APET膜是一种透明包装膜,在包装领域得到广泛应用。目前粘结该包装膜的是含三苯溶剂的胶粘剂,对环境造成污染。有关聚氨酯改性有不少报道。本研究采用TMP为交联剂,得到一种湿固化聚氨酯胶粘剂,该胶粘剂对APET膜有很好的粘结性能且无三苯溶剂,是一种环保胶粘剂。
1实验
1.1实验原料和测试方法
1)实验原料:TDl,工业品,日本进口;三羟甲基丙烷(TMP),广州石化总厂;聚醚二元醇(N220),分子量2000,羟值56mgKOH/g,广州制漆厂;三乙胺(TEA):分析纯,上海永生试剂厂。
2)T一剥离强度测试按GB/T2791-1995执行。
1.2实验步骤
将N220在120℃,真空减压脱水1.5h备用。在N2保护下,在装有搅拌、温度计、冷凝管的四口瓶中,加入TDl和脱水的N220,逐渐升温,在(80±5)℃温度下反应1h,加入BD0,保温3h,加入交联剂TMP,继续反应1h,取样测定反应物中NCO基团的含量,达到设计值时停止反应。
2实验结果与讨论
2.1NC0/OH摩尔比对APET膜粘结性能影响
从图l可看出,随着NC0/OH摩尔比的增加,胶粘剂的剥离强度也增大。因为NC0/OH摩尔比越高,胶液的相对分子质量小,形成的分子结构交联密度大,因而粘接强度高;另外NC0的含量越高,合成和固化过程中生成的氨基甲酸酯基和脲基越多,极性基团的密度越高,粘接强度也越高。但当总NC0/OH摩尔比增加到1.4以后,胶膜的脆性将增大,韧性降低,而且发泡现象变得明显,剥离强度减小。所以较佳的NC0/OH摩尔比为1.4。
2.2BD0用量对APET膜粘结性能的影响
由图2可知,扩链剂BD0的加入可相应提高胶粘剂中氨酯基含量,增加胶的内聚强度、极性和活性,使聚氨酯胶粘剂与被粘材料形成物理吸附和化学键合,增加聚氨酯胶粘剂的初粘强度和耐热性能。但若扩链剂的加入量过多,会使生成的胶粘剂分子量过小,从而使聚氨酯胶粘剂对APET膜粘接的剥离强度减小,另一方面也会导致聚氨酯结晶度增加,从而使胶粘剂的剥离强度下降。所以较佳的BD0质量分数为14%。
2.3TMP用量对APET膜粘结性能的影响
由图3可知随TMP质量分数mTMP的增大,胶粘剂对APET膜的剥离强度增大,增大到一定的时候,剥离强度减小。因为TMP为三官能度多元醇,随mTMP含量增大,体系的平均官能度增大,缩聚反应产物的分子量增大,PU预聚物逐渐由线形分子结构发展到具有交联的结构,增加了内聚力,从而使剥离强度增大。但当mTMP增加4%时,剥离强度减小。这是因为mTMP,增大到4%以后,再增大mTMP,胶粘剂粘度增大很快,并且反应不均匀,部分发生凝胶反应,从而使剥离强度降低。所以较佳的mTMP量为4%
2.4固化时间的影响
由图4可知。随着固化时间的延长,胶粘剂对APET膜的剥离强度增大,当达到10h以后,剥离强度不变。因为随着固化时间的延长,有更多的-NC0与空气中的水蒸气反应,生成更多的氨基甲酸酯基和脲基,并且随着时间的延长,生成的氨基甲酸酯基和脲基越多,从而使胶粘剂的内聚强度增加,剥离强度增大。但当10h以后再延长固化时间,剥离强度没什么变化。这是因为这时候一NC0已和空气中的水蒸气固化反应已完全,再延长时间氨基甲酸酯基和脲基就不会再增多。因此适宜得固化时间是10h左右。
3结语
以1,4一丁二醇为扩链剂,以三羟甲基丙烷为交联剂,得到湿固化的单组分聚氨酯胶粘剂,该胶粘剂有较好的粘结性能,能满足APET包装薄膜的需要。