CN103045111A - 一种用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶及其制备方法。本发明所述的聚酯热熔胶，其由胶膜层组成，或者由基材层和包覆在基材层上的胶膜层组成，所述胶膜层是用以重量百分比计25%-60%共聚聚酯、15%-50%的第二聚合物基体，5%-15%的聚酯多元醇，5%-30%的增黏树脂；0-15%的填料；0-8%的功能助剂在120-200℃熔融挤出造粒，再通过流延机流延或热熔涂布设备进行涂布，制成热熔胶膜。本发明制备的聚酯热熔胶膜为热塑性粘接剂，厚度均匀，粘合工艺简单，粘接速度快；胶膜的模切加工性能好，可以裁剪成特定形状；粘接强度大，能耐水、耐湿热、耐高低温老化，粘接力持久。

Description

一种用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶

 

技术领域

本发明涉及一种热熔胶粘结剂，具体涉及一种用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶及其制备方法，主要应用于聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯（PC）、丁二烯-丙烯腈-苯乙烯共聚物(ABS)等极性聚合物与不锈钢、镀锌钢、铁、铝、铜、钛合金等金属材料的粘接复合。

 

背景技术

共聚聚酯是由多元酸（酯）和多元醇经过酯化反应、酯交换反应和缩聚反应制得的饱和线型热塑性树脂，主要原料是二元羧酸(酯)和二元醇。常用的二元羧酸(酯)有对苯二甲酸及其二甲酯、间苯二甲酸及其二甲酯、癸二酸、氢化间苯二甲酸等；常用的二元醇有乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇等。根据对聚酯熔点高低、粘接强度大小、胶柔韧性的不同要求，可选用不同的二元羧酸和二元醇及摩尔比。聚酯热熔胶因其具有固化速度快、粘接强度高、粘接范围广、环保无毒等优点，成为电子行业、汽车行业中等极性聚合物与金属材料粘接的重要胶粘剂之一。但是，国产的共聚聚酯存在结晶度高、浸润性差等缺点，只适用于服装、地毯、车辆内装饰等低端产品，无法满足电子行业、汽车行业粘接的要求，即不能用于聚合物与金属的粘结。

目前通过共混或共聚改性是调节共聚聚酯结晶度是业界常用的方法，专利号为US3329740的美国专利报道了一种用于粘接金属片制造金属罐的聚酯热熔胶，发明人在高结晶的共聚聚酯热熔胶中引入了10%-30%的非晶的聚酚氧树脂，通过无定形的聚酚氧树脂与聚酯共混，聚酚氧树脂的芳香环链结构单元与共聚酯的链结构单元长度不一致，聚酚氧芳香环的位阻作用，破坏了共聚酯分子链的有序排列，从而有序降低了聚酯的结晶度，同时聚酚氧树脂中大量羟基的引入，提高了聚酯对金属基材上的浸润性。聚酚氧树脂虽然能破坏共聚聚酯的结晶性，但其自身的极性大，改性后的聚酯热熔胶对弱极性聚合物粘接性能差，无法满足极性聚合物和金属材料粘接的要求。

 

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，提供一种结晶度低、浸润性能强、粘接迅速、粘接力高、综合性能优良的聚酯热熔胶膜，主要应用于聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯（PC）、丁二烯-丙烯腈-苯乙烯共聚物(ABS)等极性聚合物与不锈钢、镀锌钢、铁、铝、铜、钛合金等金属材料的粘接复合，

本发明的另一目的在于提供一种用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶的制备方法。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案如下：

一种用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，其由胶膜层组成，或者由基材层和包覆在基材层上的胶膜层组成，所述胶膜层是用以重量百分比计的以下原料制备而成：

25%-60%共聚聚酯，其中共聚聚酯的熔点为90-200℃，重均分子量在20000以上；

15%-50%的第二聚合物基体，所述第二基体为聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶、马来酸酐接枝乙丙橡胶、聚乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸酯类化合物、聚氨酯中一种或两种以上共混；

5%-15%的聚酯多元醇，其重均分子量为1000-20000；

5%-30%的增黏树脂；

0-15%的填料；

0-8%的功能助剂；

上述原料的重量百分比之和为100%。其中，第二聚合物基体为弱极性弹性体，与共聚聚酯有一定的相容性，一定程度破坏共聚聚酯的结晶性，同时提高聚酯热熔胶与聚合物基材的相容性。聚酯多元的主要作用是破坏共聚聚酯的结晶性。本发明人研究发现第二聚合物基体和聚酯多元醇的共同作用，能够将破坏共聚聚酯的结晶性和提高与极性聚合物基材粘接相容性的作用发挥到最好的效果。

为了应用的需要，优选的方案中，本发明所述聚酯热熔胶的总厚度为0.03-2mm。

为了降低热熔胶膜产品的收缩率，本发明在胶膜内部嵌有基材层，所述基材层为丙纶无纺布、涤纶无纺布、锦纶无纺布、氯纶纤维无纺布、腈纶纤维无纺布、玻璃纤维无纺布、陶瓷纤维无纺布、金属纤维无纺布、碳纤维无纺布中的一种；为了保证热熔胶膜产品不收缩，并且防止热熔胶的厚度过后而导致使用不便，优选的方案中，其厚度为0.01-1mm。

为了防止胶膜收卷后粘结到一起，优选的方案中，本发明所述的聚酯热熔胶还包括分别位于胶膜层上下表面的离型层。

所述的聚乙烯-丙烯酯共聚物为聚乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物、聚乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐共聚物、聚乙烯-丙烯酸丁酯-马来酸酐共聚物中的一种或两种以上混合；所述聚丙烯酸酯类化合物为以丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯为单体聚合得到的均聚物或共聚物中的一种或两种以上混合。

所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇丁二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己内酯、聚碳酸酯二元醇中的一种。

所述的增黏剂为石油树脂、松香树脂、聚合松香、马来松香、松香甘油酯、氢化松香甘油酯、季戊四醇松香酯、氢化季戊四醇松香酯、 丙烯酸改性松香、松香改性酚醛树脂、松香改性二甲苯树脂、萜烯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、萜烯-酚醛树脂、聚α-甲基苯乙烯树脂中一种或两种以上混合。

所述填料为碳酸钙、硫酸钡、高岭土、滑石粉、凹凸棒土、空心微珠、玻璃纤维、云母粉、二氧化钛、石墨粉、白炭黑、炭黑中的一种或两种以上混合。

所述的功能助剂为抗氧剂、热稳定剂、偶联剂、增塑剂中一种或两种以上混合。

一种用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶的制备方法，其包括以下步骤：将本发明的原料按照其配比在120-200℃熔融挤出造粒，再通过流延机流延或热熔涂布设备进行涂布，制成热熔胶膜。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明制备的聚酯热熔胶膜为热塑性粘接剂，厚度均匀，粘合工艺简单，粘接速度快；胶膜的模切加工性能好，可以裁减成特定形状；粘接强度大，能耐水、耐湿热、耐高低温老化，粘接力持久。

下面结合具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。

 

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例。

实施例1

将25%的熔点为100-125℃的共聚聚酯（沧州化工实验有限责任公司，CO-PES 901）、30%的马来酸酐接枝聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、5%的分子量为3000的聚己二酸丁二醇酯、30%的聚合松香、9.5%的碳酸钙、0.5%的抗氧剂1010（四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯）用高速混合机进行混合，用挤出机在160℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.10mm厚的热熔胶膜。考察胶膜在132℃复合PVC/铝、ABS/不锈钢、PC/铜的180°剥离强度，具体测试结果见表1。

实施例2

将35%的熔点为114-143℃的共聚聚酯(上海天洋热熔胶有限公司，PES 3140)、30%的马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯共聚物、15%的聚乙烯-辛烯共聚物、15%的分子量为5000的聚己内酯、5%的马来松香用高速混合机进行混合，用挤出机在165℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.10mm厚的热熔胶膜。考察胶膜在150℃复合PVC/铝、ABS/不锈钢、PC/铜的180°剥离强度，具体测试结果见表1。

实施例3

将60%的熔点为95-120℃的共聚聚酯(沧州化工实验有限责任公司，CO-PES 9011)、15%的聚乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、8%的分子量为8000的聚丙烯酸酸丁酯、12%的松香甘油酯、5%的滑石粉用高速混合机进行混合，用挤出机在150℃挤出造粒，再通过流延机拉伸、牵引、收卷，制成0.10mm厚的热熔胶膜。考察胶膜在132℃复合PVC/铝、ABS/不锈钢、PC/铜的180°剥离强度，具体测试结果见表1。

实施例4

将40%的熔点为105-115℃的共聚聚酯(上海远智热熔胶有限公司，Y1201g)、25%的聚乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、12%的分子量为3000的聚己二酸乙二醇丁二醇酯、18%的季戊四醇松香酯、5%的固体环氧树脂用高速混合机进行混合，用挤出机在150℃挤出造粒，再通过热熔涂布制成0.10mm厚的热熔胶膜。考察胶膜在138℃复合PVC/铝、ABS/不锈钢、PC/铜的180°剥离强度，具体测试结果见表1。

实施例5

将45%的熔点为125-135℃的共聚聚酯(上海远智热熔胶有限公司，Y1202g)、20%的聚酯型聚氨酯、10%的分子量为5000的聚酯型聚氨酯预聚物、10%的萜烯-酚醛树脂、15%的经过2%γ-氨丙基三乙氧基硅烷处理的气相白炭黑用高速混合机进行混合，用挤出机在150℃挤出造粒，再通过热熔涂布制成0.10mm厚的热熔胶膜。考察胶膜在138℃复合PVC/铝、ABS/不锈钢、PC/铜的180°剥离强度，具体测试结果见表1。

实施例6

将50%的熔点为104-125℃的共聚聚酯(上海天洋热熔胶有限公司，PES 3110)、20%的聚乙烯-丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物、8%的分子量为10000的丙烯酸酯橡胶、22%的氢化松香甘油酯用高速混合机进行混合，用挤出机在160℃挤出造粒，在厚度为0.08mm的玻璃纤维无纺布的两面流延胶膜，得到总厚度为0.15mm的带无纺布骨架的热熔胶膜。考察胶膜在138℃复合PVC/铝、ABS/不锈钢、PC/铜的180°剥离强度，具体测试结果见表1。

实施例7

将30%的熔点为105-132℃的共聚聚酯(沧州化工实验有限责任公司，CO-PES 9012)、25%的马来酸酐接枝聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、25%的聚乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐共聚物、5%的分子量为1000的聚碳酸酯二元醇、15%的松香改性酚醛树脂用高速混合机进行混合，用挤出机在160℃挤出造粒，在厚度为0.08mm的丙纶纤维无纺布的两面涂布，得到总厚度为0.15mm、带无纺布骨架的热熔胶膜。考察胶膜在138℃复合PVC/铝、ABS/不锈钢、PC/铜的180°剥离强度，具体测试结果见表1。

实施例8

将35%的熔点为102-124℃的共聚聚酯(上海天洋热熔胶有限公司，PES 3115)、15%的丙烯酸酯橡胶、15%的聚乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、10%的分子量为4000的聚己二酸己二醇酯、10%的酚醛树脂、15%的萜烯酚醛树脂用高速混合机进行混合，用挤出机在160℃挤出造粒，热熔涂布得到厚度为0.07mm的热熔胶膜，将两层胶膜贴合在厚度为0.08mm的碳纤维无纺布的两面，经过150℃的热辊复合，得到总厚度为0.17mm、带无纺布骨架的热熔胶膜。考察胶膜在138℃复合PVC/铝、ABS/不锈钢、PC/铜的180°剥离强度，具体测试结果见表1。

表1  聚酯热熔胶膜对不同基材的粘接强度

从上述表中显示的实施例1-8制备的热熔胶膜的各项性能指标可知，本发明涉及到的用于极性聚合物与金属粘接的聚酯热熔胶膜具有粘接强度高、稳定持久性好的优点。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，其特征在于：其由胶膜层组成，或者由基材层和包覆在基材层上的胶膜层组成；所述胶膜层是用以重量百分比计的以下原料制备而成：

25%-60%共聚聚酯，其中共聚聚酯的熔点为90-200℃，重均分子量在20000以上；

15%-50%的第二聚合物基体，所述第二基体为聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶、马来酸酐接枝乙丙橡胶、聚乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸酯类化合物、聚氨酯中一种或两种以上共混；

5%-15%的聚酯多元醇，其重均分子量为1000-20000；

5%-30%的增黏树脂；

0-15%的填料；

0-8%的功能助剂；

上述原料的重量百分比之和为100%。

2.根据权利要求1所述的用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，其特征在于：所述聚酯热熔胶的总厚度为0.03-2mm。

3.根据权利要求1所述的用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，其特征在于：所述基材层为丙纶无纺布、涤纶无纺布、锦纶无纺布、氯纶纤维无纺布、腈纶纤维无纺布、玻璃纤维无纺布、陶瓷纤维无纺布、金属纤维无纺布、碳纤维无纺布中的一种，其厚度为0.01-1mm。

4.根据权利要求1所述的用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，其特征在于：其还包括分别位于胶膜层上下表面的离型层。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，其特征在于：所述的聚乙烯-丙烯酯共聚物为聚乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯-丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物、聚乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐共聚物、聚乙烯-丙烯酸丁酯-马来酸酐共聚物中的一种或两种以上混合；所述聚丙烯酸酯类化合物为以丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯为单体聚合得到的均聚物或共聚物中的一种或两种以上混合。

6.根据权利要求1-4任一项所述的用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，其特征在于：所述聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇丁二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己内酯、聚碳酸酯二元醇中的一种。

7.根据权利要求1-4任一项所述的用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，其特征在于：所述的增黏剂为石油树脂、松香树脂、聚合松香、马来松香、松香甘油酯、氢化松香甘油酯、季戊四醇松香酯、氢化季戊四醇松香酯、 丙烯酸改性松香、松香改性酚醛树脂、松香改性二甲苯树脂、萜烯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、萜烯-酚醛树脂、聚α-甲基苯乙烯树脂中一种或两种以上混合。

8.根据权利要求1-4任一项所述的用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，其特征在于：所述填料为碳酸钙、硫酸钡、高岭土、滑石粉、凹凸棒土、空心微珠、玻璃纤维、云母粉、二氧化钛、石墨粉、白炭黑、炭黑中的一种或两种以上混合。

9.根据权利要求1-4任一项所述的用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶，其特征在于：所述的功能助剂为抗氧剂、热稳定剂、偶联剂、增塑剂中一种或两种以上混合。

10.一种用于极性聚合物与金属粘结的聚酯热熔胶的制备方法，其包括以下步骤：将权利要求1中的原料按照其配比在120-200℃熔融挤出造粒，再通过流延机流延或热熔涂布设备进行涂布，制成热熔胶膜。