一种空气滤材用可复合型热熔胶及其制备方法与流程

1.本发明属于热熔胶技术领域，具体涉及一种空气滤材用可复合型热熔胶及其制备方法。


背景技术：

2.空气过滤器的作用是人们为了保护呼吸而使用的器具，随着环境污染的日益严重和人们环境意识的加强，空气质量已成为全球的关注焦点，从而导致空气过滤器的使用日益广泛。随着过滤器本身设计的不断进步，出现了无隔板过滤器，从此热熔胶开始在过滤器中得到广泛的应用。在无隔板空气过滤器中，是用热熔胶代替有隔板过滤器的铝箔对滤材进行分隔。无隔板过滤器不仅消除了分隔板损坏过滤介质的危害，而且还有效的增加了过滤面积，提高了过滤效率，同时降低了气流阻力，从而减少了能量消耗。与工业生产中所用到的热熔胶不同，应用于空气滤材的热熔胶对于粘接强度的要求稍弱、但对于环保的要求则更高。目前，用于室内空气过滤所使用到的所有原材料都必须为环保材料，避免造成环境的二次污染。且所有的加工成品都必须通过第三方的一些安全认证，以保证对人体无害且不良品能够被回收再利用。因此，现有的日常粘接和工业生产中用到的热熔胶难以作为空气滤材的热熔胶。
3.目前空气过滤器所用的热熔胶还是以eva(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)为主， eve型的热熔胶主要存在这几个问题：1、热稳定性差，在加热使用过程中， eva热熔胶会分解出一些低分子物质，其具有一定的气味，最终严重影响空气过滤器的品质；2、在加热分解的过程中，还导致严重的颜色变化，从而影响空气过滤器的外观；3、耐低温性能差，严重的低温会导致eva发脆，或是粘结强度迅速下降；4、粘结强度相对一般，在某些场合无法满足使用要求。
4.现有技术中也有取代eve型的热熔胶开发的热熔胶，例如专利公开号为 cn106497454a，公开了一种空气过滤器用聚烯烃热熔胶，包括如下质量份的各组分：茂金属催化聚乙烯30份～60份；氢化石油树脂20份～50份；费托蜡5份～ 30份；聚乙烯蜡0.1份～10份；抗氧化剂0.1份～2份。该热熔胶是依靠费托蜡的高结晶度来提升产品的耐高温性，但是其费托蜡的加入会使得热熔胶产品的脆性差，并且开放时间较短，对于一些需要开放时间长的施工工艺难以应用。现有的取代eve型的热熔胶的产品都不可避免的需要使用蜡类产品来避免热熔胶表面发粘的现象。
5.专利公开号为cn108219711a公开了一种空气过滤器用聚丙烯热熔胶及其制备方法和应用。所述热熔胶由如下质量百分数的组分组成：聚丙烯聚合物 15～45％、pop聚合物8～24％、石油树脂15～45％、聚异丁烯3～12％、费托蜡8～23％、乙烯丙烯酸丁酯共聚物1～10％、抗氧化剂0.2～1％。其通过使用液态的聚异丁烯树脂可赋予产品无气味、开放时间长、柔韧性好的优点。但是该方案还是不可避免使用蜡类产品，其开放时间依然不能够有比较多的延长。
6.综上，现有技术中的热熔胶的开放时间一般为5
‑
10秒，可满足常规的热熔胶应用。
一些经过改进的热熔胶，因为不可避免会存在蜡类产品，热熔胶的开放时间很难提升至25秒以上。对于需要复合其他材料的热熔胶而言，太短的开放时间对热熔胶复合其他产品而言，造成比较大的技术阻碍，难以实现复合型热熔胶的较大改进。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本发明提供一种开放时间较长的一种空气滤材用可复合型热熔胶及其制备方法。
8.本发明提供一种空气滤材用可复合型热熔胶，按重量份计，由如下成分组成：聚异丁烯5
‑
15份、茂金属催化聚丙烯10
‑
30份、无规聚烯烃20
‑
70份、石油树脂10
‑
45份和抗氧剂0.1
‑
1份；所述聚异丁烯和所述无规聚烯烃的用量比为：1：(4
‑
7)，所述聚异丁烯的用量为原料总用量的6％
‑
15％。
9.优选地，所述聚异丁烯的用量为原料总用量的8％
‑
15％。
10.优选地，所述聚异丁烯的用量为原料总用量的10％
‑
15％。
11.优选地，所述聚异丁烯的用量为原料总用量的12％
‑
15％。
12.优选地，所述无规聚烯烃的用量为原料总用量的40％
‑
65％。
13.优选地，所述聚异丁烯和所述无规聚烯烃的用量比为：1：(5
‑
6)。
14.优选地，所述聚异丁烯6
‑
15份、茂金属催化聚丙烯15
‑
25份、无规聚烯烃 20
‑
65份、石油树脂35
‑
40。
15.优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
16.本发明还提供一种空气滤材用可复合型热熔胶的制备方法，包括如下步骤：
17.(1)反应釜预热；
18.(2)向反应釜投入聚异丁烯，升温至170℃
‑
230℃度并搅拌，搅拌速度20
‑
50 转每分钟，至全部熔融并恒温170℃
‑
230℃；
19.(3)依次投入茂金属聚烯烃和无规聚烯烃，逐一溶解，搅拌速度20
‑
50转，至全部熔融并恒温170℃
‑
230℃；
20.(4)依次加入石油树脂和抗氧化剂，降低搅拌速度10
‑
30转。待充分搅拌均匀，导入螺杆挤出机挤出造粒。
21.优选地，所述步骤(2)中，升温至170℃
‑
190℃度并搅拌；所述步骤(2) 和步骤(3)中，恒温170℃
‑
190℃度。
22.本发明提供的空气滤材用可复合型热熔胶能够延长产品的开放时间，使热熔胶能够较好的复合其他产品使用。
23.本发明提供的气滤材用可复合型热熔胶实现开放时间达到1
‑
5分钟，使得热熔胶在使用过程中能够较好的复合其他材料，扩宽了热熔胶复合材料的种类，实现滤材产品性能更加优异。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
25.本发明实施例提供一种空气滤材用可复合型热熔胶，按重量份计，由如下成分组
成：聚异丁烯5
‑
15份、茂金属催化聚丙烯10
‑
30份、无规聚烯烃20
‑
70 份、石油树脂10
‑
45份和抗氧剂0.1
‑
1份；聚异丁烯和无规聚烯烃的用量比为：1： (4
‑
7)，聚异丁烯的用量为原料总用量的6％
‑
15％。
26.本实施例中聚异丁烯作为粘度和开放时间调节剂，实现热熔胶的流动性和分散性好。聚异丁烯作为柔性剂，可以使聚烯烃获得更好的柔韧性，延长开放时间，无规聚烯烃具备良好的表面润湿和铺展性能，同时和树脂类有较好的相融性，石油树脂作为增粘剂，有效提高产品的粘接性能。少量的抗氧剂可以缓解材料在加温过程的老化，提高成品在日常使用中产品的寿命。
27.本实施例中通过取消蜡类材料，而是选用聚异丁烯作为粘度和开放时间调节剂，聚异丁烯的用量为原料总用量的6％
‑
15％，实现热熔胶的开放时间较长，开放时间能够达到1
‑
5分钟。本实施例中选用无规聚烯烃，无规聚烯烃内部空间较大，并且限定无规聚烯烃和聚异丁烯的用量比例，实现定无规聚烯烃和聚异丁烯能够较好的配合，无规聚烯烃内部可较好的融合聚异丁烯，实现避免聚异丁烯较多而导致的热熔胶发粘现象。
28.在优选实施例中，无规聚烯烃为无规聚α烯烃。
29.在优选实施例中，聚异丁烯的用量为原料总用量的8％
‑
15％。在进一步优选实施例中，聚异丁烯的用量为原料总用量的10％
‑
15％。在更进一步优选实施例中，聚异丁烯的用量为原料总用量的12％
‑
15％。较高的聚异丁烯保证热熔胶柔顺性，延长热熔胶的开放时间。
30.在优选实施例中，无规聚烯烃的用量为原料总用量的40％
‑
65％。较多的无规聚烯烃的用量，可实现避免聚异丁烯用量较多而导致的发粘现象。
31.在优选实施例中，聚异丁烯和无规聚烯烃的用量比为：1：(5
‑
6)。
32.在优选实施例中，聚异丁烯6
‑
15份、茂金属催化聚丙烯15
‑
25份、无规聚烯烃20
‑
65份、石油树脂35
‑
40。
33.在优选实施例中，抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
34.本发明实施例还提供一种空气滤材用可复合型热熔胶的制备方法，包括如下步骤：
35.(1)反应釜预热；
36.(2)向反应釜投入聚异丁烯，升温至170℃
‑
230℃度并搅拌，搅拌速度20
‑
50 转每分钟，至全部熔融并恒温170℃
‑
230℃；
37.(3)依次投入茂金属聚烯烃和无规聚烯烃，逐一溶解，搅拌速度20
‑
50转，至全部熔融并恒温170℃
‑
230℃；
38.(4)依次加入石油树脂和抗氧化剂，降低搅拌速度10
‑
30转。待充分搅拌均匀，导入螺杆挤出机挤出造粒。
39.在优选实施例中，步骤(2)中，升温至170℃
‑
190℃度并搅拌；步骤(2) 和步骤(3)中，恒温170℃
‑
190℃度。
40.为了对本发明的技术方案能有更进一步的了解和认识，现列举几个较佳实施例对其做进一步详细说明。
41.本发明实施例中所使用的原料规格如表1所示。
42.表1
[0043][0044]
本发明实施例和对比例的具体配方如表2所示。
[0045]
表2
[0046][0047][0048]
实施例1
‑
3和对比例1
‑
3的制备方法如下：
[0049]
(1)反应釜预热。
[0050]
(2)向反应釜投入聚异丁烯、或聚异丁烯和聚丙烯蜡、或聚丙烯蜡，升温至180度并
搅拌，搅拌速度20
‑
50转每分钟，至全部熔融并恒温。
[0051]
(3)按粘度从低到高投入茂金属聚烯烃和无规聚烯烃，逐一溶解，搅拌速度20
‑
50转，至全部熔融并恒温180度.
[0052]
(4)依次加入石油树脂和抗氧化剂，降低搅拌速度10
‑
30转。待充分搅拌均匀，导入螺杆挤出机挤出造粒。
[0053]
对比例4的制备方法为：
[0054]
把混炼机的温度加热至150℃，将聚异丁烯和丁基橡胶投入混炼机，进行混炼20分钟；向反应釜中充入氮气，将混炼好的聚异丁烯和丁基橡胶混合物、无定形聚烯烃、茂金属聚丙烯、石油树脂、防老剂投入反应釜加热，加热温度为 150℃，并以150转/分钟的速度搅拌；至反应釜中混合物呈熔融状态后停止反应釜加热，加压出料，反应釜内压力为0.2mpa，出料时，成品用150目滤网过滤；用白色格拉辛纸做成固定的模型盛装所出的成品，待成品冷却后包装入库。
[0055]
性能测定：
[0056]
本发明实施例1
‑
3及对比例1
‑
4提供的热熔胶相关性能通过如下方法进行检测：
[0057]
(1)软化点，熔融粘度检测均依据hg/t 3698
‑
2002 eva热熔胶粘剂的相关条款检测方法进行检测。
[0058]
(2)固化时间，是指将胶融化后刮在一张纸板上，然后将另外一张纸对其进行贴合，从贴合完成开始计时，从一端进行剥离，直至有基材裁破情况出现时，即为胶已达到固化，记下的时间即为该胶的固化时间。
[0059]
(3)热稳定性测试，是将胶样100g在160℃下熔化后，并在160℃的温度下保持4小时后，观察胶的颜色是否发生明显变化，如果有变化，则判定为不稳定。
[0060]
(4)有害物质测试条件：基于欧洲化学品管理署截止2021年1月19日公布的供授权审议的高关注物质候选清单(根据欧盟第1907/2006号reach法规)，对211种高关注物质(svhc)进行筛分测试。样品中的高关注物质(svhc)测试结果满足≤0.1％(w/w)为通过，否则为不通过。
[0061]
具体测试结果如表3所示。
[0062]
表3
[0063][0064]
由表1的数据可以看出本实施例1
‑
3制备得到的热熔胶产品的固化时间较长，能够
较好的延长开放时间，开放时间达到3分钟以上，效果非常显著。实施例1
‑
3测得的熔融粘度为3000
±
500cps/180℃，在热熔胶的使用过程中未出现发粘现象。
[0065]
对比例1中未使用聚异丁烯，而是使用聚丙烯蜡来调节产品的开放时间，在热熔胶的使用过程中不会出现发粘现象，但是得到的热熔胶开放时间较短，仅有5
‑
7s，因此，可以看出实施例1
‑
3延长的开放时间效果非常的显著。
[0066]
对比例2中采用聚异丁烯和聚丙烯蜡混合，以此来避免热熔胶使用过程中的发粘现象，但是因为聚异丁烯用量较少，并不能够起到较好的延长开放时间的效果，产品的开放时间依然不能有显著的提升。
[0067]
对比例3中，使用聚异丁烯来调节产品的开放时间，开放时间延长非常显著，但是因为聚异丁烯用量较多，其与无规聚烯烃的配比不合理，得到的热熔胶在使用过程中发粘现象严重，难以进行应用。
[0068]
对比例4中采用聚异丁烯和无规聚烯烃的配合，虽然一定程度上能够延长热熔胶产品的开放时间，但是该热熔胶不是应用于空气滤材的产品，其主要应用于尿不湿和拉拉裤领域，具体的配方和实施例1
‑
3不同，并且有害物质测试不通过，其并不能够作为空气滤材领域使用的热熔胶。并且其虽然能够延长热熔胶产品的开放时间，但是因为其他成分配比与本实施例1
‑
3不同，热熔胶产品的开放时间依然不够显著。因此，可以看出，热熔胶领域发展很多年，在各个领域都有较好的应用，但是将普通工业热熔胶应用于空气滤材领域是无法达到环保要求的。因此，空气滤材领域的热熔胶配方也有一个成熟的体系，并不是简单根据普通工业热熔胶就能够实现。
[0069]
综上，发明提供的应用于空气滤材的热熔胶，能够非常显著的提升热熔胶的开放时间，并且保证其在使用过程中不会发粘，使其能够较好的应用，扩宽的使用工艺，实现应用于空气滤材的热熔胶能够符合其他材料来提升硬度。
[0070]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。