PE_PP编织袋胶粘剂的研制 4页

第11卷第3-4期湖南工程学院学报Vo1.11.No.3-42001年12月








JournalofHunanInstituteofEngineering





Dec.2001PE
PP编织袋胶粘剂的研制y谭正德,龙有前,赖学越,张崇峰(湖南工程学院化学化工系,湖南湘潭
411101)

摘
要:用给定的1116型端羟基聚氨酯为主剂,选择适当的固化剂、增粘剂,经过数理统计方法筛选出最佳配比,从而得到一种性能优异的双组分聚氨酯胶粘剂。此胶用于非极性材料(PE涂膜的PP编织袋)的粘接,效果良好。关键词:聚氨酯;增粘剂;固化剂;增塑剂中图分类号:TQ433
4


文献标识码:A


文章编号:1671-119X(2001)04-0068-04三口烧瓶(250ml);球形冷凝管;搅拌器;量筒;[1][4]电热套;滴液漏斗;温度计。0
前
言1
2
编织袋的表面处理(将编织袋剪成小块制得样聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)由于价格低廉、强度片)高,故在工业生产中得到广泛应用。但由于PP、PE1
2
1
高温处理是非极性材料,表面能低,粘接强度不高。因此需要将样片擦洗干净、晾干或吹干,用酒精灯进行高对材料的表面进行电晕处理。胶粘剂中聚氨酯材料温处理。处理时要迅速移动样片,防止样片烤焦或具有良好的粘接性、耐化学腐蚀、耐热、耐低温和机烤皱。械物理性能等,但大多数聚氨酯胶粘剂在粘接时不1
2
2
铬酸液处理立即具有较高的粘接强度,因此还需加入固化剂以将样片用铬酸液处理,即重铬酸钾/浓硫酸/水缩短固化时间并提高其强度。另加入适量的增粘剂(W/W/W:5/100/8)。将样片浸入处理液中,于80~可大大提高胶粘剂的粘度,对其润湿性也有一定影85下,样片处理时间为5秒钟,处理后用水清洗干响。因两相的极性越大,界面张力也越大,所以本文净,晾干或吹干待用。着重从固化剂、增塑剂的合成配比及用量、增大两相1
2
3
电晕处理的极性、控制胶粘剂的粘度范围来提高粘接性能。将整个成型编织袋放入高达2~3万伏的电场中放电,使成型袋表面被空气中部分氧气氧化,2小1
实验部分时后剪成小块样片待用。1
3
固化剂的合成1
1
主要仪器O电晕处理


CH2CH2CH2CH2CH2CCH2CH2






(PE)CH3OCH3COCH3电晕处理
CH2CHCH2CHCH2CCH2CHCH2CHCH2CHCH3CH3




(PP)y收稿日期:2001-10-09作者简介:谭正德(1970),男,讲师,研究方向:高分子化学。 第3-4期










谭正德等:PE.PP编织袋胶粘剂的研制











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1
3
1
固化剂反应机理NCO基活性比第2位高,所以羟基先与第4位的一固化剂的合成中,TDI(甲苯二异氰酸酯)与多羟NCO基,再与1116型聚酯中的羟基反应发生固化基化合物发生加成反应,因为TDI中第4位的而起到粘接作用。其反应过程如下:NCOOCH2OCNHCH3CH3NCOCH2OHONCO
CH3CH2CCH2OH+3
CH3CH2CH2OCNHCH3CH2OHNCOONCOCH2OCNHCH31
3
2
固化剂A的合成对苯二酚搅拌均匀,冷却至40左右出料,得亮黄在安装有冷凝管、搅拌器、滴液漏斗、温度计的色粘稠状液体。三口烧瓶中,加入18
3克乙酸乙酯,搅拌条件下加1
5
聚氨酯的溶解入43
5克TDI,加热至45~50,再缓慢地滴加已预称取45克聚氨酯预体颗粒,用283ml乙酸乙酯先熔化的TMP(三羟甲基丙烷)11
2克,升温至浸泡12h后,于微热条件下,搅拌使其完全溶解,得70,反应回流3小时,冷却至50出料得粘度63无色透明的15%聚氨酯溶液,密封待用。[2]秒(涂4杯)的浅黄色透明液体状固化剂。倒入干1
6
甲乙组分的正交配比及粘接燥、洁净的瓶中密封保存。将已配制好的聚氨酯溶液与固化剂按照一定的1
3
3
固化剂B的合成比例混合均匀配成无色透明聚氨酯胶,加入适量的在安装有冷凝管、搅拌器、温度计的三口烧瓶增塑剂,然后用玻棒把胶均匀地涂到经表面处理后中,依次加入21克尿素、35
3克蓖麻油、19
7克顺干燥待用的编织袋样片上,让其自然晾干或用吹风丁烯二酸酐,在搅拌条件下升温至75左右,缓慢吹干,待所涂胶层表面基本不粘手或有一点点粘时,滴加3ml甲醛溶液,并保持温度为75左右反应1将两样片粘接压牢。小时,降温至40左右出料,得粘度为48秒(涂4杯)的黄色稠状物,密封保存待用。2
结果与讨论[5]1
4
增粘剂的合成a
配方2
1
影响因素氯丁橡胶(工业级)100份2
1
1
反应物浓度的影响乙酸乙酯(分析纯)360份合成固化剂A时,滴加已熔化的TMP要缓慢,甲苯(工业级)130份搅拌应充分,否则TMP浓度局部过大,使得TMP上甲基丙烯酸甲酯(工业级)46份的3个羟基无法与NCO基加成,以至局部聚合,产丙烯酸(工业级)7
9份物链长加大,分子量增大,粘度提高,不利于使用。[3]过氧化苯甲酰(工业级)0
74份2
1
2
杂质水的影响对苯二酚(工业级)0
63份由于异氰基的活性很高,极易与羟基反应,因此b
工艺条件:在固化剂的制备以及胶粘剂的配制和施胶过程中均将乙酸乙酯、甲苯、丙酮混合溶剂以及氯丁橡胶不能有水存在。固化剂的制备过程中有水存在时,异氰基与水中的OH反应生成胺类化合物,反应加入反应釜中,在50~60搅拌溶解。待完全溶解过程如下:后升温至78左右。加入甲基丙烯酸甲酯和引发剂过氧化苯甲酰,在80左右回流2h后,加入丙烯OCNC7H6NCO+2H2O
酸继续反应(此时温度可达85)2h后,加入终止剂H2NC7H6NH2+CO2 7
0















湖南工程学院学报














2001年胶粘剂的配制及施胶过程中,若有水存在,则发生如表1
不同表面处粘接能力理方法对粘接性能影响的比较下反应:处理方法粘接能力胶膜脆性成膜附着力RNCO+H2ORNH2+CO2高温处理粘接能力差脆性大差铬酸液处理粘接能力较好脆性较大较好从反应过程可以看出,不仅最终产物为胺类化电晕处理粘接能力强脆性小好合物,而且还有CO2气体产生,这会使成膜后的胶层产生气泡,从而降低了胶与塑料基材接触表面积,使2
3
固化剂的选择结构疏松,降低粘接强度,所以整个实验过程中必须聚酯与固化剂按比例配制成双组分聚氨酯胶粘严格控制,不能有水存在。剂,为了得到最佳粘接效果,我们采用了15%的[7]2
2
表面处理对粘接效果的影响1116型聚氨酯溶液与两种固化剂交叉配制成胶,然由于PE、PP编织袋为非极性材料,与极性的聚后对其粘接性能及其它几项主要指标进行比较,从氨酯相容性差,所以粘接前必须进行极性化处理,以而选出最佳配比组合。聚酯和两种固化剂按一定比提高其极性。表面处理过程中我们采用了三种方例配制而成的胶的粘接性能及其它几项主要指标比法,并对这三种方法的效果进行比较,经过不同表面较见表2
表3:处理的样片施胶后对粘接效果的影响见表1:表2
1116型聚酯与合成固化剂A配制成胶的各项性能比较聚酯:固化剂A2!15!110!115!130!1粘接能力无粘接力粘接力差粘接力好粘接力好粘接力较好成膜脆性//脆性小脆性小脆性较小表干速度(min)不干不干11
52成膜附着力//附着力强附着力较强附着力较强表3
聚酯与合成固化剂B配制成胶的各项性能比较聚酯:固化剂B2!15!110!115!130!1粘接能力无粘接力粘接力差粘接力较好粘接力一般粘接力差成膜脆性//脆性较大脆性较大/表干速度(min)不干不干234成膜附着力//附着力一般附着力一般/

从表2、表3可以看出,配制成胶后,固化剂A了施工方便,使胶液流动较大,故其粘度不宜太大。的性能明显优于固化剂B,故选择固化剂A为乙组由于该种双组分聚氨酯胶粘度较大,不利于施工,需分。当固化剂A的含量大于10%时,粘接效果不加入适量增塑剂降低体系粘度,同时少量的增塑剂佳,当固化剂A的含量小于3%时粘接效果亦不甚还可改进聚氨酯胶层的硬度,在不损失粘合强度的理想,而当固化剂A的含量在10~13%时粘接效果条件下增加柔韧性和伸长率。我们采用了两种增塑最佳。剂,即邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸二丁[6]2
4
增塑剂的种类及用量对胶粘剂指标的影响酯(DBP)。它们对聚酯氨酯胶粘剂各种性能的影响编织袋袋口的密封要求胶的粘接强度较高,为见表4:表4
增塑剂的种类及用量对胶粘剂性能指标的影响增塑剂的用量%(质量比)0
5123>3粘接强度好好好好好DBP粘度大大较大小较小硬度较小较小小小小粘接强度较好较好较好较好较好DOP粘度小小小小小硬度较小较小较小较小较小 第3-4期










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从表4可知,采用DBP作增塑剂其粘接强度较好,但要使其粘度较小,则应把用量控制在2%,便3
产品性能检测可达到最佳效果,而且此时胶的硬度也较小。2
5
增粘剂的作用及用量的影响颜色PH值固含量(%)粘度(涂4杯)剥离强度于聚氨胶粘剂中加入适量的增粘剂可提高胶粘无色透明7
0~8
120~30%18~20秒1300g/15mm剂的初粘力和粘度,此外还可提高胶粘剂的贮存稳定性。增粘剂的加入可增大胶粘剂的极性而提高粘4
结
论接强度。但粘接剂的加入亦会影响胶的润湿性,当加入量增大一定值,胶的强度会出现最大值,若再增将甲组分(主剂)、乙组分(固化剂)按一定比例加增粘剂的用量就会使胶膜的分子链刚性逐渐增配制而成的双组分聚氨酯胶粘剂,通过加入适量的大,甚至发脆。刚性使膜的变形能力减小且分子的增粘剂进行改性,以增塑剂DBP改变胶的粘度,从扩散能力降低,胶膜本身的强度下降,粘接强度急剧而使该胶具有富于弹性、粘接力强、耐冲击性、外观下降。本文采用的增粘剂是经改性的三元接枝氯丁透明、固化速度较快、附着力好、脆性小、用胶量少等橡胶,其用量对聚氨酯胶粘剂性能指标的影响见表优良等特点,特别适用与编织袋袋口的密封。此外5:该胶还具有耐老化性能、易流淌、便于施工等优良特表5
增粘剂用量对胶粘剂性能指标的的影响比较性。增粘剂用量%(质量比)0357粘接力较强强一般较差参
考
文
献成膜脆性小小较大大[1]
朱绍雄,刘益军
聚氨酯胶粘剂[M]
化学工业出版

从表5可知选用3%的用量合理的,其性能较社.1998
佳。[2]
郑瑞琪,余云照
结构胶粘剂及胶接技术[M]
北京:2
6
溶剂的作用及选择科学出版社,1993,8
为了调整聚氨酯胶粘剂的粘度,便于工艺操作,[3]
曹力,赵书兰等
聚丙烯用水溶性胶粘剂的研制[J]
化学与粘接,1997(1):11
在聚氨酯胶粘剂的制备过程或使用时,经常要采用[4]
贺曼罗
我国胶粘剂及其应用技术的发展[J]
粘接,溶剂,要求溶剂基本上不含水、醇等活泼氢的化合1999,(1):11
物。根据溶解度参数SP有溶剂的挥发速度等因素[5]
吴绍兵,李莉,吴卫华
PE、PP塑纤带加筋水泥纸袋用确定溶剂类型。一般采用酮类(如甲乙酮、丙酮)、芳粘合剂的研制[J]
粘接,1992,4(13):6-8
香烃(如甲苯)、乙酸乙酯、四氢呋喃等。有时为了提[6]
陈尔凡
徐军等
中国胶粘剂,1996,5(1),2
高溶解性、调节挥发速度还需采用混合溶剂。考虑[7]
周雍鑫
周俊等
胶粘剂
粘接技术实用问题[M]
机到人体健康及实验室条件等因素,我们一律采用乙械工业出版社,1998
酸乙酯为溶剂。DevelopmentofPE.PPAdhesiveofKnitivePocketTANZheng-de,LONGYou-qian,LAIXie-yue,ZHANGChong-feng(Dept.ofChem.Eng.,HunanInstituteofEngineering,Xiangtan
411101,China)Abstract:Anewkindofgooddicompostionpolyurethaneadhensivewiththegivenchiefsolvent1116-polyurethaneandproper-tackifierplasticizersisobtainedbytheformulawhichissingledoutbystatisticsmethod.Theadhensiveeffectofthisaclheiveisverygoodwhenitisusedinnonpolarmaterial.Keywords:polyurethanc;tackifier;curingagent;plasticizer