專利名稱：熱熔膠液的組成、制法和用途的制作方法
專利說明 本發(fā)明是關(guān)于熱熔膠液，特別是具有抗粘連性瞬間粘結(jié)熱熔膠液的組成、制法和用途。
隨著我國現(xiàn)代電子工業(yè)的迅速發(fā)展，近幾年全國已建成幾十條電容器連續(xù)化自動作業(yè)線，在這些作業(yè)線上，電容器以一定間隔固定于膠帶上或包封于膠帶內(nèi)制成編帶和掩膜。膠帶一般均采用進(jìn)口卷盤式熱熔膠帶。這種膠帶在特定的熱壓溫度(90～110℃)和特定的熱壓時間范圍內(nèi)(0.5～1.5秒)，膠帶正面熱熔膠必須能瞬即熔融並產(chǎn)生足夠的粘著力，使被粘接件固定，而在50℃以下的環(huán)境溫度下，則要求熱熔膠不具任何粘連性，以使膠帶在制成卷盤后，膠帶的正面和背面不致發(fā)生粘連，而使膠帶在使用中能順利退卷。到目前為止，國內(nèi)尚沒有這樣的熱熔膠及其膠帶生產(chǎn)和銷售，國際上僅有日本日東電氣工業(yè)株式會社和蘇聯(lián)有生產(chǎn)供應(yīng)。但日本日東電氣工業(yè)株式會社NO744-S和NO744-O兩種熱熔膠帶，其帶面熱熔膠中並不含抗粘連劑，他們介決膠帶背面退卷剝離問題是采用在基帶背面另外涂復(fù)一層隔離劑，這無疑會增加膠帶生產(chǎn)工藝的煩復(fù)性和生產(chǎn)成本。而蘇聯(lián)對熱熔膠帶膠/背粘連問題則提出了兩種介決方法〔《

》NO 4，P31-32(1982)〕，一種是在膠面上涂敷滑石粉、二氧化硅、氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂或聚氯乙烯和聚偏氯乙烯樹脂粉;另一種方法是在膠組分中加入石蠟或地蠟。但前一種方法顯然會影響膠面的粘結(jié)強度，第二種方法膠帶粘結(jié)強度也不高，而且在膠帶貯存中石蠟或地蠟還會向表面遷移，從而進(jìn)一步降低膠帶的粘結(jié)強度。此外，石蠟或地蠟的加入還會降低膠的軟化點，因此蘇聯(lián)所生產(chǎn)熱熔膠帶只有在冷卻至20～25℃之后才失去粘性，而該種膠帶使用溫度在150～220℃范圍才能產(chǎn)生瞬間粘接，這些都不符合目前國內(nèi)各電容器編帶和掩膜自動化作業(yè)線要求。
本發(fā)明就是應(yīng)國內(nèi)電容器編帶和掩膜生產(chǎn)廠的要求，為進(jìn)口熱熔膠帶國產(chǎn)化而在日東和蘇聯(lián)膠帶基礎(chǔ)上，針對其所存在的問題，經(jīng)過精心研究，改進(jìn)熱熔膠配方和制備工藝，並成功的制成了適于國內(nèi)各電容器編帶和掩膜自動作業(yè)線用卷盤式膠帶。
如前所述，本發(fā)明膠帶所用熱熔膠必須滿足在≤50℃下無粘連性，而在90～110℃，0.5～1.5秒內(nèi)對粘結(jié)件立即產(chǎn)生足夠的粘結(jié)力(一般要求≥70N/15mm)。
本發(fā)明膠帶所用熱熔膠系由基料樹脂、增粘樹脂、抗粘連劑和溶劑組成。此外，根據(jù)需要還可加入顏料，制成彩色。
作為本發(fā)明熱熔膠的基料樹脂，可采用乙烯的各種共聚樹脂，但第二共聚單體必須為含有極性基團的烯烴單體。適用的乙烯共聚樹脂包括乙烯-丙烯酸、乙烯-丙烯酸酯類，包括甲酯、乙酯、丁酯和2-乙基己酯、乙烯-甲基丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯、乙烯-氯乙烯、乙烯-醋酸、乙烯-氯乙烯、乙烯-馬來酸酐。其中尤以乙烯-醋酸乙烯的共聚樹脂(EVA)更為合適。但也並非所有牌號的EVA樹脂都適用，必須選取一定醋酸乙烯含量(VA%)和一定熔融指數(shù)(MI)的EVA樹脂。本發(fā)明所用EVA樹脂，要求VA含量在14～40%，MI在50～250。當(dāng)VA含量大于40%時，樹脂呈橡膠態(tài)，抗張強度低，且易粘連，不適合本發(fā)明使用。而MI若低于50，分子量太高，所制熱熔膠流動性太差，不利于涂布施工，同時，所制膠對被粘物表面潤濕性差;MI若高于250，分子量太小，高聚物的內(nèi)聚力太小，對粘結(jié)也不利。
本發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，單純基料樹脂，如EVA樹脂，熔體粘度還是太高，施工性、表面潤濕性和初始粘結(jié)力都較差，不適于本發(fā)明膠帶使用。為此，必須添加增粘劑進(jìn)行改性。作為基料樹脂的增粘劑，除必須能克服EVA樹脂單獨使用的上述缺點外，基本的條件是必須與EVA樹脂有較好的相容性。適用的增粘劑有松香、松青甘油酯、萜烯樹脂、石油樹脂或古馬隆樹脂。其中以松香甘油酯更為合適。相對于100份EVA樹脂，增粘劑用量為70～110份，低于70份，改性效果不足，高于110份，熱熔膠的粘連性增加，膠層發(fā)脆，易從柔軟基紙上呈粉狀剝落，不適合本發(fā)明要求。
選取合適的抗粘連劑是本發(fā)明成功的關(guān)鍵之一。作為本發(fā)明的抗粘連劑，也必須與熱熔膠其它組份有較好的相容性，必須不影響熱熔膠的粘結(jié)強度和施工性，當(dāng)然必須能賦予熱熔膠在50℃以下的抗粘連性。適于本發(fā)明使用的抗粘連劑有石蠟、氯化石蠟、聚乙烯蠟和它們的混合物，它們的熔點均要求＞50℃，相對于100分基料樹脂，抗粘連劑用量為18～25分。其中尤以熔點＞90℃的氯化石蠟-70(即氯烴-70)和石蠟拼用最佳，氯烴-70與石蠟的使用比例為10～20∶3～10，總用量亦必須控制在18～25分，超過或低于這個用量范圍，膠/背均出現(xiàn)粘連。
為適應(yīng)目前國內(nèi)各膠帶生產(chǎn)廠現(xiàn)有涂布設(shè)備的施工要求，本發(fā)明熱熔膠需加溶劑制成熱熔膠懸浮液(以下簡稱膠液)。所用溶劑應(yīng)能很好溶解或分散熱熔膠各組分，並要有適當(dāng)?shù)膿]發(fā)速度，揮發(fā)速度太快，膠輥上易于結(jié)膠，揮發(fā)速度太慢，影響生產(chǎn)速度，增加能耗。溶劑本身還應(yīng)無毒、價廉、易得。適用的溶劑包括C4～C8鏈烷烴和環(huán)烷烴，汽油，石油醚或它們的混合物，其中以120＃汽油更好。溶劑用量取決于膠液粘度。本發(fā)明膠帶采用常溫涂膠，要求膠液粘度控制在10～31℃的環(huán)境溫度下為60～120秒(4＃粘度杯)，在這樣的溫度和粘度范圍內(nèi)，相應(yīng)膠液固含量約30～40%，這相當(dāng)于100分基料樹脂，溶劑用量300～450分。為保證操作參數(shù)的穩(wěn)定，冬天應(yīng)取該范圍的下限，而夏天應(yīng)取該范圍的上限。
此外，根據(jù)需要，本發(fā)明熱熔膠液可添加顏料，制成彩色。適用的顏料包括鈦白粉、鉻黃、鐵紅等。顏料的用量一般為100分基料樹脂用0.3～0.8分。這樣的用量水平，既能達(dá)到著色目的，所制熱熔膠的粘結(jié)力又可保持基本不變，或下降很少。若顏料用量超過0.8分，所制熱熔膠的粘結(jié)力則有較大幅度的下降。
本發(fā)明熱熔膠液的制備可采用一步法，也可采用兩步法。
所謂一步法，就是熱熔膠的各組分和溶劑按一定的加料順序和制備條件直接在反應(yīng)釜內(nèi)溶混制造。具體講就是先將溶劑、基料樹脂和顏料加入反應(yīng)釜，攪拌均勻，升溫至85～95℃維持1小時，降溫至50℃以后，再加入增粘劑和抗粘連劑，繼續(xù)攪拌，並升溫至65～75℃維持2小時，冷卻至40℃左右出料。
所謂二步法，就是先將熱熔膠的各固體組分，基料樹脂、增粘劑、抗粘連劑和顏料，經(jīng)捏和機、熱輥或擠出機熔融混合，並經(jīng)破碎或造粒然后再與溶劑一起加入釜內(nèi)，加熱攪拌，使之溶混均勻。加熱溫度75～80℃加熱時間1.5～2小時。
本發(fā)明熱熔膠液是一種粘合劑，可廣泛用于各種金屬和非金屬材料的粘結(jié)，亦可用于紙、織物、塑料薄膜、金屬箔等彼此間的層壓復(fù)合，即用于復(fù)合材料的制造。本發(fā)明熱熔膠液特別適于生產(chǎn)電容器編帶和掩膜用盤卷式熱熔膠帶的生產(chǎn)，其生產(chǎn)工藝流程如下
作為基帶，一般采用紙，特別是高強皺紋紙，也可采用無紡布、玻璃紙、聚烯烴薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚酯薄膜等。
涂膠方法可采用通行的噴涂、刷涂、刮涂或輥涂。施膠量應(yīng)根據(jù)膠帶不同的使用對象而給予不同的控制。如用于電容器編帶生產(chǎn)用的膠帶，希望粘結(jié)力越強越好，因此施膠量要控制在干膠膜厚度在40～50μ為宜，膠膜厚度低于40μ，粘結(jié)力下降，高于50μ，粘結(jié)力也呈下降趨勢(見表1)。而用于電容器掩膜生產(chǎn)用的膠帶，則要求有適中的粘結(jié)力，為此，施膠量要控制在膠膜厚度在25～35μ為宜，低于25μ，膠帶粘結(jié)力太小，噴金中電容器易于脫落或污染;高于35μ，膠帶粘結(jié)力過大，噴金后，取出電容器費力，亦為用戶所不希望。
在膠帶制備過程中，涂膠后的膠帶必須經(jīng)過烘道烘烤，以除去溶劑。烘道溫度65～70℃，烘道的長度設(shè)計要保證在該烘道溫度范圍內(nèi) 表1膠帶施膠量與粘結(jié)力的關(guān)系 和在2～25m/min的車速范圍內(nèi)，膠帶有足夠的停留時間，使溶劑揮發(fā)干凈，並使膠面呈半熔融態(tài)和略呈凹凸?fàn)?，溫度過低或烘道太短即膠帶在烘道內(nèi)停留時間太短，溶劑揮發(fā)不完全，膠層與基帶不能牢固粘結(jié);溫度過高或烘道過長即膠帶在烘道內(nèi)停留時間過長，膠層完全塑化，膠面呈光亮平滑狀，則會使膠帶抗粘連性下降。
在膠帶烘烤過程中所除去的溶劑，可經(jīng)過回收裝置回收，反復(fù)使用。烘烤后的膠帶需自然冷卻到40℃左右方可收卷。在室溫高的季節(jié)生產(chǎn)，來不及自然冷卻，可采用冷輥、冷風(fēng)強制冷卻。
本發(fā)明熱熔膠液生產(chǎn)原料全部立足國內(nèi)，制法簡便，現(xiàn)有膠帶生產(chǎn)廠的生產(chǎn)設(shè)備無需改造即能適用，因而可大大節(jié)省膠帶生產(chǎn)廠的設(shè)備投資和設(shè)備改造費。此外，本發(fā)明膠液用途廣泛，特別是用本膠液所生產(chǎn)卷盤式膠帶性能優(yōu)良，粘結(jié)力強，達(dá)88N/15mm以上，最高達(dá)113.7N/15mm，而在50℃以下又不顯示粘結(jié)力，說明本發(fā)明熱熔膠液所生產(chǎn)的膠帶在50℃以下具有優(yōu)良的抗粘連性，因而電容器編帶和掩膜生產(chǎn)廠退卷使用十分方便。與之相比，日本NO744-S膠帶的最高粘結(jié)力僅81.3N/15mm，而在50℃下仍有66.8N/15mm的粘結(jié)力，說明日本膠帶的膠面本身不具備常溫抗粘連性，而必須在膠帶背面涂復(fù)隔離層介決退卷剝離問題。
本發(fā)明膠液所生產(chǎn)膠帶與日本膠帶粘結(jié)力對比列于表2，熱壓條件壓強98×104Pa，熱壓時間1秒。

本發(fā)明有關(guān)性能測試方法 粘結(jié)力 制樣將高32mm的U型銅芯鍍錫線(φ6mm)的兩條線腳夾在牛皮紙和膠帶之間，並使U型彎頭露出膠帶外面，再將其夾在兩片橡膠板(邵氏硬度62)之間，在熱壓機上熱壓，壓強98×104Pa，熱壓時間1秒，以相同方式制5個樣。
測定將試樣在相對濕度65±5%，溫度23±5℃恒溫室內(nèi)放置1小時以上，在拉力機上引拔U型彎頭，引拔速度300mm/min，至金屬線脫離原固定位置所需的力即為本發(fā)明所述粘結(jié)力。平行測5個樣品，取算術(shù)平均值。單位N/15mm。
抗粘連性 按日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS-Z-0219-1957《包裝用加工紙的耐粘連性試驗方法》
以下是本發(fā)明實施例和應(yīng)用例，用以進(jìn)一步具體闡明本發(fā)明內(nèi)容，但本發(fā)明內(nèi)容決不僅限于這幾例，全部內(nèi)容已在本說明書的正文部分予以闡述。
實施例1
將120＃汽油320份，EVA樹脂(VA含量20%，MI160)100份和鈦白粉(金紅石型)0.5份加入搪磁反應(yīng)釜，攪拌混合均勻，升溫至85～95℃維持1小時，然后將溫度降到50℃，再加入松香甘油酯(熔點85℃)90份、氯烴-70(熔點≥90℃)15份，石蠟(熔點55℃)7份，繼續(xù)攪拌，同時升溫至65～75℃維持2小時，冷卻至40℃左右出料，過濾，裝桶。由本例膠液所制膠帶性能測試結(jié)果粘結(jié)力為96.0N/15mm;抗粘連性優(yōu)異，膠/膠、膠/背均無粘連性，膠/鋁幾乎無粘連性。
實施例2
將實施例1中的石蠟去掉，並將氯烴-70 15份改為25份，其它均和實施例1相同制備熱熔膠液。由該膠液所制膠帶測試結(jié)果為粘結(jié)力113.7N/15mm;抗粘連性良好，膠/背、膠/鋁均幾乎無粘連性，膠/膠會粘連。
實施例3
將實施例1中氯烴-70和石蠟改為聚乙烯蠟(熔點105℃)15份，石蠟5份，其它均與例1相同制備熱熔膠液。由本膠液所制膠帶測試結(jié)果為粘結(jié)力88.2N/15mm;抗粘連性優(yōu)良，膠/背無粘連，膠/鋁幾乎無粘連，膠/膠會粘連。
比較例1
將實施例1中的氯烴-70去掉，而將石蠟用量增加到18份，其它均與例1相同制備熱熔膠液。由本膠液所制膠帶測試結(jié)果為抗粘連性優(yōu)良，膠/膠、膠/背均無粘連性，膠/鋁會粘連;但粘結(jié)力低于前三例，為85.3N/15mm。
比較例2
去掉實施例1中的氯烴-70和石蠟，其它保持不變制備熱熔膠液。由本膠液所制膠帶測試結(jié)果粘結(jié)力92.1N/15mm;抗粘連性差，膠/膠、膠/背、膠/鋁均出現(xiàn)粘連性。
應(yīng)用例
在美國信諾公司產(chǎn)925-1-多功能涂布機上，以高強皺紋紙為基帶，涂布(輥涂)實施例1所制熱熔膠液，操作條件為膠輥與基板間距200μ，車速2～2.5m/min，烘道溫度65～70℃，干基膠膜40～50μ，冷卻收卷溫度≤40℃。所制膠帶，溶劑全部揮發(fā)干凈，熱熔膠牢固附著于基布，呈半熔融態(tài)，膠面呈微小凹凸?fàn)?，膠帶收、放卷性優(yōu)異，分切加工時，切面無粘著性，貯存運輸中，隨溫、濕度變化，亦不產(chǎn)生粘連現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1、一種含有MI為50～250，醋酸乙烯含量為14～40%的乙烯-醋酸乙烯共聚物基料樹脂100分，松香甘油酯增粘劑70～110分的熱熔膠液，其特征在于該膠液還含有熔點＞50℃的氯化石蠟、聚乙烯蠟或氯化石蠟與石蠟的混合物抗粘連劑18～25分，C4～C8鏈烷烴或環(huán)烷烴、汽油、石油醚、或它們的混合物溶劑300～450分，顏料0.3～0.8分。
2、按權(quán)利要求1所述熱熔膠液，其特征在于該膠液含有比例為10～20∶3～10的氯烴-70與石蠟的混合物18～25分，120＃汽油300～450分，鈦白粉0.3～0.8分。
3、按權(quán)利要求1或2所述熱熔膠液的制法，其特征在于先將溶劑基料樹脂和顏料加入反應(yīng)釜，攪拌均勻、升溫至85～95℃維持1小時，降溫至50℃后，再加入增粘劑和抗粘連劑，繼續(xù)攪拌，並升溫至65～75℃維持2小時，冷卻至40℃左右出料，或先將熱熔膠的各固體組分基料樹脂、增粘劑、抗粘連劑和顏料經(jīng)控和機、熱輥或擠出機熔融混合，並經(jīng)破碎或造粒，然后再與溶劑一起加入反應(yīng)釜內(nèi)加熱攪拌，加熱溫度75～80℃，加熱時間1.5～2小時。
4、按權(quán)利要求1或2所述熱熔膠液的用途，其特征在于將該膠液以噴涂、刷涂、刮涂或輥涂方法涂布于紙、無紡布、玻璃紙、聚烯烴薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜基帶上，經(jīng)65～70℃烘道烘烤，除盡溶劑后，自然冷卻或經(jīng)冷輥、冷風(fēng)強制冷卻，收卷，分切，制成卷盤式膠帶。
5、按權(quán)利要求6所述熱熔膠液用途，其特征在于以高強皺紋紙為基帶制成電容器編帶和電容器掩膜用卷盤式膠帶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱熔膠液的組成、制法和用途。其組成EVA100分，松香甘油酯70～110分，氯化石蠟、聚乙烯蠟或它們與石蠟的混合物18～25分，汽油300～450分，顏料0.3～0.8分。制法和組分直接在反應(yīng)釜內(nèi)溶混或?qū)⒏鞴腆w組分熔混破碎后再與溶劑一起加入反應(yīng)釜溶混。本膠液主要用于涂布皺紋紙制電容器編帶和掩膜生產(chǎn)用卷盤式膠帶，制法簡便，現(xiàn)有膠帶生產(chǎn)廠設(shè)備無需改造即能適用，所制膠帶粘結(jié)力強，抗粘連性優(yōu)良，退卷使用方便。
文檔編號C09J131/04GK1050208SQ89107300
公開日1991年3月27日 申請日期1989年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月12日
發(fā)明者李國雄, 許妍, 鄭智晶 申請人:浙江省化學(xué)工業(yè)研究所