APET膜是一種透明包裝膜,在包裝領域得到廣泛應用。目前粘結該包裝膜的是含三苯溶劑的膠粘劑,對環境造成污染。有關聚氨酯改性有不少報道。本研究采用TMP為交聯劑,得到一種濕固化聚氨酯膠粘劑,該膠粘劑對APET膜有很好的粘結性能且無三苯溶劑,是一種環保膠粘劑。
1實驗
1.1實驗原料和測試方法
1)實驗原料:TDl,工業品,日本進口;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一剝離強度測試按GB/T2791-1995執行。
1.2實驗步驟
將N220在120℃,真空減壓脫水1.5h備用。在N2保護下,在裝有攪拌、溫度計、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1h,加入BD0,保溫3h,加入交聯劑TMP,繼續反應1h,取樣測定反應物中NCO基團的含量,達到設計值時停止反應。
2實驗結果與討論
2.1NC0/OH摩爾比對APET膜粘結性能影響
從圖l可看出,隨著NC0/OH摩爾比的增加,膠粘劑的剝離強度也增大。因為NC0/OH摩爾比越高,膠液的相對分子質量小,形成的分子結構交聯密度大,因而粘接強度高;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,極性基團的密度越高,粘接強度也越高。但當總NC0/OH摩爾比增加到1.4以后,膠膜的脆性將增大,韌性降低,而且發泡現象變得明顯,剝離強度減小。所以較佳的NC0/OH摩爾比為1.4。
2.2BD0用量對APET膜粘結性能的影響
由圖2可知,擴鏈劑BD0的加入可相應提高膠粘劑中氨酯基含量,增加膠的內聚強度、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鍵合,增加聚氨酯膠粘劑的初粘強度和耐熱性能。但若擴鏈劑的加入量過多,會使生成的膠粘劑分子量過小,從而使聚氨酯膠粘劑對APET膜粘接的剝離強度減小,另一方面也會導致聚氨酯結晶度增加,從而使膠粘劑的剝離強度下降。所以較佳的BD0質量分數為14%。
2.3TMP用量對APET膜粘結性能的影響
由圖3可知隨TMP質量分數mTMP的增大,膠粘劑對APET膜的剝離強度增大,增大到一定的時候,剝離強度減小。因為TMP為三官能度多元醇,隨mTMP含量增大,體系的平均官能度增大,縮聚反應產物的分子量增大,PU預聚物逐漸由線形分子結構發展到具有交聯的結構,增加了內聚力,從而使剝離強度增大。但當mTMP增加4%時,剝離強度減小。這是因為mTMP,增大到4%以后,再增大mTMP,膠粘劑粘度增大很快,并且反應不均勻,部分發生凝膠反應,從而使剝離強度降低。所以較佳的mTMP量為4%
2.4固化時間的影響
由圖4可知。隨著固化時間的延長,膠粘劑對APET膜的剝離強度增大,當達到10h以后,剝離強度不變。因為隨著固化時間的延長,有更多的-NC0與空氣中的水蒸氣反應,生成更多的氨基甲酸酯基和脲基,并且隨著時間的延長,生成的氨基甲酸酯基和脲基越多,從而使膠粘劑的內聚強度增加,剝離強度增大。但當10h以后再延長固化時間,剝離強度沒什么變化。這是因為這時候一NC0已和空氣中的水蒸氣固化反應已完全,再延長時間氨基甲酸酯基和脲基就不會再增多。因此適宜得固化時間是10h左右。
3結語
以1,4一丁二醇為擴鏈劑,以三羥甲基丙烷為交聯劑,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性能,能滿足APET包裝薄膜的需要。