CN101705063A

CN101705063A - 一种铝塑板高分子粘合树脂及其制备方法

Info

Publication number: CN101705063A
Application number: CN200910198797A
Authority: CN
Inventors: 张发饶
Original assignee: Individual
Current assignee: Ningbo Nengzhiguang New Materials Polytron Technologies Inc
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2029-11-13
Also published as: CN101705063B

Abstract

本发明涉及一种铝塑板高分子粘合树脂，包括如下组分：基体树脂A、分散剂、粘合树脂相容剂、抗氧剂、增粘树脂、紫外线吸收剂、无机填料以及其他助剂；其制备包括：将马来酸酐和丁酮搅拌溶解，加入苯乙烯和促进剂，搅拌后得透明混合液；将基体树脂B与透明混合液于140-185℃下，进行共混反应挤出切粒，得到粘合树脂相容剂；根据配方将各组分混合均匀，经双螺杆挤出机进行熔融反应挤出、造粒，制得铝塑板高分子粘合树脂产品颗粒。该铝塑板高分子粘合树脂具有粘结性好，易加工，成膜性好，力学性能优良等优点；且制备方法耗时短，生产效率高，使用方便，节约能耗，适合工业化生产，在制备铝塑料板产品的工艺中具有良好的应用前景。

Description

一种铝塑板高分子粘合树脂及其制备方法

技术领域

本发明属高分子粘合树脂及其制备领域，特别是涉及一种铝塑板高分子粘合树脂及其制备方法。

背景技术

铝塑板作为一种极富现代气息、色彩丰富、轻质耐用的新型装饰材料正在迅速走进我们的生活，它已被广泛应用于各种建筑装饰上，如天花板、包柱、柜台、家具、电话亭、电梯、店面、广告牌、防尘室壁材、厂房壁材等，已经成为三大幕墙中(天然石材、玻璃幕墙、金属幕墙)金属幕墙的代表。

铝塑板是由经过表面处理并涂装烤漆的铝板作为表层，聚乙烯塑胶板作为芯层，经过一系列工艺过程加工复合而成。铝塑板的制造主要有两大生产工艺：一种是冷复合生产工艺，另一种是热复合工艺。热复合工艺因其生产的产品剥离强度高，不易产生铝塑分离，板形平整，寿命长，已成为目前较先进的工艺，是铝塑板行业的发展趋势。但是由于聚乙烯难以与铝板直接粘接，因此要采用一层粘接层，通常使用一种特殊的塑料膜，这种膜具有两面性，一面能与金属铝粘接，另一面能与聚乙烯粘接。铝塑板高分子粘接膜是制备高质量铝塑板的关键因素之一。而目前这种铝塑板专用高分子粘接膜主要还是依靠进口，国内市场上的相关产品主要来自美国杜邦公司，韩国SK公司和日本三井化学公司等。

铝塑板高分子粘接膜产品依赖于从国外进口，其存在价格昂贵、供货周期长等不足，于是使得铝塑板生产厂家生产制造成本上升，产品竞争力下降。目前国内也有很多厂商也在研制铝塑板高分子粘接膜，如广州鹿山化工材料有限公司，柏晨高分子新材料有限公司等，也已经有一部分产品推向市场，但是产品性能和国外同类产品还是有比较大的差距，其市场占有率也还不是很大。国内产品主要存在的问题是粘接强度不够，以及粘接性能持久性不好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铝塑板高分子粘合树脂及其制备方法，该铝塑板高分子粘合树脂具有粘结性好，易加工，成膜性好等优点，对金属铝的粘结强度最高可达6.0N/mm，力学性能优良；且制备方法耗时短，生产效率高，使用方便，节约能耗，适合工业化生产。

本发明的粘合树脂相容剂反应接枝机理如下：

1)过氧化物引发剂分解，生成自由基

2)自由基夺取聚乙烯分子链上的H原子，生成聚乙烯大分子自由基

3)聚乙烯大分子自由基与马来酸酐发生接枝反应，生成PE-g-MAH自由基

4)PE-g-MAH自由基进一步夺取聚乙烯分子链上的H原子，生成聚乙烯大分子自由基和PE-g-MAH

5)其他副反应包括马来酸酐自聚，聚乙烯交联

本发明的一种铝塑板高分子粘合树脂，包括如下重量份的原料：

基体树脂A 50-65wt％分散剂0.2-1.0wt％

粘合树脂相容剂15-30wt％抗氧剂0.3-1.0wt％

增粘树脂10-15wt％紫外线吸收剂0.5-1.5wt％

无机填料3.0-5.0wt％其他助剂0.3-1.0wt％。

所述的铝塑板高分子粘合树脂，包括如下重量份的原料：

基体树脂A 55-60wt％分散剂0.2-0.35wt％

粘合树脂相容剂20-30wt％抗氧剂0.3-0.5wt％

增粘树脂10-15wt％紫外线吸收剂0.5-1.0wt％

无机填料3.0-3.5wt％其他助剂0.3-0.8wt％；

所述的铝塑板高分子粘合树脂，包括如下组分：

基体树脂A 60wt％分散剂0.2wt％

粘合树脂相容剂25wt％抗氧剂0.3wt％

增粘树脂10wt％紫外线吸收剂0.5wt％

无机填料3.5wt％其他助剂0.3wt％；

所述的铝塑板高分子粘合树脂，包括如下组分：

基体树脂A 55wt％分散剂0.2wt％

粘合树脂相容剂30wt％抗氧剂0.3wt％

增粘树脂15wt％紫外线吸收剂0.5wt％

无机填料3.0wt％其他助剂0.8wt％；

所述的粘合树脂相容剂的制备如下：将马来酸酐MAH与丁酮按重量比1∶1～3混合溶解，加入苯乙烯，搅拌溶解，再加入促进剂2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷，搅拌后得透明混合液；将基体树脂B与透明混合液按重量比100∶10投料，于140-185℃下，进行共混反应挤出切粒，得到粘合树脂相容剂；

所述的基体树脂B选自线性低密度聚乙烯LLDPE7050、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA28-5、乙烯-辛烯共聚物POE5371中的一种或几种的混合物；

所述的基体树脂A为线性低密度聚乙烯LLDPE7050与乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA28-5的混合物；

所述的增粘树脂选自石油树脂、氢化松香、萜烯树脂中的一种或几种的混合物；

所的无机填料为滑石粉、碳酸钙或氧化镁晶须；

所述的分散剂为硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸钙；

所述的抗氧剂为抗氧剂1010，抗氧剂1076或抗氧剂225(市售)；

所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-329或紫外线吸收剂7003(市售)；

所述的其他助剂选自EBS润滑剂、开口剂、接枝助剂中的一种或几种的混合物；其中开口剂为油酸酰胺或芥酸酰胺，接枝助剂为苯乙烯、丙酮或丁酮

本发明的一种铝塑板高分子粘合树脂的制备方法，包括：

(1)粘合树脂相容剂的制备

将马来酸酐(MAH)和丁酮按重量比1∶1～3搅拌溶解，加入苯乙烯、搅拌溶解，再加入促进剂2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷，搅拌后得透明混合液；其中，苯乙烯与马来酸酐的重量比为1∶1，2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷与马来酸酐的重量比为1∶10；

将基体树脂B与透明混合液按重量比100∶10投料，于140-185℃下，进行共混反应挤出切粒，得到粘合树脂相容剂；

(2)粘合树脂的制备

根据上述配方将基体树脂A、粘合树脂相容剂、增粘树脂、无机填料、分散剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和其他助剂，混合均匀，经双螺杆挤出机进行熔融反应挤出、造粒，制得铝塑板高分子粘合树脂产品颗粒。

所述步骤(1)中的马来酸酐和丁酮的搅拌溶解是指恒温50～60℃，搅拌6min彻底溶解；

所述步骤(2)中的双螺杆挤出为双螺杆挤出机挤出温度一区140～145℃，二区150～160℃，三区165～175℃，四区180～185℃，五区185～190℃，螺杆转速10～60HZ。

本发明的铝塑板高分子粘合树脂可以直接应用铝塑板产品的生产，或先将其吹制成高分子粘接膜后再用于铝塑板产品的生产，该产品可以很好的解决铝塑板制备中金属铝和聚乙烯芯层的粘接问题。

本发明将通过制备粘合树脂专用相容剂，采用多组分接枝体系制得的粘合树脂相容剂其功能基团含量适中且分布均匀，强化了粘合树脂与金属铝表面活性基团的化学反应，实现金属铝与聚乙烯芯层之间的化学键合，并辅以合适的增粘树脂，改善了粘合树脂在金属铝表面的浸润效果，克服了在制备铝塑板高分子粘接膜的过程中非极性聚合物与极性金属难以粘合的问题，从而提高了金属铝与聚乙烯芯层之间粘接强度.同时，采用少量的无机填料，一方面提高了粘合树脂或粘合树脂高分子膜自身的强度，有助于保护粘接层，另一方面无机填料均匀分散于粘合树脂体系内，有助于提高体系的极性，改善粘合树脂与金属铝的相容性，从而也进一步强化金属铝与聚乙烯芯层之间的粘接强度.

有益效果

(1)本发明的铝塑板高分子粘合树脂具有粘结性好，易加工，成膜性好等优点，对金属铝的粘结强度最高可达6.0N/mm，拉伸强度11.0MPa，断裂伸长率486％，力学性能优良；

(2)该方法耗时短，生产效率高，使用方便，节约能耗，成本低，适合工业化生产。

附图说明

图1是本发明的制备方法工艺路线图

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

铝塑板粘合树脂配方(重量比)：

基体树脂A

LLDPE7050 40

EVA28-5 20

粘合树脂相容剂 25

石油树脂 10

滑石粉 3.5

分散剂硬脂酸 0.2；

抗氧剂1010 0.3

紫外线吸收剂UV-329 0.5

EBS 0.3

铝塑板高分子粘合树脂的制备方法，其步骤依次为：

(1)粘合树脂相容剂的制备

按重量比1.5∶3称取市售马来酸酐MAH和丁酮，加热恒温55～60℃，搅拌6min彻底溶解，冷却后，加入与MAH等重量份的苯乙烯搅拌溶解，再加入促进剂2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷(促进剂∶MAH＝1∶10重量比)，搅拌溶解后得透明混合液；

将线性低密度聚乙烯(LLDPE7050，沙特)和透明混合液按重量比100∶10称取，LLDPE7050加入反应挤出机喂料斗，透明混合液加入计量泵，在140-180℃下用双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到粘合树脂相容剂(LLDPE-g-MAH-Co-St)；

(2)高分子粘合树脂的制备

按照粘合树脂配方，将基体树脂A、粘合树脂相容剂、分散剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和其它助剂，混合均匀，经双螺杆挤出造粒，得到铝塑板高分子粘合树脂颗粒。其中，粘合树脂的挤出机挤出温度一区140～145℃，二区150～160℃，三区165～175℃，四区180～185℃，五区185～190℃，螺杆转速25-35HZ。

高分子粘合树脂性能测试

粘合树脂性能测试包括外观、功能基团含量，熔融指数，拉伸强度，断裂伸长率，维卡软化温度，对金属铝的粘接强度，以及成膜性能，具体性能指标测试结果见表1。

实施例2

铝塑板粘合树脂配方(重量比)：

基体树脂A

LLDPE7050 40

EVA28-5 15

粘合树脂相容剂 30

氢化松香 15

碳酸钙 3.0

分散剂硬脂酸锌 0.2

抗氧剂1076 0.3

紫外线吸收剂7003 0.5

EBS 0.3

开口剂油酸酰胺 0.5；

铝塑板高分子粘合树脂的制备方法，其步骤依次为：

(1)粘合树脂相容剂的制备

按重量比1.0∶2.5称取市售马来酸酐MAH和丁酮，加热恒温55～60℃，搅拌6min彻底溶解，冷却后，加入与MAH等重量份的苯乙烯搅拌溶解，再加入促进剂2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷(促进剂∶MAH＝1∶10重量比)，搅拌溶解后得透明混合液；

(2)高分子粘合树脂的制备

高分子粘合树脂性能测试

粘合树脂性能测试包括外观、功能基团含量，熔融指数，拉伸强度，断裂伸长率，维卡软化温度，对金属铝的粘接强度，以及成膜性能，具体性能指标测试结果见表1.

实施例3

铝塑板粘合树脂配方(重量比)：

基体树脂A

LLDPE7050 40

EVA28-5 15

粘合树脂相容剂 20

氢化松香 8

石油树脂 5

碳酸钙 3.0

分散剂硬脂酸钙 0.25

抗氧剂1076 0.3

紫外线吸收剂UV-321 0.5

EBS 0.3

开口剂芥酸酰胺 0.5；

接枝助剂丁酮 0.2；

铝塑板高分子粘合树脂的制备方法，其步骤依次为：

(1)粘合树脂相容剂的制备

按重量比2.0∶3.0称取市售马来酸酐MAH和丁酮，加热恒温～60℃，搅拌6min彻底溶解，冷却后，加入与MAH等重量份的苯乙烯搅拌溶解，再加入促进剂2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷(促进剂∶MAH＝1∶10重量比)，搅拌溶解后得透明混合液；

(2)高分子粘合树脂的制备

高分子粘合树脂性能测试

实施例4

铝塑板粘合树脂配方(重量比)：

基体树脂A

LLDPE7050 40

EVA28-5 15

粘合树脂相容剂 30

氢化松香 8

石油树脂 5

滑石粉 3.5

分散剂硬脂酸 0.3

抗氧剂1076 0.3

紫外线吸收剂UV-531 0.5

EBS 0.3

开口剂芥酸酰胺 0.5

接枝助剂丙酮 0.1；

铝塑板高分子粘合树脂的制备方法，其步骤依次为：

(1)粘合树脂相容剂的制备

按重量比2.0∶3.0称取市售马来酸酐MAH和丁酮，加热恒温55～60℃，搅拌6min彻底溶解，冷却后，加入与MAH等重量份的苯乙烯搅拌溶解，再加入促进剂2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷(促进剂∶MAH＝1∶10重量比)，搅拌溶解后得透明混合液；

(2)高分子粘合树脂的制备

高分子粘合树脂性能测试

实施例5

铝塑板粘合树脂配方(重量比)：

基体树脂A

LLDPE7050 40

EVA28-5 15

粘合树脂相容剂 25

氢化松香 8

石油树脂 5

滑石粉 3

分散剂硬脂酸钙 0.25

抗氧剂1076 0.3

紫外线吸收剂UV-531 0.5

EBS 0.3

开口剂油酸酰胺 0.5

接枝助剂苯乙烯 0.2；

铝塑板高分子粘合树脂的制备方法，其步骤依次为：

(1)粘合树脂相容剂的制备

将线性低密度聚乙烯(LLDPE7050，沙特)、乙烯-辛烯共聚物(POE5371，美国)和透明混合液按重量比70∶30∶10称取，LLDPE7050和POE5371加入反应挤出机喂料斗，透明混合液加入计量泵，在140-180℃下用双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到粘合树脂相容剂(LLDPE-g-MAH-Co-St)；

(2)高分子粘合树脂的制备

高分子粘合树脂性能测试

实施例6

表1铝塑板高分子粘合树脂性能测试结果

Claims

1.一种铝塑板高分子粘合树脂，包括如下重量份的原料：

基体树脂A 50-65wt％分散剂0.2-1.0wt％

粘合树脂相容剂15-30wt％抗氧剂0.3-1.0wt％

增粘树脂10-15wt％紫外线吸收剂0.5-1.5wt％

无机填料3.0-5.0wt％其他助剂0.3-1.0wt％。

2.根据权利要求1所述的一种铝塑板高分子粘合树脂，其特征在于：所述的铝塑板高分子粘合树脂，包括如下重量份的原料：

基体树脂A 55-60wt％分散剂0.2-0.35wt％

粘合树脂相容剂20-30wt％抗氧剂0.3-0.5wt％

增粘树脂10-15wt％紫外线吸收剂0.5-1.0wt％

无机填料3.0-3.5wt％其他助剂0.3-0.8wt％。

3.根据权利要求1所述的一种铝塑板高分子粘合树脂，其特征在于：所述的铝塑板高分子粘合树脂，包括如下组分：

基体树脂A 60wt％分散剂0.2wt％

粘合树脂相容剂25wt％抗氧剂0.3wt％

增粘树脂10wt％紫外线吸收剂0.5wt％

无机填料3.5wt％其他助剂0.3wt％。

4.根据权利要求1所述的一种铝塑板高分子粘合树脂，其特征在于：所述的铝塑板高分子粘合树脂，包括如下组分：

基体树脂A 55wt％分散剂0.2wt％

粘合树脂相容剂30wt％抗氧剂0.3wt％

增粘树脂15wt％紫外线吸收剂0.5wt％

无机填料3.0wt％其他助剂0.8wt％。

5.根据权利要求1所述的一种铝塑板高分子粘合树脂，其特征在于：所述的基体树脂A为线性低密度聚乙烯LLDPE7050与乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA28-5的混合物；所述的增粘树脂选自石油树脂、氢化松香、萜烯树脂中的一种或几种的混合物；所的无机填料为滑石粉、碳酸钙或氧化镁晶须；所述的分散剂为硬脂酸、硬脂酸锌或硬脂酸钙；所述的其他助剂选自EBS润滑剂、开口剂、接枝助剂中的一种或几种的混合物；其中开口剂为油酸酰胺或芥酸酰胺，接枝助剂为苯乙烯、丙酮或丁酮。

6.根据权利要求1所述的一种铝塑板高分子粘合树脂，其特征在于：所述的粘合树脂相容剂的制备如下：将马来酸酐MAH与丁酮按重量比1∶1～3混合溶解，加入苯乙烯，搅拌溶解，再加入促进剂2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷，搅拌后得透明混合液；将基体树脂B与透明混合液按重量比100∶10投料，于140-185℃下，进行共混反应挤出切粒，得到粘合树脂相容剂。

7.根据权利要求6所述的一种铝塑板高分子粘合树脂，其特征在于：所述的基体树脂B选自线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或几种的混合物。

8.一种铝塑板高分子粘合树脂的制备方法，包括：

(1)粘合树脂相容剂的制备

将马来酸酐MAH和丁酮按重量比1∶1～3搅拌溶解，加入苯乙烯、搅拌溶解，再加入促进剂2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷，搅拌后得透明混合液；其中，苯乙烯与马来酸酐的重量比为1∶1，2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷与马来酸酐的重量比为1∶10；

(2)粘合树脂的制备

9.根据权利要求8所述的一种铝塑板高分子粘合树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的马来酸酐和丁酮的搅拌溶解是指恒温50～60℃，搅拌6min彻底溶解。

10.根据权利要求8所述的一种铝塑板高分子粘合树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的双螺杆挤出为双螺杆挤出机挤出温度一区140～145℃，二区150～160℃，三区165～175℃，四区180～185℃，五区185～190℃，螺杆转速10～60HZ。