聚乙烯专用溶剂型热熔胶的研制

摘要

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。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 热熔胶概述

1．1．1 热熔胶的特点及应用

1．1．2 热熔胶的发展概况

1．1．3 热熔胶的组成

1．1．4 热熔胶的粘接原理

1．1．5 热熔胶分子结构与性能的关系

1．2 溶剂型热熔胶简介

1．3 聚乙烯的粘接

1．3．1 聚乙烯难粘原因

1．3．2 聚乙烯粘接技术

1．4 EEA热熔胶简介

1．5 课题研究意义与目的

第二章 聚乙烯用溶剂型热熔胶的组分选择与配方设计

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验仪器

2．2．3 热熔胶液的配制

2．2．4 测试与表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 基体树脂的表征和选择

2．3．2 增黏剂的表征及种类、用量选择

2．3．3 蜡类的表征及种类、用量选择

2．3．4 各组分选择及配制结果

2．4 本章小结

第三章 EEA的水解反应及产物对PE粘接性能研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 实验仪器

3．2．3 EEA的水解

3．2．4 测试与表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 EA含量红外光谱工作曲线的建立

3．3．2 水解产物的红外和核磁表征

3．3．3 反应条件对水解度的影响

3．3．4 水解产物的接触角测量

3．3．5 水解产物的热稳定性测试

3．3．6 水解产物对PE的粘接强度测试

3．3．7 EEA与EAA共混体系对PE的粘接性能

3．4 本章小结

第四章 EEA接枝马来酸酐的研制及产物对PE粘接性能研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料

4．2．2 实验仪器

4．2．3 EEA-g-MAH的合成与纯化

4．2．4 测试与表征

4．3 结果与讨论

4．3．1 接枝产物的红外和核磁表征

4．3．2 影响接枝产物粘接强度各因素的较优水平

4．3．3 接枝产物接枝率与剥离强度的关系

4．3．4 反应条件对接枝率及接枝产物粘接强度的影响

4．3．5 接枝产物的热稳定性测试

4．3．6 接枝产物的溶解性能测试

4．4 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

硕士期间论文发表情况

致谢