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分享热熔胶膜成分分析,配方生产工艺及技术开发

发布日期:2020-06-01 15:39:19 星期一
摘要:

导语:热熔胶以其无毒、污染小、制备方便等优点已成为胶粘剂市场的发展方向。本文主要介绍了热熔胶的产生背景、分类, […]

导语:热熔胶以其无毒、污染小、制备方便等优点已成为胶粘剂市场的发展方向。本文主要介绍了热熔胶的产生背景、分类,重点介绍了EVA热熔胶配方的组成,以及市场上常见的产品,等,本文中的配方数据已经修改,如果您需要更详细的信息,可以咨询我们的技术工程师。

 

EVA热熔胶广泛应用于机械包装、家具制造、制鞋、无线装订、电子元器件及日用品的粘接。合川化工引进国外高端配方破译技术,专业从事EVA热熔胶的成分分析、配方还原、研发外包服务,为胶粘剂相关企业提供全套配方技术解决方案。

 

一、背景

热熔胶是以热塑性树脂或热塑性弹性体为主要成分,添加增塑剂、增粘树脂、抗氧剂、阻燃剂及填料等成分,经熔融混合而制成的不含溶剂的固体状粘合剂。因其无毒、无环境污染、制备方便等优点成为胶粘剂市场发展的方向,世界年产量一直处于上升趋势,其增长速度在各类胶粘剂中为最高,品种越来越多样化,应用也越来越广泛。

乙烯与醋酸乙烯共聚物( EVA) 热熔胶制备方法简便,广泛应用于机械化包装、家具制作、制鞋、无线装订、电子元件及日常用品粘接,迅速成为热熔胶粘剂中应用最广、用量最大的一种。1960 年由美国杜邦公司首先实现工业生产,命名该商品为Elvax,之后,UCC、USI、Bayer、ICI、Monsanto 等公司相继生产该类产品。

EVA热熔胶凝聚力大,熔融表面张力小,对几乎所有的物质均有热胶接力,且具有优良的耐药品性、热稳定性、耐候性和电气性能,粘接迅速、应用面广、无毒害、无污染等特点而被“绿色胶粘”,引起越来越多的关注。

禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。

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二、EVA热熔胶

2.1 EVA胶黏剂的组成

2.1.1 EVA树脂

EVA热熔胶的主体树脂是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA),由乙烯与醋酸乙烯酯经高压本体聚合法或溶液聚合法制造,一般为无规结构。主体树脂EVA 的分子结构、相对分子质量及其分布等对热熔胶的粘接性能有决定性的影响。

1)醋酸乙烯酯(VA)含量的影响

由于醋酸乙烯酯(VA)是极性基团,随着含量提高,对界面的粘接力增大,柔韧性变好。但VA本身内聚强度较差,且在EVA 强度中居于主导地位,当含量超过一定界限时,粘接强度会下降。VA含量越少,熔点和结晶温度越高;MI越低,熔融黏度越大)。因此,EVA 热熔胶粘接性能的好坏与EVA 中醋酸乙烯酯(VA)含量有关,该EVA 共聚物中,VA含量通常为20%~30%(质量比)。

2)熔融指数的影响

EVA 的熔融指数对热熔胶的粘接有较大的影响,随着熔融指数的提高胶的熔融粘度减小,使得胶的流动性得到改善,得以在基材上较好地铺展,从而使热熔胶与基材之间的接触面积增大。但熔融指数反映是相对分子质量的大小,EVA 的熔融指数过大,亦即相对分子质量过小时,热熔胶本身的内聚强度过小,导致粘接强度下降;当熔融指数过小时,即EVA 相对分子质量较大,其内聚强度虽高,但在基材界面上的润湿、铺展不好,总的粘接强度取决于界面破坏。因此,EVA 的熔融指数影响着热熔胶的粘接强度,熔融指数10~1000g/10min 时具有较好的强度和韧性。

2.1.2 增粘树脂

增黏树脂品种繁多,其主要作用是增加胶粘剂对被粘物的润湿性和结合力,从而提高

其粘接强度。增黏树脂的相对分子质量为10-10 000,软化点为70~150℃。增黏树脂一般分为四类:①松香及其衍生物,如松香甘油酯、松香酚醛树脂等;②萜烯树脂及其改性物;③石油树脂,最重要的是C5和C9树脂及其氢化物、混合物及共聚物等;④氧茚树脂及其氢化物。选择热熔胶用增黏树脂时,要着重考虑其化学组成、软化点、颜色、热稳定性、气味、

相容性和价格等因素。

1)松香树脂

聚合物熔融时粘度大,对被粘材料的浸润性和热粘性不好。增粘剂可以增加胶对基材的润湿性、接合力,降低聚合物熔融粘度,从而提高粘接强度。随着松香加入量的增加, EVA熔胶的粘接性能逐渐提高,但当松香用量超过一定值后,随着加入量的增加粘接性能反而下降。这是由于热熔胶体系的内聚力下降引起的。一般情况下,松香树脂的添加量:EVA总量约为10:6左右。

2.1.3石油树脂

石油树脂没有固定的熔点,其软化点成为决定树脂性能的重要因素,其他物理性质如熔融黏度及其与EVA 的相容性、树脂用量等对EVA 热熔胶的粘接性能有重要影响[2~5]。树脂软化点越高,树脂的内聚强度越强,胶粘剂的持粘强度越高,热熔胶的使用温度也就越高,应用范围越广。在使用时希望增粘树脂的软化点尽量高,但过高的软化点可能会提高树脂的熔融粘度,降低热熔胶的浸润能力,反而不利于热熔胶的初粘。通常,石油树脂的软化点一般在90~110℃之间比较合适。

石油树脂的熔融黏度能够影响EVA热熔胶的熔融黏度,熔融黏度低的热熔胶能够在基材上得以较好地铺展,增大热熔胶与基材之间的接触面积,提高热熔胶对被粘接物的浸润程度,有利于热熔胶与被粘接物间界面强度的提高;但熔融黏度过低,一方面可能会引起热熔胶体系内填料产生沉降造成物料成分分布不均,另一方面可能会造成热熔胶因内聚强度的降低反而不利于粘接。添加的石油树脂熔融粘度以150~250mPa·s为宜。

2.1.4蜡

蜡是最有效的黏度调节剂,主要作用是降低熔融黏度,改善流动性浸润性,提高胶接强度,防止热熔胶结块.增加表面硬度,降低成本。蜡类按照来源可以分为:①动物蜡(如蜂蜡等);②植物蜡(如棕榈蜡等);③矿物蜡(如褐煤蜡等);④石油蜡(如石蜡、微晶蜡等);

⑤合成蜡(如聚乙烯蜡、费托蜡等)。常用的有烷烃石蜡、微晶石蜡。

2.3.1石蜡

石蜡是热熔胶性能最有效的调节剂,石蜡本身的熔融粘度很低,可以降低热熔胶的熔体粘度和表面张力,改善热熔胶对被粘金属、塑料的浸润性和粘附力,从而提高粘接性能。同时石蜡也可以提高热熔胶的浸润性和耐低温性能,降低成本。一般情况下,石蜡的添加量为EVA总量的20%为宜。

2.1.4抗氧剂

抗氧剂的作用是防止热熔胶氧化和热分解。一般认为热熔胶在热环境下使用.或组分(如烷烃石蜡)的热稳定性差时,有必要加入抗氧剂。据最新研究成果表明,加入抗氧剂有助于提升胶的韧性,热稳定性,以及使用寿命。常用的抗氧剂有:2,6一二叔丁基对甲苯酚。

2.1.5填料

填料主要是降低成本,减少热熔胶固化时的收缩性,改变结晶速度,防止透胶,提高热熔胶的耐热性。但是如果热熔胶中的填料用量太多,熔融黏度增高,浸润性和初黏性变差,胶接强度变低。常用填料有:碳酸钙、高龄土、滑石粉、填充碳黑等。

轻质碳酸钙可以作为填料加入EVA 热熔胶,当加入质量分数小于10 %时,可以降低成本;当加入质量分数大于10 %时,剪切强度明显下降。

2.1.6增塑剂

增塑剂的作用是加快熔化速度,降低热熔胶的熔融黏度,提高热熔胶的柔韧性和耐寒性。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二辛酯,邻苯二甲酸二丁酯。

 

三、常见的EVA热熔胶配方参考

3.1配方一:

成分

质量百分比

成分说明

EVA

30-35%

主体树脂

萜烯树脂

6-15%

增粘树脂

C9石油树脂

10-20%

增粘树脂

微晶蜡/石蜡

3-8%

粘度调节剂

邻苯二甲酸二丁酯

1-4%

增塑剂

碳酸钙

25-35%

填料

BHT

0.5-2%

抗氧剂

叔丁基过氧化-2乙基己基碳酸酯

0-1%

主交联剂

气相二氧化硅

0-1%

消光剂

 

3.1配方二:

热塑性弹性体SBS有很多优良特性:拉伸强度高,永久变形小,低温性好等,SBS的加入,有助于EVA类热熔胶提高胶接性能,提高胶黏剂的内聚力。

成分

质量百分比

成分说明

EVA(EVA28/150,)

35-45%

主体树脂

SBS

3-6%

附加主体树脂

萜烯酚醛树脂

25-35%

增粘树脂

聚乙烯蜡

3-6%

粘度调节剂

邻苯二甲酸二丁酯

3-6%

增塑剂

2,6-二叔丁基对甲苯酚

2-4%

抗氧剂

碳酸钙

18-25%

填料

缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷

0-1%

偶联剂

气相二氧化硅

0-1%

消光剂

 

    通过对化工产品的配方分析还原,有利于企业了解现有技术的发展水平,实现知己知彼;有利于在现有产品上进行自主创新,获得知识产权;有利于在生产过程中发现问题、解决问题。通过对化工产品的配方改进,配方研发,可以加快企业产品更新换代的速度,提升市场竞争力,因此,对于化工产品的分析、研发已变得刻不容缓!

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