一种热熔胶膜、其制备方法及应用

技术领域

本发明属于汽车顶棚粘结胶膜技术领域，尤其涉及一种热熔胶膜、其制备方法及应用。

背景技术

目前，在汽车顶棚的生产技术中，分为干法工艺、一步湿法工艺、两步湿法工艺。两步湿法工艺制作的顶棚具有尺寸稳定性高，刚性好，造型设计多变，可实现边缘位置包边等特点，是目前的主流生产工艺。

两步湿法工艺的面料复合工序，通常采用溶剂胶复合工艺。其作业环境差，安全性差，近年来逐渐被水性胶和辊胶工艺替代。

水性胶工艺的安全性有较大改善，但其仍采用喷涂方式涂布，胶液大量浪费，同时，水性胶的晾置、激活、复合条件更为苛刻，过程控制困难。

辊胶工艺采用辊涂方式涂胶，有效提高了胶水的利用率，在一段时间内受到了广泛关注，但其对复合面料的要求高，过程控制要求更加严苛，成品率低，影响了该工艺的推广。

针对上述工艺存在的问题，有关人员提出使用热熔胶膜进行顶棚面料复合。

热熔胶膜为热塑性改性聚烯烃类材质，材料利用率远高于溶剂胶与水性胶，对面料结构的要求低，加工条件简单易实现，应用前景广阔。

但热熔胶膜为热塑性材料，一般采用热料冷模方式复合，并不适合湿法的冷料热模工艺。其在高温下粘度低，粘接性能差。难以克服顶棚面料的高回弹应力，导致面料与骨架分层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热熔胶膜、其制备方法及应用，本发明中的热熔胶膜在高温下具有优异的内聚强度，达到开模后不脱层的目的。

本发明提供一种热熔胶膜，包括以下重量份数的组分：

高密度聚乙烯30～70份，低密度聚乙烯10～15份，超高分子量聚乙烯8～20份，氢化石油树脂5～10份，丙烯酸共聚物5～15份，抗氧剂0.2～1份；

所述超高分子量聚乙烯的平均分子量在100万以上，熔融指数为0.01～0.2g/10min；所述高密度聚乙烯的平均分子量为30～65万，熔融指数为5～15g/10min；所述低密度聚乙烯的平均分子量为5～10万，熔融指数为40～70g/10min。

优选的，所述氢化石油树脂的软化点在110℃以上。

优选的，所述丙烯酸共聚物为乙烯-丙烯酸共聚物和/或乙烯-丙烯酸-马来酸酐无规三元共聚物。

优选的，所述乙烯-丙烯酸-马来酸酐无规三元共聚物中，共聚单体含量为15～25％，190℃熔融指数50以上。

优选的，所述抗氧剂包括抗氧剂1010和/或抗氧剂168。

本发明提供如上文所述的热熔胶膜的制备方法，包括以下步骤：

将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、氢化石油树脂、丙烯酸共聚物和抗氧剂混合后，依次进行挤出造粒和制膜，得到热熔胶膜。

优选的，所述挤出造粒的温度为175～190℃；制膜的温度为200～250℃。

本发明提供如上文所述的热熔胶膜在高温粘结中的应用。

优选的，所述高温粘结具体为在两步湿法生产工艺汽车顶棚过程中使用权利要求1所述的热熔胶膜对顶棚面料进行复合。

优选的，所述两步湿法中粘结温度为115～135℃。

本发明提供一种热熔胶膜，包括以下重量份数的组分：高密度聚乙烯30～70份，低密度聚乙烯10～15份，超高分子量聚乙烯8～20份，氢化石油树脂5～10份，丙烯酸共聚物5～15份，抗氧剂0.2～1份；所述超高分子量聚乙烯的平均分子量在100万以上，熔融指数为0.01～0.2g/10min；所述高密度聚乙烯的平均分子量为30～65万，熔融指数为5～15g/10min；所述低密度聚乙烯的平均分子量为5～10万，熔融指数为40～70g/10min。本发明添加超高分子量聚乙烯组分，使热熔胶膜在高温下仍能保持较高的内聚强度；同时，超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯结构相似，熔融状态下，相容性好，利于超高分子量聚乙烯的均匀分散；引入超高分子量聚乙烯，拉宽聚乙烯分子量分布范围，有助于胶膜的持续降温放热，快速恢复粘接强度，满足产品的粘接要求。

具体实施方式

本发明提供了一种热熔胶膜，包括以下重量份数的组分：

高密度聚乙烯30～70份，低密度聚乙烯10～15份，超高分子量聚乙烯8～20份，氢化石油树脂5～10份，丙烯酸共聚物5～15份，抗氧剂0.2～1份；

所述超高分子量聚乙烯的平均分子量在100万以上，熔融指数为0.01～0.2g/10min；所述高密度聚乙烯的平均分子量为30～65万，熔融指数为5～15g/10min；所述低密度聚乙烯的平均分子量为5～10万，熔融指数为40～70g/10min。

在本发明中，所述高密度聚乙烯的平均分子量为30～65万，更优选为40～50万；熔融指数优选为5～15g/10min，更优选为6～12g/10min；所述高密度聚乙烯的重量份数优选为30～70份，更优选为40～60份，如30份，35份，40份，45份，50份，55份，60份，65份，70份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。

在本发明中，所述低密度聚乙烯的平均分子量优选为5～10万，更优选为6～8万；熔融指数优选为40～70g/10min，更优选为50～60g/10min，所述低密度聚乙烯的重量份数优选为10～15份，更优选为11～14份，如10份，11份，12份，13份，14份，15份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。

所述超高分子量聚乙烯的平均分子量在100万以上，优选为100～160万，更优选为110～150万；所述超高分子量聚乙烯的熔融指数优选为0.01～0.2g/10min，更优选为0.05～0.15g/10min；所述超高分子量聚乙烯的重量份数优选为8～20份，更优选为10～15份，如8份，9份，10份，11份，12份，13份，14份，15份，16份，17份，18份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。

本发明将熔融指数差异巨大的材料(超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯)共混，在加热熔融过程中，高熔指组分(高密度聚乙烯)流动性好，带动低熔指组分(超高分子量聚乙烯)向顶棚骨架与面料侧流动，完成浸润，形成榫卯结构，在制品完成后，超高分子量聚乙烯能够在高温下提供高的内聚强度，克服面料的拉伸应力，保持粘接状态，直至产品冷却。

在本发明中，所述氢化石油树脂的重量份数优选为5～10份，更优选为6～9份，如5份，6份，7份，8份，9份，10份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值，所述氢化石油树脂的软化点优选为110℃以上。

在本发明中，所述丙烯酸共聚物优选包括乙烯-丙烯酸共聚物和/或乙烯-丙烯酸-马来酸酐无规三元共聚物，所述乙烯-丙烯酸-马来酸酐无规三元共聚物中，共聚单体含量为15～25％，190℃熔融指数50以上。所述丙烯酸共聚物的重量份数优选为5～15份，更优选为8～12份，如5份，6份，7份，8份，9份，10份，11份，12份，13份，14份，15份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。

在本发明中，所述抗氧剂优选为抗氧剂1010和/或抗氧剂168；所述抗氧剂的重量份数优选为0.2～1份，更优选为0.5～0.8份，如0.2份，0.3份，0.4份，0.5份，0.6份，0.7份，0.8份，0.9份，1份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。

本发明提供了一种上文所述的热熔胶膜的制备方法，包括以下步骤：

将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、氢化石油树脂、丙烯酸共聚物和抗氧剂混合后，依次进行挤出造粒和制膜，得到热熔胶膜。

在本发明中，所述高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、氢化石油树脂、丙烯酸共聚物和抗氧剂的种类和用量与上文所述的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、氢化石油树脂、丙烯酸共聚物和抗氧剂的种类和用量一致，本发明在此不再赘述。

本发明将上述原料混合后，进行双螺杆挤出造粒，再进行流延制膜，得到热熔胶膜。

在本发明中，所述挤出造粒的温度优选为175～190℃，更优选为180～185℃；所述流延制膜的温度优选为200～250℃，更优选为210～240℃，最优选为220～230℃。

本发明还提供了一种上文所述的热熔胶膜在高温粘结中的应用，具体的，所述高温粘结为在两步湿法生产工艺汽车顶棚过程中使用上文所述的热熔胶膜对顶棚面料进行复合。

在本发明中，所述两步湿法生产汽车顶棚过程中，材料与热熔胶膜在模具内加热复合，所述模具的温度优选为120～160℃，更优选为130～150℃，保压时间优选为40～50s，更优选为45s。开模后膜内材料的温度一般在120℃以上，本申请中的热熔胶膜能够保证开模时以及开模后抵抗面料的拉伸应力，避免面饰脱层。

本发明提供一种热熔胶膜，包括以下重量份数的组分：高密度聚乙烯30～70份，低密度聚乙烯10～15份，超高分子量聚乙烯8～20份，氢化石油树脂5～10份，丙烯酸共聚物5～15份，抗氧剂0.2～1份；所述超高分子量聚乙烯的平均分子量在100万以上，熔融指数为0.01～0.2g/10min；所述高密度聚乙烯的平均分子量为30～65万，熔融指数为5～15g/10min；所述低密度聚乙烯的平均分子量为5～10万，熔融指数为40～70g/10min。本发明添加超高分子量聚乙烯组分，使热熔胶膜在高温下仍能保持较高的内聚强度；同时，超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯结构相似，熔融状态下，相容性好，利于超高分子量聚乙烯的均匀分散；引入超高分子量聚乙烯，拉宽聚乙烯分子量分布范围，有助于胶膜的持续降温放热，快速恢复粘接强度，满足产品的粘接要求。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种热熔胶膜、其制备方法及应用进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

选择分子量40万，熔指为8g/10min的HDPE，分子量120万，熔指0.08g/10min的UHMW-PE，分子量6万，熔指70g/10min的LDPE。其中HDPE：UHMW-PE：LDPE：氢化碳五树脂：乙烯-丙烯酸-马来酸酐共聚物：抗氧剂＝50：20：15：7.5：7.5：0.5，高速混合后，进行双螺杆挤出造粒与流延制膜，挤出加工温度不超过190℃，流延温度220℃。制得胶膜在顶棚模具进行面料复合，模具温度150℃，保压时间45s。

实施例2

选择分子量60万，熔指为6g/10min的HDPE，分子量100万，熔指0.12g/10min的UHMW-PE，分子量8万，熔指50g/10min的LDPE。其中HDPE：UHMW-PE：LDPE：氢化碳五树脂：乙烯-丙烯酸-马来酸酐共聚物：抗氧剂＝60：10：15：7.5：7.5：0.5，加工工艺与复合工艺按实施例1方式操作。

实施例3

选择分子量60万，熔指为6g/10min的HDPE，分子量100万，熔指0.12g/10min的UHMW-PE，分子量8万，熔指50g/10min的LDPE。其中HDPE：UHMW-PE：LDPE：氢化碳五树脂：乙烯-丙烯酸-马来酸酐共聚物：抗氧剂＝50：10：15：10：15：0.5，加工工艺与复合工艺按实施例1方式操作。

对比例1

选择分子量40万，熔指为8g/10min的HDPE，分子量8万，熔指50g/10min的LDPE。其中HDPE：LDPE：氢化碳五树脂：乙烯-丙烯酸-马来酸酐共聚物：抗氧剂＝70：15：7.5：7.5：0.5，加工工艺与复合工艺按实施例1方式操作。

对比例2

选择分子量60万，熔指为6g/10min的HDPE，分子量8万，熔指50g/10min的LDPE。其中HDPE：LDPE：氢化碳五树脂：乙烯-丙烯酸-马来酸酐共聚物：抗氧剂＝60：15：10：15：0.5，加工工艺与复合工艺按实施例1方式操作。

对比例3

选择分子量40万，熔指为8g/10min的HDPE，分子量120万，熔指0.08g/10min的UHMW-PE，分子量6万，熔指70g/10min的LDPE。其中HDPE：UHMW-PE：LDPE：氢化碳五树脂：乙烯-丙烯酸-马来酸酐共聚物：抗氧剂＝40：30：15：7.5：7.5：0.5，加工工艺按实施例1方式操作。

对比例4

选择分子量40万，熔指为8g/10min的HDPE，分子量120万，熔指0.08g/10min的UHMW-PE，分子量6万，熔指70g/10min的LDPE。HDPE：UHMW-PE：LDPE：氢化碳五树脂：乙烯-丙烯酸-马来酸酐共聚物：抗氧剂＝65：5：15：7.5：7.5：0.5，加工工艺与复合工艺按实施例1方式操作。

对比例5

选择分子量100万，熔指0.12g/10min的UHMW-PE，分子量8万，熔指50g/10min的LDPE。其中UHMW-PE：LDPE：氢化碳五树脂：乙烯-丙烯酸-马来酸酐共聚物：抗氧剂＝25：60：7.5：7.5：0.5，加工工艺与复合工艺按实施例1方式操作。

表1实施例和对比例的复合材料产品性能

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。