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濕固化聚氨酯包裝膠粘劑的研究
2012-06-10 19:37:46   作者:   來源:   評(píng)論:0 點(diǎn)擊:

  APET膜是一種透明包裝膜,在包裝領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前粘結(jié)該包裝膜的是含三苯溶劑的膠粘劑,對環(huán)境造成污染。有關(guān)聚氨酯改性有不少報(bào)道。本研究采用TMP為交聯(lián)劑,得到一種濕固化聚氨酯膠粘劑,該膠粘劑對APET膜有很好的粘結(jié)性能且無三苯溶劑,是一種環(huán)保膠粘劑。

  1實(shí)驗(yàn)

  1.1實(shí)驗(yàn)原料和測試方法

  1)實(shí)驗(yàn)原料:TDl,工業(yè)品,日本進(jìn)口;三羥甲基丙烷(TMP),廣州石化總廠;聚醚二元醇(N220),分子量2000,羥值56mgKOH/g,廣州制漆廠;三乙胺(TEA):分析純,上海永生試劑廠。

  2)T一剝離強(qiáng)度測試按GB/T2791-1995執(zhí)行。

  1.2實(shí)驗(yàn)步驟

  將N220在120℃,真空減壓脫水1.5h備用。在N2保護(hù)下,在裝有攪拌、溫度計(jì)、冷凝管的四口瓶中,加入TDl和脫水的N220,逐漸升溫,在(80±5)℃溫度下反應(yīng)1h,加入BD0,保溫3h,加入交聯(lián)劑TMP,繼續(xù)反應(yīng)1h,取樣測定反應(yīng)物中NCO基團(tuán)的含量,達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)停止反應(yīng)。

  2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

  2.1NC0/OH摩爾比對APET膜粘結(jié)性能影響

  從圖l可看出,隨著NC0/OH摩爾比的增加,膠粘劑的剝離強(qiáng)度也增大。因?yàn)镹C0/OH摩爾比越高,膠液的相對分子質(zhì)量小,形成的分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)密度大,因而粘接強(qiáng)度高;另外NC0的含量越高,合成和固化過程中生成的氨基甲酸酯基和脲基越多,極性基團(tuán)的密度越高,粘接強(qiáng)度也越高。但當(dāng)總NC0/OH摩爾比增加到1.4以后,膠膜的脆性將增大,韌性降低,而且發(fā)泡現(xiàn)象變得明顯,剝離強(qiáng)度減小。所以較佳的NC0/OH摩爾比為1.4。

  2.2BD0用量對APET膜粘結(jié)性能的影響

  由圖2可知,擴(kuò)鏈劑BD0的加入可相應(yīng)提高膠粘劑中氨酯基含量,增加膠的內(nèi)聚強(qiáng)度、極性和活性,使聚氨酯膠粘劑與被粘材料形成物理吸附和化學(xué)鍵合,增加聚氨酯膠粘劑的初粘強(qiáng)度和耐熱性能。但若擴(kuò)鏈劑的加入量過多,會(huì)使生成的膠粘劑分子量過小,從而使聚氨酯膠粘劑對APET膜粘接的剝離強(qiáng)度減小,另一方面也會(huì)導(dǎo)致聚氨酯結(jié)晶度增加,從而使膠粘劑的剝離強(qiáng)度下降。所以較佳的BD0質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%。

  2.3TMP用量對APET膜粘結(jié)性能的影響

  由圖3可知隨TMP質(zhì)量分?jǐn)?shù)mTMP的增大,膠粘劑對APET膜的剝離強(qiáng)度增大,增大到一定的時(shí)候,剝離強(qiáng)度減小。因?yàn)門MP為三官能度多元醇,隨mTMP含量增大,體系的平均官能度增大,縮聚反應(yīng)產(chǎn)物的分子量增大,PU預(yù)聚物逐漸由線形分子結(jié)構(gòu)發(fā)展到具有交聯(lián)的結(jié)構(gòu),增加了內(nèi)聚力,從而使剝離強(qiáng)度增大。但當(dāng)mTMP增加4%時(shí),剝離強(qiáng)度減小。這是因?yàn)閙TMP,增大到4%以后,再增大mTMP,膠粘劑粘度增大很快,并且反應(yīng)不均勻,部分發(fā)生凝膠反應(yīng),從而使剝離強(qiáng)度降低。所以較佳的mTMP量為4%

  2.4固化時(shí)間的影響

  由圖4可知。隨著固化時(shí)間的延長,膠粘劑對APET膜的剝離強(qiáng)度增大,當(dāng)達(dá)到10h以后,剝離強(qiáng)度不變。因?yàn)殡S著固化時(shí)間的延長,有更多的-NC0與空氣中的水蒸氣反應(yīng),生成更多的氨基甲酸酯基和脲基,并且隨著時(shí)間的延長,生成的氨基甲酸酯基和脲基越多,從而使膠粘劑的內(nèi)聚強(qiáng)度增加,剝離強(qiáng)度增大。但當(dāng)10h以后再延長固化時(shí)間,剝離強(qiáng)度沒什么變化。這是因?yàn)檫@時(shí)候一NC0已和空氣中的水蒸氣固化反應(yīng)已完全,再延長時(shí)間氨基甲酸酯基和脲基就不會(huì)再增多。因此適宜得固化時(shí)間是10h左右。

  3結(jié)語

  以1,4一丁二醇為擴(kuò)鏈劑,以三羥甲基丙烷為交聯(lián)劑,得到濕固化的單組分聚氨酯膠粘劑,該膠粘劑有較好的粘結(jié)性能,能滿足APET包裝薄膜的需要。

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