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鍍鋁復(fù)合薄膜膠粘劑的研究(下)

2007/8/10 15:04:24 人評(píng)論

用普通雙組分聚氨酯膠粘劑粘合鍍鋁復(fù)合薄膜,復(fù)合薄膜剝離強(qiáng)度很低,其剝離破壞主要發(fā)生在VM-CPP界面,鍍鋁膜完全轉(zhuǎn)移,180℃剝離強(qiáng)度小于0.3N。這說明膠粘劑本體強(qiáng)度、BOPP或PET薄膜和膠粘劑界面強(qiáng)度、膠粘劑和VM界面強(qiáng)度都高于VM和CPP界面強(qiáng)度。事實(shí)上未復(fù)合以前,VM和CPP或PET薄膜界面強(qiáng)度遠(yuǎn)大于0.3N。因此,膠粘劑的性質(zhì)即膠粘劑的本質(zhì)--膠粘劑的組成、分子結(jié)構(gòu)、分子量分布、單體殘存量等對(duì)鍍鋁層產(chǎn)生很大的影響,進(jìn)而影響剝離強(qiáng)度和溶劑殘留量。若膠粘劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,軟硬段比例不合理,分子量分布太寬,單體殘存量高,不僅影響膠粘劑本體強(qiáng)度、BOPP和膠粘劑界面、膠粘劑和VM界面強(qiáng)度,還將影響VM和CPP界面強(qiáng)度以及溶劑殘留量。  雙組分聚氨酯膠粘劑是由含羥基基團(tuán)-OH組成的主劑和含異氰酸酯基基團(tuán)-NCO組成的固化劑組成。使用時(shí)將主劑和固化劑按一定比例混合均勻,經(jīng)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分子擴(kuò)鏈后形成高分子量的聚合物。作為膠粘劑的使用,聚氨酯的組成、分子結(jié)構(gòu)、分子量分布等對(duì)粘接有重要的影響。聚氨酯可認(rèn)為是一種含有軟鏈段和硬鏈段的嵌段共聚物,軟段由聚酯、聚醚、聚烯烴等低聚物鏈段組成,非常柔順,呈無規(guī)卷曲狀態(tài),由于其玻璃化溫度低于室溫,稱之為橡膠相;硬段由芳香基、取代脲基、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、縮二脲等基團(tuán)組成,在常溫下伸展成棒狀,不容易改變其構(gòu)形構(gòu)象,內(nèi)聚能很大,彼此締合在一起形成許多微區(qū)小單元,這些微區(qū)小單元的玻璃化溫度遠(yuǎn)高于室溫,在常溫下呈玻璃態(tài)、冷晶或微晶,稱之為塑料相?! ∮捎趦煞N鏈段的熱力學(xué)具有不相容性,會(huì)產(chǎn)生微觀相分離,在聚合物基體內(nèi)部形成相區(qū)或微相區(qū)。聚氨酯優(yōu)良的性能可用兩相形態(tài)學(xué)來解決: 硬段相提供多官能度物理交聯(lián),即形成氫鍵而交聯(lián),起增強(qiáng)作用;軟段被硬段區(qū)增強(qiáng)。因?yàn)殇X、塑料膜等的物理性能差異較大,如果膠粘劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,固化過程中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中;此外,雙組分聚氨酯膠粘劑是通過主劑和固化劑混合后,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成大分子聚合物(固化)進(jìn)行粘接的,這一過程所需時(shí)間較長(zhǎng),常溫下一般需要48H。在這期間,膠粘劑中的殘存單體和小分子聚合物將通過鍍鋁層進(jìn)入VM層和CPP層的界面,由于膠粘劑的固化收縮以及鋁、CPP線漲系數(shù)不同產(chǎn)生應(yīng)力而降低VM層和CPP層的結(jié)合強(qiáng)度。  2.材料性質(zhì)、熟化條件對(duì)剝離強(qiáng)度的影響?yīng)ァ ∪N不同厚度的薄膜復(fù)合后在不同的條件下熟化,其剝離強(qiáng)度見表1(略)(單位為N/ 15mm)?! 谋碇锌煽闯?,用YH501SL/VM10膠粘劑具有較高的初粘力;復(fù)合不同厚度的薄膜,其剝離強(qiáng)度略有不同;薄膜厚度較大,剝離強(qiáng)度也略大。熟化24H后已經(jīng)有很高的剝離強(qiáng)度,熟化48H后,剝離強(qiáng)度達(dá)到最大,繼續(xù)熟化強(qiáng)度下降,鍍鋁層部分轉(zhuǎn)移。建議50℃下熟化時(shí)間不要超過48H。  3.涂布量的影響?yīng)ァ ?fù)合薄膜復(fù)合效果的好壞,除了膠粘劑涂布量、熟化溫度及時(shí)間的影響外,還和生產(chǎn)環(huán)境的濕度、復(fù)合溫度、薄膜張力控制等因素有關(guān)。熟化溫度及時(shí)間的影響因素,上文已經(jīng)討論過,涂布量對(duì)滿版印刷BOPP/VMCPP剝離強(qiáng)度的影響見表2(略)。  從表中可知,當(dāng)涂布量大于2.0g/m2時(shí),YH501SL/VM10復(fù)合滿版印刷BOPP/VMCPP,剝離強(qiáng)度達(dá)到并超過YH501S和進(jìn)口膠D,但若要使剝離強(qiáng)度達(dá)到最大,建議涂布量不低于3.0g/m2。  4.固化劑用量的影響?yīng)ァ H501SL和VM10不同質(zhì)量配比(-OH/NCO不同)對(duì)剝離強(qiáng)度影響結(jié)果見表3(略)?! ?.耐水煮性能  YH501S和進(jìn)口膠D不耐100℃水煮。用YH501SL復(fù)合的三種復(fù)合薄膜在50℃下熟化48H后,放在100℃的沸水中水煮,煮后立即測(cè)其剝離強(qiáng)度,結(jié)果見表4(略)。  由表中的數(shù)據(jù)可知,YH501SL/VM10復(fù)合薄膜膠粘劑具有良好的水煮性能,但不同的薄膜耐水煮性能也不同,所用的薄膜厚度越小,耐水煮效果越好。  6.塑/塑復(fù)合  YH501SL用于PET/PEP、PET/CPP和NNNY/PE三種復(fù)合薄膜復(fù)合后,在50℃下熟化48H后,測(cè)其剝離強(qiáng)度,結(jié)果見表5(略)?! 谋碇锌梢钥闯?,YH501SL用于塑/塑復(fù)合,具有較高的剝離強(qiáng)度。  7.性能對(duì)比  YH501S、進(jìn)口膠D和YH501SL性能對(duì)比見表6(略)。  從表中可以看出,YH501SL性能優(yōu)于YH501S和進(jìn)口膠D?! ⊥ㄟ^膠粘劑的組成、分子結(jié)構(gòu)、分子量分布設(shè)計(jì)和控制,研制出性能優(yōu)異的鍍鋁復(fù)合薄膜用膠粘劑YH501SL;該膠粘劑用于鍍鋁復(fù)合薄膜具有良好的初粘力、優(yōu)異的剝離強(qiáng)度和耐水煮性能,用于塑/塑復(fù)合也具有較高的剝離強(qiáng)度。

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