聚乙烯专用溶剂型热熔胶的研制

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热熔胶相比于其他胶黏剂优点突出,应用广泛。而随着各种新型产业的发展,尤其是热转印行业,对热熔胶品种需求扩大,溶剂型热熔胶应运而生,其中聚乙烯(PE)作为应用最为广泛的难粘通用塑料,其许多制品对溶剂型热熔胶存在需求。但目前我国对溶剂型热熔胶的研发投入少,产品多依赖进口,价格偏高,且依然存在对PE粘接针对性不足,粘接强度较低等问题。本文以乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)为主体材料,对其进行物理和化学改性,致力于研制出对PE具有较高粘接强度的溶剂型热熔胶黏剂配方。  首先,本文对EEA、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、马来酸酐改性聚乙烯(PE-g-MAH)等几种基体树脂进行比较和选择,在此基础上考察了氢化松香季戊四醇酯、C5石油树脂、萜烯树脂、C9石油树脂4种增黏剂,以及固体石蜡、高熔点微晶蜡2种蜡的用量对EEA热熔胶液性能的影响,从而得到性能较优的PE用溶剂型EEA热熔胶,其粘接PE的剥离强度可达27.0 N/25mm。所得热熔胶配方如下:EEA70914.5%(质量百分比,下同),氢化松香季戊四醇酯3.8%,C5石油树脂6.2%,固体石蜡0.2%,气相法二氧化硅0.3%,甲苯75%。  其次,通过高分子化学反应,在碱性条件下水解EEA,对水解产物进行了红外及核磁表征,得到具有两亲性质的乙烯-丙烯酸乙酯-丙烯酸(E-EA-AA)三元共聚物。研究了反应时间、温度、氢氧化钠和EA单元摩尔比、甲苯和乙醇添加量等条件对EEA水解度的影响。TGA结果显示EEA水解后热稳定性提高;接触角测试结果表明随着水解度增大,与水的接触角减小,即亲水性提高;粘接PE的剥离强度测试结果反映出在熔融指数较大的EEA709上适当引入羧基基团有助于提高树脂对PE的粘接强度。EEA709化学改性得到的EA、丙烯酸单元(AA)质量含量分别在22.6%和4.6%左右的E-EA-AA的溶解性和剥离强度均优于EEA709与EAA5980I物理共混体系的,可用于配制PE用溶剂型热熔胶。  最后,为进一步制得对PE具有更高粘接强度的改性树脂,以BPO为引发剂,顺酐(MAH)为接枝单体,对EEA709进行了接枝改性,并对接枝产物进行了红外和核磁表征,确定合成了EEA-g-MAH。通过正交试验和单因素实验分析,得到接枝产物对PE粘接强度最大时的较优反应条件为MAH、BPO用量分别为EEA质量的30%、2%,在90℃下反应5h。探讨了接枝产物粘接PE的剥离强度与接枝率的关系,发现接枝率在1.6%左右时,剥离强度最大。考察了MAH用量、BPO用量、温度、时间对接枝率及接枝产物对PE的粘接强度影响情况。TGA测试结果显示EEA-g-MAH的热稳定性略高于EEA;溶解性能测试结果表明当接枝率低于1.7%时,接枝产物在甲苯中溶解性能良好,可用于配制溶剂型热熔胶,且在不添加其他助剂情况下,粘接PE的最大剥离强度可达25.7 N/25mm。
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