OPP膜用聚氨酯复合粘合剂的研究.pdf

第42卷第9期
化工技术与开发
Vol42 No9
2013年9月
Technology Development of Chemical Indu
Sep.2013
OPP膜用聚氨酯复合粘合剂的研究
叶彩萍,刘艳梅,马晨纬,官儒奇,李海华,郃玉薈,晁国库
(温州大学化学与材料工程学院,浙江温州325035)
摘要:采用丙酮法制备水性聚氨酯树脂,再复配聚醋酸乙烯酯乳液和松香乳液,提高了水性聚氨酯树脂粘合
剂与OPP膜的粘合性。研究了粘合剂组成、烘干时间对OPP膜粘合性的影响,最后进行了优化正交实验。优化结果
表明,当聚氨酯与聚醋酸乙烯酯乳液、松香乳液的配比(质量比)为11:9:3,干燥温度60℃,干燥时间为60时,
聚氨酯复合胶粘剂的力学性能较好,其抗拉强度为12.1N?mm2
关键词:OP膜;复合;聚氨酯
中图分类号:TQ434
文献标识码:A
文章编号:1671-99052013)0900-03
OP(聚丙烯)薄膜广泛应用于食品、医药、手1实验部分
术器械等卫生要求较高的软包装制品中叫。它无味
无毒、透明、质轻、防水、防潮,但只要一出现裂口,很1.1实验试剂
快沿着裂口迅速撕开直到尽头为了解决这个问
聚醚多元醇(560,AR)2异氰酸酯(MDI,AR),
题,OPP膜常常与无纺布等材料复合。OPP膜具有松香乳液(0340,CP),聚醋酸乙烯乳液(707,CP),
非极性的界面而难以与其他材料粘接。目前,广二羟基内酸(DMPA,CP
泛使用SBS粘合剂复合OPP膜与无纺布,但可以溶1.2仪器
解SBS树脂的溶剂是芳香族溶剂,芳香族溶剂毒
旋转蒸发仪R-1001N,数显智能控温磁力搅拌
性较大,给环境与施工人员带来危害。粘合剂的水器SZCL2,SZCL.A型电热恒温鼓风干燥箱,电子天
性化成为硏究热点。常见的水性树脂有水性聚丙平DHG-9140A,万能测试机3004B
酸酯类、水性聚氨酯类、聚乙烯醇类、天然水性高分1.3实验步骤
子类、聚乙烯乙酸酯类、水性橡胶、水性酚醛树脂、水
性环氧树脂、水性氨基树脂等。比较OPP膜的应
制备水性聚氨酯树脂的方法很多,本研究采用
用领域与结构特点,选用水性聚氨酯树脂具有初性内法制备水性聚氨酯树脂,具体的工艺流程图见
好,无毒,耐低温性能好等优勢,但聚氨酯树脂带有图1,所得到的水性聚氨酯粘合剂记做PUWN-205。
极性基团,而溶剂水与OP膜的润湿程度很差,
聚醚多元醇+扩链剂
两酮
有机氨
显然直接使用水性聚氨酯树脂进行OPP膜与无纺
异領酸酯MDI水性聚氨酯
盐化
布的复合是不可能的。为了解决OPP膜与无纺
布的复合,需要对水性聚氨酯树脂粘合剂的极性进
水性扩链剂DMPA
水
PUWN-205
行调节。通过结构比较与初步试验筛选,以聚醋酸
PUWN-205
乙烯酯乳液与松香乳液为水性聚氨酯树脂粘合剂极
性调节剂,探索了极性调节剂的用量、涂膜的干燥时
聚醋酸乙烯乳液
水性聚氨酯
复合粘合剂厂粘合并检测
间与温度对粘合性能的影响,并对工艺进行优化,得
松香乳液
到较适宜的优化工艺。该粘合剂可以用于OPP膜
图1水性聚酯复合粘合剂制备工艺示意图
与无纺布的复合用粘合剂。
4性能检验
T型剥离强度测试是参考GB/T8808-1988测
通讯联系人:晁国库(1978-),男,硬士学位,主要从事特种精细化学品的开发与研究
收稿日期:2013-07-03
化工技术与开发
第42卷
试,拉伸速度为300mm·min',平行测定3次,取平2.3粘合剂施胶后烘干时间对剥离强度的影响
均值。
实验中发现OPP膜施胶后,烘干的温度和时间
2结果与讨论
对胶膜的剥离强度影响很大。固定OPP膜施胶后
的烘干温度为60℃,改变烘干时间,测定其剥离强
2.1聚醋酸乙烯酯乳液的含量对粘合剂剥离强度的?度,其结果如图4所示。
影响
聚醋酸乙烯酯乳液(EVA-707)的极性较低,聚
7654
醋酸乙烯酯乳液引入使粘合剂的极性更加接近OPP
膜的极性,提高对OPP膜的粘合性。图2是水性聚
氨酯粘合剂中加人聚醋酸乙烯酯乳液,其剥离强度
随着聚醋酸乙烯酯乳液加入量(质量百分比)的变
30405060708090100110
哄干时间/s
化曲线。
图4OPP膜施胶后烘干时间对粘合剂剝离强度影响曲线
从图4可以看出,OPP膜施胶后,在60℃下烘
干60s,其剥离强度最大。但从图4也可以看出,施
胶后的烘干时间对剥离强度的影响不大。
之4
2.4正交优化实验
从以上的实验可以看出,水性聚氨酯复合粘合
303540455055606570
707含量/%
剂的剥离强度受EVA-707、松香树脂、烘干时间等因
图2水性聚复复合粘合剂剥离理度随着EVA-707含变化曲线素影响,故进行正交优化实验。
从图2可以得出,随着聚醋酸乙烯酯乳液
表3正变实验因数一水平表
因素
(EVA-707)含量的增加,剥离强度逐渐增加,当增加
水平
到44%时,剥离强度增加到最大值12.10N?mm2
A(聚醋酸乙烯酯乳液)%A1=39A2=44A3=49
B(松香乳液)/%B1=8B2=13B3=18
但继续增加聚醋酸乙烯酯乳液的量,剥离强度逐渐
C(烘干时间)/sC1=30C2=60C3=90
下降。
表4三因素三水平L(3)型的正交表
2.2松香乳液的含量对粘合剂剥离强度的影响
,剥离强度
序号
A/g
B/e
C/s
松香乳液(0340)的加人主要是增加水性聚氨
AN
酯粘合剂的初粘性能。图3是松香乳液的含量对水
39
4.80
性聚氨酯粘合性能影响的曲线。
18
10.2
12.4
8
10.8
19
9.50
0340含量%
15.2
K2
34.125.825.7
昭3水性聚级复合粘合剂剥离强度随着0340含量变化曲线
K
28.8
279
图3表明,随着松香乳液(0340)从9%提高到
5.109.30
8.20
13%,剥离强度从5.5N?mm2提升到5.8N?mm2,
9.60
但随着松香乳液含量的提高,剥离强度逐渐降低,甚
8.109.
极差R
0.1890.0370.011
至当松香乳液的含量为33.41%和39.63%时,抗拉
因素主→次
A B C
强度非常弱。
优方案
A2B, C