文/劉曉龍,撫順齊隆化工有限公司
石油樹脂是以C5和C9餾分為原料,經(jīng)陽離子聚合得到的低分子聚合物。石油樹脂大致可以分為C5樹脂、C9樹脂、C5-C9共聚樹脂、DCPD脂和加氫改性樹脂五大類。
軟化點是衡量樹脂性能的最重要指標之一,工業(yè)上最常用的軟化點為90~110℃。石油樹脂的另一個重要特性是分子量和分子量分布。石油樹脂的相對密度為0.970~0.975g/cm3,具有酸值低、粘合性好、耐水和耐化學品等特性,并有調(diào)節(jié)粘性和熱穩(wěn)定性好等特點。因此,石油樹脂正逐步取代松香樹脂、萜烯樹脂等天然樹脂用作熱熔膠中的增粘劑,起到改進浸潤性、提高粘合性的作用。
EVA具有優(yōu)異的黏結(jié)性、柔軟性、加熱流動性和耐寒性,其凝聚力大,熔融表面張力小,幾乎對所有的物質(zhì)均有黏結(jié)力,耐藥品性、熱穩(wěn)定性、耐候性和電氣性能較優(yōu)。
專利CN102653666A公布了一種熱熔膠,該熱熔膠包括以下組分(質(zhì)量份):EVA 5~10份;增粘劑2~6份;稀釋劑5~10份;抗氧劑0.5~1.5份;增塑劑0.5~1.5份。其中EVA含有20%~30%的乙酸乙烯酯單體;增黏劑是松香樹脂、石油樹脂、萜烯樹脂;稀釋劑是蠟、低分子聚烯烴,蠟是微品蠟;抗氧劑是酚類抗氧劑;增塑劑是鄰苯二甲酸二環(huán)已酯。
SIS的模量低、熔融黏度小、具有良好的加工性能、黏附性能、內(nèi)聚力,制備的熱熔膠透明度更高、黏度更強。
專利US 5939483公布了一種耐熱、耐寒性能優(yōu)越的熱熔膠配方,在配方中,SIS占比10%~40%,增粘樹脂25%~60%,增塑劑5%~25%,蠟10%~40%。增粘樹脂可以選松香樹脂以及烷烴、環(huán)烷烴、芳烴石油樹脂;增塑劑可選環(huán)烷油、石蠟油等;蠟可選石蠟、微晶蠟、高熔點合成蠟等。
SBS具有良好的彈性、抗滑性和耐磨性且與許多聚合物相容,加入樹脂可以降低其熔融粘度,非常適合制備熱熔膠。
荊鵬等人采用氫化C5石油樹脂作為熱熔膠的增黏劑,SBS為增韌劑,同時還加入了增塑劑和少量的抗氧劑和防老劑等制備了環(huán)保型熱熔壓敏膠。實驗表明:當氫化C5樹脂的質(zhì)量分數(shù)為40%,增塑劑為35%,SBS為20%,抗氧劑和防老劑等助劑為5%時,該環(huán)保型熱熔膠的性能達到了行業(yè)標準。
石油樹脂軟化點對熱熔膠有很大影響。軟化點越高,樹脂的內(nèi)聚強度越強,膠粘劑的持粘強度也就越高,熱熔膠的使用溫度也就越高,應(yīng)用范圍越廣;但過高的軟化點可能會提高樹脂的熔融粘度,降低了熱熔膠的浸潤能力,反而不利于熱熔膠的粘接。此外,軟化點對熱熔膠的固化速度以及施膠速度也有很大影響。軟化點過高還容易引起熱熔膠的硬化和結(jié)皮。
相容性是影響熱熔膠粘接強度的重要因素,相容性好的增粘樹脂與彈性體可使膠體的儲能膜量下降,使膠體與被粘物充分粘合;兩者若不相容,則使膠體的儲能膜量升高從而降低熱熔膠與被粘物的粘合作用。極性相同、相對分子質(zhì)量相近則相容性好。在制備熱熔膠時,石油樹脂與彈性體之間若不相容或者相容性很差,很容易引起熱熔膠初粘強度、持粘強度和180°剝離強度三者同時降低,從而使得石油樹脂并不能在其中起到增粘的作用。
熔融粘度低的熱熔膠能夠在基材上得以較好地鋪展,增大了熱熔膠與基材之間的接觸面積,提高了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;但熔融粘度過低,一方面可能會引起熱熔膠體系內(nèi)填料產(chǎn)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(nèi)聚強度的降低反而不利于粘接。
目前,石油樹脂正向著淡色化、專業(yè)化、多用途化等方向發(fā)展。我國增粘樹脂長期以來一直以松香樹脂和萜烯樹脂為主,而石油樹脂發(fā)展緩慢,相容性、軟化點等主要質(zhì)量指標與國外同類產(chǎn)品之間還有一定差距。因此,應(yīng)努力開發(fā)新型改性劑,以制備出色度更低、軟化點更高、適用范圍更廣的C5樹脂;加大對C9餾分的精餾程度、改善C9樹脂的色度,從而得到質(zhì)優(yōu)價廉的C9和C5-C9樹脂,以滿足我國對熱熔膠用石油樹脂日益增長的需要。
[1]王英龍.石油樹脂生產(chǎn)及應(yīng)用研究進展[J].青島科技大學學報,2003,24(9):65-69.
[2]李成貴,劉栓祥.國內(nèi)外石油樹脂發(fā)展態(tài)勢分析及建議[J].石化技術(shù)與應(yīng)用.2001,5(19):26-27.
[3]曾維松.一種制備熱熔膠的方法[P].中國專利 102653666A,2012-09-05.
[4]Ryan Lisa,Rouyer Alan,ParienEmmauelle,etal.Low Appl ication Temperature Hot Melt With Excellent Heatand Cold Resist ance[P]US 5939483A,1999-01-17.
[5]荊鵬,劉峰,王曉蕾,等.環(huán)保型熱熔壓敏膠的制備[J].化學與黏合,2011,33(01):67-70.
[6]石軍,李建穎.熱熔膠膠黏劑[M].北京:化學工業(yè)出版社,2002:33-34.
[7]李明,徐秀雯,李琴,等.增粘樹脂對聚丙烯酸酯壓敏膠粘合性能的影響[J].中國膠黏劑,1998.8(5):27-29.