一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶及其制备方法
阅读说明：本技术 一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶及其制备方法 (Low-temperature-resistant stretchable flexible hot melt adhesive and preparation method thereof ) 是由 刘雄英 于 2021-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶及其制备方法,涉及热熔胶技术领域,其技术方案要点是：由以下重量份的组分组成：基础树脂100份、增粘剂60-80份、调节剂10-20份、塑料助剂2-4份以及填料20-30份；所述基础树脂为丁基橡胶；所述增粘剂为有机硅改性环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物的混合物；所述塑料助剂为紫外光吸收剂。本发明实现了有机硅改性环氧树脂二次改性,有效增强了耐低温热熔胶在低温环境下的柔性和可拉伸性能,具有更广的应用前景；在-50℃情况下仍具有高达260％的拉伸性能。(The invention discloses a low-temperature-resistant stretchable flexible hot melt adhesive and a preparation method thereof, relating to the technical field of hot melt adhesives, and the key points of the technical scheme are as follows: the composition comprises the following components in parts by weight: 100 parts of base resin, 60-80 parts of tackifier, 10-20 parts of regulator, 2-4 parts of plastic additive and 20-30 parts of filler; the base resin is butyl rubber; the tackifier is a mixture of organic silicon modified epoxy resin, polymethyl methacrylate, syndiotactic polystyrene and polyethylene block copolymer; the plastic additive is an ultraviolet absorber. The invention realizes the secondary modification of the organic silicon modified epoxy resin, effectively enhances the flexibility and the stretchability of the low-temperature resistant hot melt adhesive in a low-temperature environment, and has wider application prospect; still have tensile properties of up to 260% at-50 ℃.)
技术领域
本发明涉及热熔胶技术领域，更具体地说，它涉及一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶及其制备方法。
背景技术
热熔胶是一种可塑性的粘合剂，常温呈固体状态，加热融化后能快速粘接，热熔胶已经在许多领域得到了快速发展，尤其在印刷、包装等行业已用热熔胶取代钉装和线装，并开始用于建筑、飞机、舰船和汽车内装饰等领域。而热熔胶随着温度的变化，其性能也在变化，当温度升到一定高温或降到一定低温热熔胶的性能都会降低，对材料的结合强度削弱，最终影响材料的强度，因此对其耐高温、耐低温性能有着较高要求，例如，-30℃下运行的汽车，若其附带的热熔胶耐低温性能较差，则容易出现断裂现象。又例如，低温环境下(-30℃)通过热熔胶带进行管道粘接，若热熔胶耐低温性能较差，则胶带展开则容易断裂。
目前，常见的耐低温热熔胶主要有聚酰胺热熔胶以及以丁基橡胶为基础橡胶制备所制备的热熔胶。以丁基橡胶为基础橡胶制备所制备的热熔胶的主要成份一般还包括增粘树脂、填料、调节剂、抗氧剂，增粘树脂采用石油树脂、松香树脂等；也有部分通过将丁基橡胶与环氧树脂进行混合制备。现有技术中的耐低温热熔胶虽然具有一定的耐低温性能和柔软性，但是随着热熔胶的不断发展，其所应用的环境越来越复杂，所以对耐低温热熔胶提出了更高的要求。
为此，研究设计一种一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶及其制备方法是我们目前急需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶及其制备方法，本发明通过将有机硅改性环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物的混合物作为增粘剂，先通过有机硅改性环氧树脂与丁基橡胶熔融混合，再加入相应的聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物以及紫外光吸收剂，能够与有机硅改性环氧树脂、基础树进行接枝交联，实现了有机硅改性环氧树脂二次改性，有效增强了耐低温热熔胶在低温环境下的柔性和可拉伸性能，具有更广的应用前景。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
第一方面，提供了一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶，由以下重量份的组分组成：基础树脂100份、增粘剂60-80份、调节剂10-20份、塑料助剂2-4份以及填料20-30份；
所述基础树脂为丁基橡胶；
所述增粘剂为有机硅改性环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物的混合物；
所述塑料助剂为紫外光吸收剂。
优选的，所述有机硅改性环氧树脂由双酚基丙烷环氧树脂、二甲聚硅氧烷经过缩合反应制备得到。
优选的，所述增粘剂中有机硅改性环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物的摩尔比为6:3:1。
优选的，所述调节剂为石蜡。
优选的，所述填料为滑石粉。
第二方面，提供了一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶的制备方法，该制备方法应用于第一方面任意一项所述的一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶，包括以下步骤：
S1：按配置的重量份称取各原料，先将基础树脂、有机硅改性环氧树脂加热熔融搅拌混合，再加入部分的填料，持续搅拌混合，得到一级混合料；
S2：向一级混合料中依次加入聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物、紫外光吸收剂，升温搅拌混合，紫外光吸收剂促使聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物同有机硅改性环氧树脂、丁基橡胶接枝交联，降温后得到二级混合料；
S3：向二级混合料中加入调节剂以及剩余部分的填料，搅拌混合，再经过降温，挤出，得到耐低温可拉伸的柔性热熔胶。
优选的，所述填料在S1、S3中添加的比例为7:3。
优选的，所述紫外光吸收剂为有机类紫外吸收剂。
优选的，步骤S1中，所述加热的温度为110℃-120℃，搅拌混合时间为60-100min。
优选的，步骤S2中，所述升温的温度为130℃-150度，搅拌混合时间为60-80min，降温的温度为100-120℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶，线对各个成分之间进行化学成分设计，并通过将有机硅改性环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物的混合物作为增粘剂，先通过有机硅改性环氧树脂与丁基橡胶熔融混合，再加入相应的聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物以及紫外光吸收剂，能够与有机硅改性环氧树脂、基础树进行接枝交联，实现了有机硅改性环氧树脂二次改性，有效增强了耐低温热熔胶在低温环境下的柔性和可拉伸性能，具有更广的应用前景；
2、本发明提供的一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶的制备方法，对丁基橡胶与有机硅改性环氧树脂，以及聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物进行分配融合，同时在前后两次融合过程加入相应比例的填料，能够有效提升所制备耐低温热熔胶粘性的均匀度，在-50℃情况下仍具有高达260％的拉伸性能。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和对比例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶，由以下重量份的组分组成：丁基橡胶100份、有机硅改性环氧树脂36份、聚甲基丙烯酸甲酯18份、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物6份、石蜡10份、有机类紫外光吸收剂2份以及滑石粉20份。
在本实施例中，有机硅改性环氧树脂由双酚基丙烷环氧树脂、二甲聚硅氧烷经过缩合反应制备得到。
上述柔性热熔胶的制备方法包括以下步骤：
S1：按配置的重量份称取各原料，先将基础树脂、有机硅改性环氧树脂加热至110℃-120℃，熔融搅拌混合60-100min，再加入70％的填料，持续搅拌混合，得到一级混合料；
S2：向一级混合料中依次加入聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物、紫外光吸收剂，升温至130℃-150度，搅拌混合60-80min，紫外光吸收剂促使聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物同有机硅改性环氧树脂、丁基橡胶接枝交联，降温至100-120℃后得到二级混合料；
S3：向二级混合料中加入调节剂以及剩余30％的填料，搅拌混合，再经过降温，挤出，得到耐低温可拉伸的柔性热熔胶。
实施例2
一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶，由以下重量份的组分组成：丁基橡胶100份、有机硅改性环氧树脂48份、聚甲基丙烯酸甲酯24份、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物8份、石蜡20份、有机类紫外光吸收剂4份以及滑石粉30份；
在本实施例中，有机硅改性环氧树脂由双酚基丙烷环氧树脂、二甲聚硅氧烷经过缩合反应制备得到。
上述柔性热熔胶的制备方法包括以下步骤：
S1：按配置的重量份称取各原料，先将基础树脂、有机硅改性环氧树脂加热至110℃-120℃，熔融搅拌混合60-100min，再加入70％的填料，持续搅拌混合，得到一级混合料；
S2：向一级混合料中依次加入聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物、紫外光吸收剂，升温至130℃-150度，搅拌混合60-80min，紫外光吸收剂促使聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物同有机硅改性环氧树脂、丁基橡胶接枝交联，降温至100-120℃后得到二级混合料；
S3：向二级混合料中加入调节剂以及剩余30％的填料，搅拌混合，再经过降温，挤出，得到耐低温可拉伸的柔性热熔胶。
实施例3
一种耐低温可拉伸的柔性热熔胶，由以下重量份的组分组成：丁基橡胶100份、有机硅改性环氧树脂42份、聚甲基丙烯酸甲酯21份、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物7份、石蜡15份、有机类紫外光吸收剂3份以及滑石粉25份；
在本实施例中，有机硅改性环氧树脂由双酚基丙烷环氧树脂、二甲聚硅氧烷经过缩合反应制备得到。
上述柔性热熔胶的制备方法包括以下步骤：
S1：按配置的重量份称取各原料，先将基础树脂、有机硅改性环氧树脂加热至110℃-120℃，熔融搅拌混合60-100min，再加入70％的填料，持续搅拌混合，得到一级混合料；
S2：向一级混合料中依次加入聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物、紫外光吸收剂，升温至130℃-150度，搅拌混合60-80min，紫外光吸收剂促使聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物同有机硅改性环氧树脂、丁基橡胶接枝交联，降温至100-120℃后得到二级混合料；
S3：向二级混合料中加入调节剂以及剩余30％的填料，搅拌混合，再经过降温，挤出，得到耐低温可拉伸的柔性热熔胶。
对比例1
丁基橡胶100份、有机硅改性环氧树脂70份、石蜡15份、264抗氧剂3份以及滑石粉25份。
其制备方法为：按配置的重量份称取各原料，将所有原料加热至110-150℃熔融后，搅拌混合2-3h，再经过降温，挤出，得到相应的热熔胶。
对比例2
丁基橡胶100份、有机硅改性环氧树脂70份、石蜡15份、有机类紫外光吸收剂3份以及滑石粉25份。
其制备方法为：按配置的重量份称取各原料，将所有原料加热至110-150℃熔融后，搅拌混合2-3h，再经过降温，挤出，得到相应的热熔胶。
对比例3
丁基橡胶100份、有机硅改性环氧树脂42份、聚甲基丙烯酸甲酯21份、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物7份、石蜡15份、264抗氧剂3份以及滑石粉25份。
其制备方法为：按配置的重量份称取各原料，将所有原料加热至110-150℃熔融后，搅拌混合2-3h，再经过降温，挤出，得到相应的热熔胶。
实验测试
通过对实施例1-3以及对比例1-3所制备的热熔胶分别以行业通用标准进行粘接力(GB/T 2971)、低温柔软性以及断裂伸长率进行测试，如ASTM D638。其测试结果如表1所示。其中，低温柔软性测试为以无拉伸状态出现断裂的极限温度值。断裂伸长率为-50℃温度下的拉伸伸长率。
表1
由对比例1与对比例2可知，有机类紫外光吸收剂和264抗氧剂两者之间对于丁基橡胶、有机硅改性环氧树脂之间的融合得到的热熔胶的粘接力、低温柔软性、断裂伸长率无明显差异。
由对比例3与对比例1、对比例2可知，丁基橡胶、有机硅改性环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物的融合，在一定程度上提升了低温柔软性和断裂伸长率，但在同等成分含量下粘接力无明显差异。
由实施例1-3以及对比例1-3可知，在有机类紫外光吸收剂的作用下，可有效促进丁基橡胶与有机硅改性环氧树脂同聚甲基丙烯酸甲酯与间规聚苯乙烯与聚乙烯嵌段共聚物之间接枝交联，实现了有机硅改性环氧树脂的二次改性处理，本发明提供的耐低温热熔胶在-50℃情况下仍具有250-260％的拉伸性能。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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