容剂的协同作用下，与其他辅料按比例共混熔融后挤出，即得对金属与ABS塑料均有良好粘接性能的新型热熔胶。同时，亦可结合实际需求，制成一层可直接复合金属与ABS塑料的热熔胶膜或热熔胶网膜，适于工业生产及应用；并且，通过过本发明所制备的新型热熔胶在100℃, 30s条件下对金属与ABS塑料通过热压复合，即可获得较好的粘结效果，粘结强度大，粘结效果持久，热压温度较低，时间短，不会导致ABS塑料变形。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步表述，但并不以此为限。
实施例1
制备尼龙型共聚酰胺：将113.16g己内酰胺（1mol）、224.87g尼龙66盐(0.857mol)、545.14g尼龙610盐(1.714mol)、10.16g硬脂酸(0.0357mol)和100g去离子水，加入到一个带有搅拌器、温度表和压力表的2L高压反应釜中；投料完成后，用氮气置换并抽真空，除尽反应釜中的空气；然后充入0.2MPa的高纯氮气，加热慢慢升温至250℃，在1.8MPa的压力下，保温反应2h，慢慢减压至常压，并继续减压至0.05MPa脱水1h后；然后放料即得尼龙型共聚酰胺(PA-1)。
制备新型复合热熔胶，将450g尼龙型共聚酰胺(PA-1)、350g热塑性聚氨酯（熔点为100℃，熔融指数为40g/10min/2.16kg/190℃）、3g聚乙烯端基环氧蜡（环氧官能度为0.75）、150g松香、45g滑石粉，2g抗氧剂1010投入高速混合机中混合均匀；将混合后的物料投入双螺杆挤出机中，熔融后挤出，即得该新型热熔胶。
该新型热熔胶样品标记为A1。
实施例2
制备尼龙型共聚酰胺：将121.24g己内酰胺（1.071mol）、262.35g尼龙66盐(1mol)、477g尼龙610盐(1.5mol)、10.16g硬脂酸(0.0357mol)和100g去离子水，加入到一个带有搅拌器、温度表和压力表的2L高压反应釜中；投料完成后，用氮气置换并抽真空，除尽反应釜中的空气；然后充入0.2MPa的高纯氮气，加热慢慢升温至250℃，在1.8MPa的压力下，保温反应2h，慢慢减压至常压，并继续减压至0.05MPa脱水1h后；放料切粒得到粒状的尼龙型共聚酰胺(PA-2)。
制备新型热熔胶：将480g二聚酸型共聚酰胺、370g热塑性聚氨酯（熔点为80℃，熔融指数为45g/10min/2.16kg/190℃）、7g聚乙烯端基环氧蜡（环氧官能度为1）、132g萜烯树脂、10g高岭土，1g抗氧剂BHT，投入高速混合机混合均匀；将混合好的物料投入到TE35双螺杆挤出机中，共混熔融后挤出，即得该新型热熔胶。
该新型热熔胶样品标记为A2。
实施例3
制备尼龙型共聚酰胺：将117.2g己内酰胺（1.036mol）、215.5g尼龙66盐(0.821mol)、545.14g尼龙610盐(1.714mol)、11.18g硬脂酸(0.0393mol)和100g去离子水，加入到一个带有搅拌器、温度表和压力表的2L高压反应釜中；投料完成后，用氮气置换并抽真空，除尽反应釜中的空气；然后充入0.2MPa的高纯氮气，加热慢慢升温至250℃，在1.8MPa的压力下，保温反应2h，慢慢减压至常压，并继续减压至0.05MPa脱水1h后；放料切粒得到粒状的尼龙型共聚酰胺(PA-3)。
制备新型热熔胶：将500g二聚酸型共聚酰胺、340g热塑性聚氨酯(熔点为88℃，熔融指数为42g/10min/2.16kg/190℃)、9g环氧官能聚烯烃弹性体（环氧官能度为1）、98g酚醛树脂、50g滑石粉、3g抗氧剂1010，投入高速混合机混合均匀；然后将混合好的物料投入到TE35双螺杆挤出机中，共混熔融后挤出，即得该新型热熔胶。
该新型热熔胶样品标记为A3。
实施例4
制备尼龙型共聚酰胺：将129.33g己内酰胺（1.143mol）、224.87g尼龙66盐(0.857mol)、499.71g尼龙610盐(1.571mol)、12.19g硬脂酸(0.0429mol)和100g去离子水，加入到一个带有搅拌器、温度表和压力表的2L高压反应釜中；投料完成后，用氮气置换并抽真空，除尽反应釜中的空气；然后充入0.2MPa的高纯氮气，加热慢慢升温至250℃，在1.8MPa的压力下，保温反应2h，慢慢减压至常压，并继续减压至0.05MPa脱水1h后；放料切粒得到粒状的尼龙型共聚酰胺(PA-4)。
制备新型热熔胶：将500g二聚酸型共聚酰胺、340g热塑性聚氨酯(熔点为95℃，熔融指数为44g/10min/2.16kg/190℃)、10g环氧官能聚烯烃弹性体（环氧官能度为1.5）、100g加氢石油树脂、48g白炭黑、2g抗氧剂BHT，投入高速混合机混合均匀；然后将混合好的物料投入到TE35双螺杆挤出机中，共混熔融后挤出，即得该新型热熔胶。
该新型热熔胶样品标记为A4。
性能测试
为方便金属与ABS塑料粘接复合应用或者测试，将上述A1-A4各新型热熔胶样品，分别制成厚度为0.10mm的新型热熔胶膜，参考GB/T 2790号标准，测试各新型热熔胶膜样品在100℃，0.2MPa，热压30s粘接ABS/铝和ABS/不锈钢的90°的剥离强度。
测试结果如下表1：
表1：各新型热熔胶膜样品对ABS/金属的粘结强度。
从上表1中可看出，通过本发明所制备的新型热熔胶对金属与ABS塑料的粘接强度比较大，且粘结破坏方式大部分为内聚破坏，胶膜在金属和ABS塑料表面上均有残留，说明该新型热熔胶对金属和ABS塑料具有很强的粘结能力。且在实际应用时，压烫温度较低，为100℃，不会对ABS材料造成损害；压烫时间亦较短，为30s，便于施工操作。
Claims (9)
1.一种新型热熔胶，特征在于其原料构成，按质量百分比计，包括：
尼龙型共聚酰胺45%~50%；
热塑性聚氨酯34%~37%；
环氧类相容剂0.3%~1%；
增粘剂10%~15%；
填料1%~5%；
抗氧剂 0.1%~0.3%；
所述尼龙型共聚酰胺由己内酰胺、尼龙66盐及尼龙610盐三种主要原料在适量的水和封端剂硬脂酸作用下聚合而成，且所述三种主要原料的摩尔百分比分别为28%~32%、23%~28%及42%~48%；所述硬脂酸与所述三种主要原料之和的摩尔比1~1.2:100；
所述热塑性聚氨酯的熔点为80℃~100℃，熔融指数为40~45g/10min/2.16kg/190℃；
所述环氧类相容剂为聚乙烯端基环氧蜡或环氧官能聚烯烃弹性体。
2.如权利要求1所述的新型热熔胶，其特征在于：所述聚乙烯端基环氧蜡的环氧官能度为0.75~1，所述环氧官能聚烯烃弹性体的环氧官能度为1~1.5。
3.一种新型热熔胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制备尼龙型共聚酰胺，按摩尔百分比计，称取28%~32%的己内酰胺、23%~28%的尼龙66盐及42%~48%的尼龙610盐三种主要原料，以及适量的硬脂酸和水，将其投入到反应釜中，先通氮气抽真空除尽反应釜中的空气，再充入高纯氮气开启搅拌，缓慢升温至250℃，在1.8MPa压力下保温反应2h，然后缓慢减压至常压，并继续减压至0.05MPa脱水1h，然后放料即得；
（2）按质量百分比计，称取上述尼龙型共聚酰胺45%~50%、热塑性聚氨酯34%~37%、环氧类相容剂0.3%~1%、增粘剂10%~15%、填料1%~5%，以及抗氧剂 0.1%~0.3%，将其投入到高速混合机中混合均匀；
（3）将上述混合均匀后的物料，投入到螺杆挤出机中，经共混熔融后挤出，即得新型热熔胶。
4.如权利要求3所述的新型热熔胶的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述硬脂酸的加入量与所述三种主要原料加入量之和的摩尔比为1~1.2:100。
5.如权利要求3所述的新型热熔胶的制备方法，其特征在于：所属步骤（2）中，所述热塑性聚氨酯的熔点为80℃~100℃，熔融指数为40~45g/10min/2.16kg/190℃；所述环氧类相容剂为聚乙烯端基环氧蜡或环氧官能聚烯烃弹性体。
6.如权利要求5所述的新型热熔胶的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯端基环氧蜡的环氧官能度为0.75~1，所述环氧官能聚烯烃弹性体的环氧官能度为1~1.5。
7.一种新型热熔胶膜，其特征在于：以权利要求1~2任一项所述的新型热熔胶为原料，经熔融后通过流延机或热熔涂布设备进行涂布后制得。
8.如权利要求7所述的新型热熔胶膜，其特征在于：所述新型热熔胶膜的厚度为0.1mm。
9.一种新型热熔胶网膜，其特征在于：以权利要求1~2任一项所述的新型热熔胶为原料，通过熔融喷丝成网设备制得。
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