摘要：研究了枫香树脂在苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SIS）型热熔胶（HMA）中的增黏应用，探讨了枫香树脂的用量、软化点以及与萜烯树脂的共混比例等因素，对HMA外观、初黏力、持黏力、软化点、剥离强度和玻璃化转变温度等性能的影响。结果表明，随着枫香树脂的用量的增加，HMA玻璃化转变温度提高，初黏力和180°剥离强度是先增大后减小，持黏力随之降低；中低软化点的枫香树脂的共混可以使HMA达到更好的黏结性能，不同种类树脂的共混也可以使HM达到更好的黏结性能，在SIS-1105、环烷油4010、增黏树脂（m（92°C枫香树脂）与m（94°C萜烯树脂）2:1）与抗氧化剂质量分数比为38:32%:30%:0.5%条件下，HMA综合性能最佳，外观透明，无残胶现象，此时初黏力为14#，180°剥离强度＞600 N/m，持黏力≥72 h。

关键词：枫香树脂；萜烯树脂；SIS型热熔胶；初黏力；剥离强度；持黏力

论文索引号：0253-2417（2014）02-0051-05

枫香树是金缕梅科枫香属落叶乔木，是我国黄河以南广大地区的重要绿化和用材树种^[1]，枫香属各种之间的亲缘关系及其遗传变异乃为国内外学者感兴趣的研究对象，对开发利用经济植物资源也有重要实用价值^[2]。采割枫香树杆能分泌出含油枫香树脂，枫香脂经蒸馏分离后可得到液体枫香精油和固体枫香树脂，枫香树脂为淡黄色，半透明，质松脆、易碎，气味清香，黏性好的固体物质^[3]，其主要成分为肉桂酸肉桂酯、肉桂酸冰片酯、齐墩果酮醇、齐墩果酮酸和羽扇豆酮酸等^[4]。

枫香树脂是一种天然树脂，有一定的黏性，与增黏树脂有着类似的特点，可作为一种新型增黏剂应用于热熔胶中，具有较大的研究价值。增黏树脂是热熔胶的重要添加剂，常用的增黏树脂有松香树脂、萜烯树脂和石油树脂等^[5]，由于他们的增黏作用，可赋予热熔胶不同的物理力学性能和特定的应用领域。增黏树脂的生产对下游产品的生产和应用起着至关重要的作用，不仅影响到下游产品的性能和质量，更影响到产品的市场竞争力^[6]，为此增黏树脂的应用已越来越受到制胶企业的重视。本研究探讨了枫香树脂作为一种新型增黏树脂在热熔胶中的应用，讨论了枫香树脂对SIS型热熔胶性能的影响。

1 实验

1.1 材料

枫香脂（灰白色黏稠状，广西）；萜烯树脂；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SIS）-1105树脂；环烷油4010；抗氧化剂1010；乙酸乙酯。

1.2 仪器

SYP4202-I型沥青软化点测定仪；黏性测试仪（斜槽滚球法）；CZY-S型持黏性测试仪，BLD-200S剥离强度测试仪；HY-843手动转压滚轮；JB 300-D型强力电动搅拌机；线棒；DSC204 F1型DSC 差热扫描量热仪。

1.3 枫香树脂的制备

采取水蒸气蒸馏法制备枫香树脂^[1]：将枫香树脂熔解、洗涤、澄清、净化后，进行水蒸气蒸馏，通过改变蒸馏时间和蒸馏温度，来制备不同软化点的浅黄色透明固体。树脂主要质量指标：酸值43 mg/g，皂化值 84 mg/g，软化点 40~130°C，加德纳色号6。

1.4 热熔胶（HMA）的制备

将称量好的枫香树脂，抗氧化剂1010，环烷油4010依次加入装有温度计和搅拌器的四口烧瓶中，搅拌并加热至100°C，待枫香树脂熔融，加入称量好的SIS-1105，搅拌并升温至170°C，抽真空至0.09~0.1 MPa，控制搅拌速率，持续加热并搅拌1 h，直至热塑性弹性体全部溶解并成为均匀透明的黏稠液体后，停止加热和搅拌，趁热出料，即得SIS型热熔胶（备用）。

1.5 测试样品制备

取被测样若干于坩埚内熔融，加入与熔融胶等质量的乙酸乙酯配成50%的溶液；用100υm的涂胶棒（上胶量：25.0~35.0 g/m²）将胶溶液均匀的涂抹于聚对苯二甲酸乙二酯（PET）膜上（10.0 cm×2.5 cm），放置于80°C恒温干燥箱中，15 min后取出，用于初黏力、持黏力和180°剥离强度等的测定。

1.6 性能测试

软化点，按照GB/T 15332-1994测定；初黏力，按照GB/T 4852-2002测定；持黏力，按照GB/T 4851-1998 测定；180°剥离强度，按照GB/T 2792-1998测定；玻璃化转变温度（T_g），按照GB/T 19466.2-2004测定；热熔胶外观色泽度，按照GB/T12007.1-1989测定。

2 结果与讨论

2.1 枫香树脂的用量对SIS型热熔胶性能的影响

采用单因素考察法^[7]，在弹性体SIS-1105、环烷油4010和抗氧剂1010质量比30:25:0.5下，考察枫香树脂的用量对SIS型热熔胶性能的影响。

2.1.1 对外观的影响  由表1可以看出，随着枫香树脂用量的增加，热熔胶透明度变差，黏弹性降低，颜色加深，加德纳色号增大。所以，枫香树脂的用量不能超过30%（以反应体系计，下同），且宜用浅色树脂为佳。

2.1.2 对黏结性能以及软化点的影响  热熔胶黏结性能包括持黏力、初黏力和180°剥离强度。其中持黏力是指热熔胶与接触基材达到最大限度的黏接力，此时热熔胶已经完全固化并与基材达到最佳黏接效果；初黏力是热熔胶与基材接触并施加短暂压力从而达到一定黏接效果的黏结力^[11]，此时热熔胶并没有完全固化。持黏力是一个基本指标，初黏力则是选择热熔胶的关键。剥离强度和初黏、持黏是相互矛盾的3大指标[8]，是判断热熔胶性能好坏的标准之一。热熔胶在SIS-1105、环烷油4010和抗氧化剂1010质量比为30:25:0.5的条件下，枫香树脂的用量对其热熔胶3项性能的影响如图1所示。

从图1看出，枫香树脂的用量对热熔胶初黏力和180°剥离强度都是呈现先增加后减小的趋势，而持黏力是随着枫香树脂的用量的增加呈下降趋势。由于实验中加入的枫香树脂是熔于弹性体橡胶相的增黏树脂，这类树脂的加入有助于提高胶黏剂的初黏力，而且较少的增黏树脂对被黏物的浸润性不好，增黏作用相对较小，所以随着用量加大剥离强度也逐渐升高，但是当加入的增黏树脂量过多时，过多的增黏树脂则破坏胶体的内聚强度，使其剥离强度下降，此时也会有部分增黏树脂不能被弹性体两相熔解[9]，形成单独的增黏树脂相，初黏力反而减小。所以，就上述3项力学指标而言，枫香树脂的用量宜在30%。

图2是枫香树脂的用量对SIS热熔胶软化点的影响，由图2可以看出，随着枫香树脂用量的增加，热熔胶的软化点降低。这是因为枫香树脂的量过少，SIS-1105的软化点相对较高，所以制备的HMA的软化点与SIS弹性体相似；而用量大于30%后，随着枫香树脂用量的继续增加，HMA软化点呈上升趋势，此事枫香树脂大多呈填料作用，因为随着更多的枫香树脂融入弹性体中，弹性体分子的体积逐渐被充大，从而使胶体的软化点逐渐升高^[9]。

2.1.3 对玻璃化转变温度（T_g）的影响  由图3可以看出SIS-1105呈现两个Tg，当枫香树脂的加入后制成的热熔胶的DSC曲线图中只呈现一个Tg，说明SIS-1105与枫香树脂共混后相容；由于两种共混组分是热力学相容的，共混后形成的是均相体系，那么共混物只有一个Tg^[10]。

Kim等在文献[12]中报道，增黏树脂不仅提高了热熔胶的润湿性和黏结力，提高热熔胶的流变性，同时也增加了玻璃化转变温度。由图4枫香树脂的质量分数从8%增加到50%时，对热熔胶玻璃化转变温度Tg有重要影响：随着枫香树脂用量的增加，Tg随之升高。

2.2 枫香树脂的软化点对SIS型热熔胶性能的影响

在SIS-1105、环烷油4010和枫香树脂与抗氧化剂质量分数比为38%：32%：30%：0.5%的条件下，中低温度软化点的枫香树脂对SIS型热熔胶性能的影响，如表2所示。

从表2可以看出，枫香树脂的软化点对热熔胶的性能影响较大，软化点高，则初黏力小，但内聚力较高。软化点低，热熔胶的初黏性较好，黏结强度和内聚力则较低，低软化点树脂可使热熔胶具有较好的初黏力，高软化点的树脂能保持良好内聚力及耐蠕变，为了得到初黏力、黏结强度和内聚力都较忧的热熔胶，软化点的选择很重要。该表2 显示中，软化点92°C时制备的热熔胶综合性能最优。

按文献^[13]报道，不同软化点松香酯的配合使用，可以使热熔胶的性能比较全面。为此本实验也研究了不同软化点枫香树脂的配比使用对热熔胶性能的影响，如表三所示。

2.3 枫香树脂与萜烯树脂的混合使用对SIS型热熔胶性能的影响

在SIS-1105，环烷油4010，增黏树脂以及抗氧化剂质量比为38%：32%：30%：0.5%条件下，两种相近软化点的树脂的复方配比与SIS共混来研究其热熔胶的性能。两种树脂分别为萜烯树脂（软化点94°C，加德纳色号9）；枫香树脂（软化点92°C，加德纳色号6），结果见表4。

从表4可以看出，采用单一的萜烯树脂作为增黏树脂，在SIS型热熔胶配方中比其它原料相容性较差，热稳定性差，但制得的胶体均具有很好的弹性，稳定性差异导致颜色加深，最终会影响胶体的透明度；而枫香树脂作为增黏树脂，制备的热熔胶颜色不深，透明度好，这可能是由于萜烯树脂与枫香树脂不同的分子空间结构所致。表中也看出以一定比例的萜烯树脂与枫香树脂的复方配合比单一的增黏树脂对热熔胶性能更好，当枫香树脂与萜烯树脂的质量比为2:1时，综合性能最优：初黏力 14#，180°剥离强度＞600 N/m，无残胶现象。

3 结论

3.1  枫香树脂在热熔胶黏剂中具有增黏剂作用，随着其用量的增加，热熔胶（MHA）的初黏力，180°剥离强度是先增大后减小，而持黏力随用量增加而降低其玻璃化转变温度也随之升高。

3.2  枫香树脂的软化点对热熔胶性能也有一定的影响，低软化点的树脂使HMA产生较大的初黏力，但是其内聚力不高，高软化点使HMA有较大的剥离强度，但是初黏力不好，中低软化点的枫香树脂的共混可以使热熔胶达到更好的黏接性能。

3.3  两种增黏树脂的复配使得热熔胶的初黏力和剥离强度等综合性能更优。在SIS-1105、环烷油4010、增黏树脂（m（92°C枫香树脂）：m（94°C萜烯树脂）2:1）与抗氧化剂质量分数比为38%：32%：30%：0.5%的条件下，热熔胶综合性能最佳，外观透明，无残胶现象，此时初黏力为 14#，180°剥离强度＞600 N/m，持黏力≥72 h。

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