用普通双组分聚氨酯胶粘剂粘合镀铝复合薄膜,复合薄膜剥离强度很低,其剥离破坏主要发生在VM-CPP界面,镀铝膜完全转移,180℃剥离强度小于0.3N。这说明胶粘剂本体强度、BOPP或PET薄膜和胶粘剂界面强度、胶粘剂和VM界面强度都高于VM和CPP界面强度。事实上未复合以前,VM和CPP或PET薄膜界面强度远大于0.3N。因此,胶粘剂的性质即胶粘剂的本质--胶粘剂的组成、分子结构、分子量分布、单体残存量等对镀铝层产生很大的影响,进而影响剥离强度和溶剂残留量。若胶粘剂分子结构设计不合理,软硬段比例不合理,分子量分布太宽,单体残存量高,不仅影响胶粘剂本体强度、BOPP和胶粘剂界面、胶粘剂和VM界面强度,还将影响VM和CPP界面强度以及溶剂残留量。 双组分聚氨酯胶粘剂是由含羟基基团-OH组成的主剂和含异氰酸酯基基团-NCO组成的固化剂组成。使用时将主剂和固化剂按一定比例混合均匀,经化学反应进行分子扩链后形成高分子量的聚合物。作为胶粘剂的使用,聚氨酯的组成、分子结构、分子量分布等对粘接有重要的影响。聚氨酯可认为是一种含有软链段和硬链段的嵌段共聚物,软段由聚酯、聚醚、聚烯烃等低聚物链段组成,非常柔顺,呈无规卷曲状态,由于其玻璃化温度低于室温,称之为橡胶相;硬段由芳香基、取代脲基、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲等基团组成,在常温下伸展成棒状,不容易改变其构形构象,内聚能很大,彼此缔合在一起形成许多微区小单元,这些微区小单元的玻璃化温度远高于室温,在常温下呈玻璃态、冷晶或微晶,称之为塑料相。 由于两种链段的热力学具有不相容性,会产生微观相分离,在聚合物基体内部形成相区或微相区。聚氨酯优良的性能可用两相形态学来解决: 硬段相提供多官能度物理交联,即形成氢键而交联,起增强作用;软段被硬段区增强。因为铝、塑料膜等的物理性能差异较大,如果胶粘剂结构设计不合理,固化过程中会产生应力集中;此外,双组分聚氨酯胶粘剂是通过主剂和固化剂混合后,发生化学反应形成大分子聚合物(固化)进行粘接的,这一过程所需时间较长,常温下一般需要48H。在这期间,胶粘剂中的残存单体和小分子聚合物将通过镀铝层进入VM层和CPP层的界面,由于胶粘剂的固化收缩以及铝、CPP线涨系数不同产生应力而降低VM层和CPP层的结合强度。 2.材料性质、熟化条件对剥离强度的影响 三种不同厚度的薄膜复合后在不同的条件下熟化,其剥离强度见表1(略)(单位为N/ 15mm)。 从表中可看出,用YH501SL/VM10胶粘剂具有较高的初粘力;复合不同厚度的薄膜,其剥离强度略有不同;薄膜厚度较大,剥离强度也略大。熟化24H后已经有很高的剥离强度,熟化48H后,剥离强度达到最大,继续熟化强度下降,镀铝层部分转移。建议50℃下熟化时间不要超过48H。 3.涂布量的影响 复合薄膜复合效果的好坏,除了胶粘剂涂布量、熟化温度及时间的影响外,还和生产环境的湿度、复合温度、薄膜张力控制等因素有关。熟化温度及时间的影响因素,上文已经讨论过,涂布量对满版印刷BOPP/VMCPP剥离强度的影响见表2(略)。 从表中可知,当涂布量大于2.0g/m2时,YH501SL/VM10复合满版印刷BOPP/VMCPP,剥离强度达到并超过YH501S和进口胶D,但若要使剥离强度达到最大,建议涂布量不低于3.0g/m2。 4.固化剂用量的影响 YH501SL和VM10不同质量配比(-OH/NCO不同)对剥离强度影响结果见表3(略)。 5.耐水煮性能 YH501S和进口胶D不耐100℃水煮。用YH501SL复合的三种复合薄膜在50℃下熟化48H后,放在100℃的沸水中水煮,煮后立即测其剥离强度,结果见表4(略)。 由表中的数据可知,YH501SL/VM10复合薄膜胶粘剂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/塑复合 YH501SL用于PET/PEP、PET/CPP和NNNY/PE三种复合薄膜复合后,在50℃下熟化48H后,测其剥离强度,结果见表5(略)。 从表中可以看出,YH501SL用于塑/塑复合,具有较高的剥离强度。 7.性能对比 YH501S、进口胶D和YH501SL性能对比见表6(略)。 从表中可以看出,YH501SL性能优于YH501S和进口胶D。 通过胶粘剂的组成、分子结构、分子量分布设计和控制,研制出性能优异的镀铝复合薄膜用胶粘剂YH501SL;该胶粘剂用于镀铝复合薄膜具有良好的初粘力、优异的剥离强度和耐水煮性能,用于塑/塑复合也具有较高的剥离强度。
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