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     北京高盟化工有限公司一直致力于特種復(fù)合膠的研制，以求服務(wù)于包裝行業(yè)，已經(jīng)完成的特種膠有１３５℃高溫蒸煮膠、１２１℃蒸煮膠、抗介質(zhì)膠、鍍鋁膜復(fù)合膠、快速固化膠、洗衣粉袋專用膠及其他專為包裝企業(yè)設(shè)計的膠粘劑品種。本文介紹的是我公司最新研制的新型鍍鋁膜膠粘劑。    鍍鋁復(fù)合薄膜是將鍍鋁薄膜（ＶＭＰＥＴ、ＶＭＢＯＰＰ、ＶＭＣＰＰ和ＶＭＣＰＥ）與塑料薄膜復(fù)合在一起，形成一種帶有鋁光澤的包裝材料。因其具有良好的阻隔性能，耐穿刺、耐高低溫、耐水煮性能和不透光、不透濕、不透氣，在食品、保健品、醫(yī)藥和化妝品等包裝方面獲得了廣泛的應(yīng)用。以前市場上的鍍鋁復(fù)合薄膜剝離強度太低，北京高盟化工有限公司于１９９８年推出了ＹＨ５０１Ｓ鍍鋁膜專用膠粘劑，使鍍鋁復(fù)合薄膜的強度有很大提高，但存在塑/塑復(fù)合強度不如普通膠、體系活性高、操作不方便、不耐１００℃水煮等缺點。為了適應(yīng)市場的需要，我們在ＹＨ５０１Ｓ鍍鋁膜專用膠粘劑基礎(chǔ)上，重新進行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，研制出一種新的多用途、高強度、耐水煮鍍鋁復(fù)合薄膜用膠粘劑。一、試驗部分１.主要原材料對苯二甲酸二甲酯，工業(yè)級(北京化工廠)；間苯二甲酸，工業(yè)級(燕山石化)；己二酸，工業(yè)級(遼寧化工廠)；二甘醇，工業(yè)級(金山石化)；乙二醇，工業(yè)級(金山石化)；二異氰酸酯，工業(yè)級(拜爾公司)；乙酸乙酯，工業(yè)級(天津)；催化劑(自制)；ＶＭ１０固化劑(自制)。１＃材料為滿版印刷ＢＯＰＰ薄膜（２０μ）／鍍鋁ＣＰＰ（ＶＭＣＰＰ）薄膜，青島廠家提供；２＃材料為滿版印刷ＢＯＰＰ薄膜（２８μ）／鍍鋁ＣＰＰ（ＶＭＣＰＰ）薄膜，北京廠家提供；３＃材料為滿版印刷ＢＯＰＰ薄膜（３５μ）／鍍鋁ＣＰＰ（ＶＭＣＰＰ）薄膜，河北廠家提供；２.設(shè)備、儀器ＨＩＲＯＳＨＩＭＡ復(fù)膜機(日本)，復(fù)合速度為５０～７０ｍ／ｍｉｎ；ＢＬＤ－     ２００ｓ電子剝離試驗機。３.聚酯多元醇的合成將計量的對苯二甲酸二甲酯、二甘醇及催化劑進行酯交換反應(yīng)，待甲醇出至理論量時，再加入計量的間苯二甲酸、己二酸、乙二醇進行混合酯化反應(yīng)，達到理論出水量后，在真空狀態(tài)下縮聚，每隔一段時間取樣分析酸值、羥值，合格后出料，得到分子量為２０００左右的聚酯多元醇。４.粘合劑主劑的合成將計量的聚酯多元醇，二異氰酸酯及部分乙酸乙酯加入反應(yīng)釜中，升溫到一定的溫度后保溫數(shù)小時，取樣分析粘度、固體含量、羥值，合格后降溫，加入助劑及乙酸乙酯攪拌均勻即得到粘合劑主劑，商品牌號為ＹＨ５０１ＳＬ。５.性能測試①溶劑殘留量試驗。按ＹＹ０２３５－１９９６藥品包裝用復(fù)合膜(通則)５.５溶劑殘留量的檢驗進行。②剝離強度。按ＧＢ２７９０－８１，測量１８０℃剝離強度。二、結(jié)果與討論１.膠粘劑設(shè)計原理     鍍鋁復(fù)合薄膜是將鍍鋁薄膜與塑料薄膜復(fù)合在一起，結(jié)構(gòu)示意如圖1(略)。根據(jù)示意圖可知，影響鍍鋁復(fù)合薄膜剝離強度主要有以下幾個因素：①膠粘劑本體強度及膠粘劑的本質(zhì)；②ＢＯＰＰ或ＰＥＴ薄膜和膠粘劑界面強度；③膠粘劑和ＶＭ界面強度；④ＶＭ和ＣＰＰ或ＰＥＴ薄膜界面強度。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℃剝離強度小于０.３Ｎ。這說明膠粘劑本體強度、ＢＯＰＰ或ＰＥＴ薄膜和膠粘劑界面強度、膠粘劑和ＶＭ界面強度都高于ＶＭ和ＣＰＰ界面強度。事實上未復(fù)合以前，ＶＭ和ＣＰＰ或ＰＥＴ薄膜界面強度遠大于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、單體殘存量等對鍍鋁層產(chǎn)生很大的影響，進而影響剝離強度和溶劑殘留量。若膠粘劑分子結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，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度、ＢＯＰＰ和膠粘劑界面、膠粘劑和ＶＭ界面強度，還將影響ＶＭ和ＣＰＰ界面強度以及溶劑殘留量。     雙組分聚氨酯膠粘劑是由含羥基基團－ＯＨ組成的主劑和含異氰酸酯基基團－ＮＣＯ組成的固化劑組成。使用時將主劑和固化劑按一定比例混合均勻，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)進行分子擴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)、分子量分布等對粘接有重要的影響。聚氨酯可認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高于室溫，在常溫下呈玻璃態(tài)、冷晶或微晶，稱之為塑料相。由于兩種鏈段的熱力學(xué)具有不相容性，會產(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)，起增強作用；軟段被硬段區(qū)增強。因為鋁、塑料膜等的物理性能差異較大，如果膠粘劑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，固化過程中會產(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)進行粘接的，這一過程所需時間較長，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)合強度。２.材料性質(zhì)、熟化條件對剝離強度的影響?yīng)トN不同厚度的薄膜復(fù)合后在不同的條件下熟化，其剝離強度見表1(略)(單位為Ｎ／ １５ｍｍ)。o從表中可看出，用ＹＨ５０１ＳＬ／ＶＭ１０膠粘劑具有較高的初粘力；復(fù)合不同厚度的薄膜，其剝離強度略有不同；薄膜厚度較大，剝離強度也略大。熟化２４ｈ后已經(jīng)有很高的剝離強度，熟化４８ｈ后，剝離強度達到最大，繼續(xù)熟化強度下降，鍍鋁層部分轉(zhuǎn)移。建議５０℃下熟化時間不要超過４８ｈ。３.涂布量的影響?yīng)?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)。熟化溫度及時間的影響因素，上文已經(jīng)討論過，涂布量對滿版印刷ＢＯＰＰ／ＶＭＣＰＰ剝離強度的影響見表2(略)。從表中可知，當涂布量大于２.０ｇ／ｍ2時，ＹＨ５０１ＳＬ／ＶＭ１０復(fù)合滿版印刷ＢＯＰＰ／ＶＭＣＰＰ，剝離強度達到并超過ＹＨ５０１Ｓ和進口膠Ｄ，但若要使剝離強度達到最大，建議涂布量不低于３.０ｇ／ｍ2。４.固化劑用量的影響?yīng)ィ伲龋担埃保樱毯停郑停保安煌|(zhì)量配比(－ＯＨ／ＮＣＯ不同)對剝離強度影響結(jié)果見表3(略)。５.耐水煮性能ＹＨ５０１Ｓ和進口膠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，煮后立即測其剝離強度，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，測其剝離強度，結(jié)果見表5(略)。從表中可以看出，ＹＨ５０１ＳＬ用于塑／塑復(fù)合，具有較高的剝離強度。７.性能對比ＹＨ５０１Ｓ、進口膠Ｄ和ＹＨ５０１ＳＬ性能對比見表6(略)。     從表中可以看出，ＹＨ５０１ＳＬ性能優(yōu)于ＹＨ５０１Ｓ和進口膠Ｄ。通過膠粘劑的組成、分子結(jié)構(gòu)、分子量分布設(shè)計和控制，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)異的剝離強度和耐水煮性能，用于塑/塑復(fù)合也具有較高的剝離強度。來源:化工精細網(wǎng)