粘合樹(shù)脂的介紹(常用粘合性聚合物)
在多層共擠復(fù)合技術(shù)和涂布復(fù)合等技術(shù)中經(jīng)常要用到粘合樹(shù)脂,杜美國(guó)邦公司稱為T(mén)IE,日本三井公司稱為ADMER,以及日本三菱公司,韓國(guó)SK公司和阿托非納公司的產(chǎn)品,還有南京奧光和南京六合公司的相關(guān)產(chǎn)品。
粘合樹(shù)脂通常是一類接枝改性的聚合物。通過(guò)將共聚單體接枝在聚合物的主鏈上形成官能支鏈,使暴露在主鏈外的官能支鏈迅速,高效地與被粘合材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。粘合性材料的潤(rùn)濕,擴(kuò)散,化學(xué)鍵以及物理糾纏是決定粘合強(qiáng)度的主要因素。
常用粘合性聚合物是一種酸酐改性的乙烯-醋酸乙烯,聚乙烯,聚丙烯聚合物和一些酸共聚物。根據(jù)聚合物載體的種類分別用于粘合PE,PP,沙林,EVA,PA,和EVOH,PVC,紙張等,這類粘合樹(shù)脂可用于普通的擠出和共擠出設(shè)備進(jìn)行加工。
粘合樹(shù)脂的功能就是將通常來(lái)說(shuō)互相不能粘合的樹(shù)脂或基材粘合在一起。其粘合的效果通常用剝離強(qiáng)度表征。
1、酸酐改性的乙烯-醋酸乙烯共聚物(簡(jiǎn)稱EVA改性粘合樹(shù)脂)
就像EVA一樣,它的改性粘合樹(shù)脂有有類似于EVA樹(shù)脂的密度和熔指,可粘合多種材料。比如:PE,EVA,PA6,沙林。
EVA改性粘合樹(shù)脂在共擠出時(shí)必須保證有充分的時(shí)間使酸酐激活,以確保產(chǎn)生足夠的粘合力。因此溫度的設(shè)置非常重要。為了確保粘合強(qiáng)度,在粘合樹(shù)脂接觸其他被粘合材料前,應(yīng)使粘合樹(shù)脂的熔體保持在210攝氏度以上的熔體溫度數(shù)分鐘,從而確保其在共擠出加工時(shí)的粘合性能。
為了防止EVA因加工溫度過(guò)高而降解,加工溫度應(yīng)該限制在238度。
如果粘合性能良好,則可將加工溫度降至230度左右。粘合樹(shù)脂在210度以上的時(shí)間越長(zhǎng),酸酐激活得越充分。但是過(guò)高的溫度或擠出機(jī)中死角造成滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能會(huì)引起樹(shù)脂老化。
具體溫度設(shè)置還要根據(jù)螺桿設(shè)計(jì),擠出機(jī)背壓限制,壓力限制,共擠出時(shí)和其它材料的流變性能匹配以及其他材料的熱穩(wěn)定性影響等因素而進(jìn)行調(diào)整。此外粘合樹(shù)脂在擠出機(jī)中滯留的時(shí)間也會(huì)影響薄膜的質(zhì)量,應(yīng)該使它在擠出機(jī)中的流動(dòng)盡可能順暢。
由于酸酐改性的EVA粘合樹(shù)脂的軟化點(diǎn)較低,所以在加工時(shí)應(yīng)保持?jǐn)D出機(jī)的加料段的溫度盡可能低,然后在壓縮段迅速將溫度升到熔點(diǎn)。
通常可通過(guò)用水冷卻料筒喉部和螺桿加料段可避免樹(shù)脂架橋問(wèn)題。要根據(jù)擠出量的需要來(lái)選擇合適的螺桿,可以使用標(biāo)準(zhǔn)聚烯烴螺桿但要避免過(guò)深的螺槽影響粘合樹(shù)脂的剪切熔融。同時(shí)應(yīng)該避免使用過(guò)大的螺桿在低速下擠出粘合樹(shù)脂。
2、酸酐改性的線形低密度聚乙烯聚合物(簡(jiǎn)稱LLDPE粘合樹(shù)脂)
具有類似與線形低密度聚乙烯LLDPE的密度和熔體指數(shù)。可粘合多種材料,比如:乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH),PA6,PE,離子型聚合物(沙林)和乙烯的共聚物。具有和LLDPE樹(shù)脂有相似的物理性能??捎糜诖的?,流延薄膜/片材等共擠出工藝。用LLDPE粘合樹(shù)脂生產(chǎn)聚乙烯阻隔結(jié)構(gòu)的共擠出薄膜比用EVA粘合樹(shù)脂為基材的生產(chǎn)薄膜有更好的耐熱性能。
也可以用于共擠出涂布工藝,每個(gè)牌號(hào)的樹(shù)脂的流變性能不同,因此都具有其特定的應(yīng)用場(chǎng)合。
LLDPE粘合樹(shù)脂對(duì)EVOH有良好的粘合性能,對(duì)PA具有優(yōu)異的粘合性。
同上面EVA一樣,加工溫度的設(shè)定非常關(guān)鍵。
在200度以上的熔融溫度中保持幾分鐘,以激活酸酐基團(tuán)。
在和EVA或EVOH這類樹(shù)脂熱敏樹(shù)脂材料共擠出時(shí),為了防止EVA和EVOH的溫度過(guò)高,酸酐改性的LLDPE粘合樹(shù)脂的加工溫度不得超過(guò)235度。
如果粘合力足夠好,可將粘合樹(shù)脂加工溫度降到210-220度。
當(dāng)和尼龍PA及其他熱穩(wěn)定的樹(shù)脂共擠出加工時(shí),它的加工溫度可以高一些,最大不超過(guò)250度。并可適當(dāng)降低。超過(guò)260度就會(huì)出現(xiàn)晶點(diǎn)問(wèn)題。
采用共擠出生產(chǎn)工藝時(shí):控制材料和加工工藝參數(shù)并使不同材料的熔體黏度匹配是最關(guān)鍵的工藝技術(shù)。
3、酸酐改性的聚丙烯聚合物(簡(jiǎn)稱PP粘合樹(shù)脂)
具有類似與聚丙烯PP的密度和熔體指數(shù)??烧澈隙喾N材料,比如:PP,乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH),PA6。
具有和PP樹(shù)脂有相似的物理性能??捎糜诖的?,流延薄膜/片材等共擠出工藝。
溫度的設(shè)置非常重要。為了確保粘合強(qiáng)度,在粘合樹(shù)脂接觸其他被粘合材料前,應(yīng)使粘合樹(shù)脂的熔體保持在210攝氏度以上的熔體溫度數(shù)分鐘,從而確保其在共擠出加工時(shí)的粘合性能。
在和EVA或EVOH這類樹(shù)脂熱敏樹(shù)脂材料共擠出時(shí),為了防止EVA和EVOH的溫度過(guò)高,酸酐改性的PP粘合樹(shù)脂的加工溫度不得超過(guò)235度。
如果粘合力足夠好,可將粘合樹(shù)脂加工溫度降到210-220度。
當(dāng)和尼龍PA及其他熱穩(wěn)定的樹(shù)脂共擠出加工時(shí),它的加工溫度可以高一些,最大不超過(guò)250度。
4、酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物(簡(jiǎn)稱HDPE粘合樹(shù)脂)
具有強(qiáng)韌,耐高溫的特點(diǎn),廣泛用于共擠出流延,吹膜,片材耐煮沸結(jié)構(gòu),PE與PA,EVOH的粘合,鋁塑粘合結(jié)構(gòu)等。
溫度的設(shè)置:酸酐改性的HDPE粘合樹(shù)脂的加工溫度不得超過(guò)235度。
如果粘合力足夠好,可將粘合樹(shù)脂加工溫度降到210-220度。
當(dāng)和尼龍PA及其他熱穩(wěn)定的樹(shù)脂共擠出加工時(shí),它的加工溫度可以高一些,最大不超過(guò)250度。
5、乙烯和甲基丙烯酸酯的共聚物(主要用于涂布)略
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