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分享熱熔膠膜成分分析,配方生產工藝及技術開發

發布日期:2020-06-01 15:39:19 星期一
摘要:

導語:熱熔膠以其無毒、污染小、制備方便等優點已成為膠粘劑市場的發展方向。本文主要介紹了熱熔膠的產生背景、分類, […]

導語:熱熔膠以其無毒、污染小、制備方便等優點已成為膠粘劑市場的發展方向。本文主要介紹了熱熔膠的產生背景、分類,重點介紹了EVA熱熔膠配方的組成,以及市場上常見的產品,等,本文中的配方數據已經修改,如果您需要更詳細的信息,可以咨詢我們的技術工程師。

 

EVA熱熔膠廣泛應用于機械包裝、家具制造、制鞋、無線裝訂、電子元器件及日用品的粘接。合川化工引進國外高端配方破譯技術,專業從事EVA熱熔膠的成分分析、配方還原、研發外包服務,為膠粘劑相關企業提供全套配方技術解決方案。

 

一、背景

熱熔膠是以熱塑性樹脂或熱塑性彈性體為主要成分,添加增塑劑、增粘樹脂、抗氧劑、阻燃劑及填料等成分,經熔融混合而制成的不含溶劑的固體狀粘合劑。因其無毒、無環境污染、制備方便等優點成為膠粘劑市場發展的方向,世界年產量一直處于上升趨勢,其增長速度在各類膠粘劑中為最高,品種越來越多樣化,應用也越來越廣泛。

乙烯與醋酸乙烯共聚物( EVA) 熱熔膠制備方法簡便,廣泛應用于機械化包裝、家具制作、制鞋、無線裝訂、電子元件及日常用品粘接,迅速成為熱熔膠粘劑中應用最廣、用量最大的一種。1960 年由美國杜邦公司首先實現工業生產,命名該商品為Elvax,之后,UCC、USI、Bayer、ICI、Monsanto 等公司相繼生產該類產品。

EVA熱熔膠凝聚力大,熔融表面張力小,對幾乎所有的物質均有熱膠接力,且具有優良的耐藥品性、熱穩定性、耐候性和電氣性能,粘接迅速、應用面廣、無毒害、無污染等特點而被“綠色膠粘”,引起越來越多的關注。

禾川化學技術團隊具有豐富的分析研發經驗,經過多年的技術積累,可以運用尖端的科學儀器、完善的標準圖譜庫、強大原材料庫,徹底解決眾多化工企業生產研發過程中遇到的難題,利用其八大服務優勢,最終實現企業產品性能改進及新產品研發。

樣品分析檢測流程:樣品確認—物理表征前處理—大型儀器分析—工程師解譜—分析結果驗證—后續技術服務。有任何配方技術難題,可即刻聯系禾川化學技術團隊,我們將為企業提供一站式配方技術解決方案!

 

二、EVA熱熔膠

2.1 EVA膠黏劑的組成

2.1.1 EVA樹脂

EVA熱熔膠的主體樹脂是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA),由乙烯與醋酸乙烯酯經高壓本體聚合法或溶液聚合法制造,一般為無規結構。主體樹脂EVA 的分子結構、相對分子質量及其分布等對熱熔膠的粘接性能有決定性的影響。

1)醋酸乙烯酯(VA)含量的影響

由于醋酸乙烯酯(VA)是極性基團,隨著含量提高,對界面的粘接力增大,柔韌性變好。但VA本身內聚強度較差,且在EVA 強度中居于主導地位,當含量超過一定界限時,粘接強度會下降。VA含量越少,熔點和結晶溫度越高;MI越低,熔融黏度越大)。因此,EVA 熱熔膠粘接性能的好壞與EVA 中醋酸乙烯酯(VA)含量有關,該EVA 共聚物中,VA含量通常為20%~30%(質量比)。

2)熔融指數的影響

EVA 的熔融指數對熱熔膠的粘接有較大的影響,隨著熔融指數的提高膠的熔融粘度減小,使得膠的流動性得到改善,得以在基材上較好地鋪展,從而使熱熔膠與基材之間的接觸面積增大。但熔融指數反映是相對分子質量的大小,EVA 的熔融指數過大,亦即相對分子質量過小時,熱熔膠本身的內聚強度過小,導致粘接強度下降;當熔融指數過小時,即EVA 相對分子質量較大,其內聚強度雖高,但在基材界面上的潤濕、鋪展不好,總的粘接強度取決于界面破壞。因此,EVA 的熔融指數影響著熱熔膠的粘接強度,熔融指數10~1000g/10min 時具有較好的強度和韌性。

2.1.2 增粘樹脂

增黏樹脂品種繁多,其主要作用是增加膠粘劑對被粘物的潤濕性和結合力,從而提高

其粘接強度。增黏樹脂的相對分子質量為10-10 000,軟化點為70~150℃。增黏樹脂一般分為四類:①松香及其衍生物,如松香甘油酯、松香酚醛樹脂等;②萜烯樹脂及其改性物;③石油樹脂,最重要的是C5和C9樹脂及其氫化物、混合物及共聚物等;④氧茚樹脂及其氫化物。選擇熱熔膠用增黏樹脂時,要著重考慮其化學組成、軟化點、顏色、熱穩定性、氣味、

相容性和價格等因素。

1)松香樹脂

聚合物熔融時粘度大,對被粘材料的浸潤性和熱粘性不好。增粘劑可以增加膠對基材的潤濕性、接合力,降低聚合物熔融粘度,從而提高粘接強度。隨著松香加入量的增加, EVA熔膠的粘接性能逐漸提高,但當松香用量超過一定值后,隨著加入量的增加粘接性能反而下降。這是由于熱熔膠體系的內聚力下降引起的。一般情況下,松香樹脂的添加量:EVA總量約為10:6左右。

2.1.3石油樹脂

石油樹脂沒有固定的熔點,其軟化點成為決定樹脂性能的重要因素,其他物理性質如熔融黏度及其與EVA 的相容性、樹脂用量等對EVA 熱熔膠的粘接性能有重要影響[2~5]。樹脂軟化點越高,樹脂的內聚強度越強,膠粘劑的持粘強度越高,熱熔膠的使用溫度也就越高,應用范圍越廣。在使用時希望增粘樹脂的軟化點盡量高,但過高的軟化點可能會提高樹脂的熔融粘度,降低熱熔膠的浸潤能力,反而不利于熱熔膠的初粘。通常,石油樹脂的軟化點一般在90~110℃之間比較合適。

石油樹脂的熔融黏度能夠影響EVA熱熔膠的熔融黏度,熔融黏度低的熱熔膠能夠在基材上得以較好地鋪展,增大熱熔膠與基材之間的接觸面積,提高熱熔膠對被粘接物的浸潤程度,有利于熱熔膠與被粘接物間界面強度的提高;但熔融黏度過低,一方面可能會引起熱熔膠體系內填料產生沉降造成物料成分分布不均,另一方面可能會造成熱熔膠因內聚強度的降低反而不利于粘接。添加的石油樹脂熔融粘度以150~250mPa·s為宜。

2.1.4蠟

蠟是最有效的黏度調節劑,主要作用是降低熔融黏度,改善流動性浸潤性,提高膠接強度,防止熱熔膠結塊.增加表面硬度,降低成本。蠟類按照來源可以分為:①動物蠟(如蜂蠟等);②植物蠟(如棕櫚蠟等);③礦物蠟(如褐煤蠟等);④石油蠟(如石蠟、微晶蠟等);

⑤合成蠟(如聚乙烯蠟、費托蠟等)。常用的有烷烴石蠟、微晶石蠟。

2.3.1石蠟

石蠟是熱熔膠性能最有效的調節劑,石蠟本身的熔融粘度很低,可以降低熱熔膠的熔體粘度和表面張力,改善熱熔膠對被粘金屬、塑料的浸潤性和粘附力,從而提高粘接性能。同時石蠟也可以提高熱熔膠的浸潤性和耐低溫性能,降低成本。一般情況下,石蠟的添加量為EVA總量的20%為宜。

2.1.4抗氧劑

抗氧劑的作用是防止熱熔膠氧化和熱分解。一般認為熱熔膠在熱環境下使用.或組分(如烷烴石蠟)的熱穩定性差時,有必要加入抗氧劑。據最新研究成果表明,加入抗氧劑有助于提升膠的韌性,熱穩定性,以及使用壽命。常用的抗氧劑有:2,6一二叔丁基對甲苯酚。

2.1.5填料

填料主要是降低成本,減少熱熔膠固化時的收縮性,改變結晶速度,防止透膠,提高熱熔膠的耐熱性。但是如果熱熔膠中的填料用量太多,熔融黏度增高,浸潤性和初黏性變差,膠接強度變低。常用填料有:碳酸鈣、高齡土、滑石粉、填充碳黑等。

輕質碳酸鈣可以作為填料加入EVA 熱熔膠,當加入質量分數小于10 %時,可以降低成本;當加入質量分數大于10 %時,剪切強度明顯下降。

2.1.6增塑劑

增塑劑的作用是加快熔化速度,降低熱熔膠的熔融黏度,提高熱熔膠的柔韌性和耐寒性。常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二辛酯,鄰苯二甲酸二丁酯。

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三、常見的EVA熱熔膠配方參考

3.1配方一:

成分

質量百分比

成分說明

EVA

30-35%

主體樹脂

萜烯樹脂

6-15%

增粘樹脂

C9石油樹脂

10-20%

增粘樹脂

微晶蠟/石蠟

3-8%

粘度調節劑

鄰苯二甲酸二丁酯

1-4%

增塑劑

碳酸鈣

25-35%

填料

BHT

0.5-2%

抗氧劑

叔丁基過氧化-2乙基己基碳酸酯

0-1%

主交聯劑

氣相二氧化硅

0-1%

消光劑

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3.1配方二:

熱塑性彈性體SBS有很多優良特性:拉伸強度高,永久變形小,低溫性好等,SBS的加入,有助于EVA類熱熔膠提高膠接性能,提高膠黏劑的內聚力。

成分

質量百分比

成分說明

EVA(EVA28/150,)

35-45%

主體樹脂

SBS

3-6%

附加主體樹脂

萜烯酚醛樹脂

25-35%

增粘樹脂

聚乙烯蠟

3-6%

粘度調節劑

鄰苯二甲酸二丁酯

3-6%

增塑劑

2,6-二叔丁基對甲苯酚

2-4%

抗氧劑

碳酸鈣

18-25%

填料

縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷

0-1%

偶聯劑

氣相二氧化硅

0-1%

消光劑

 

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