干貨丨關于PUR熱熔膠的剝離強度影響因素研究（含實驗方法）
熱熔膠粘劑是一種室溫呈固態(tài)，加熱到一定溫度則熔化成液態(tài)，涂布、潤濕被粘物后，經壓合、冷卻，能迅速完成膠接的膠粘劑。在大多數情況下，熱熔膠粘劑不含水或溶劑，是一種100%固含量的膠粘劑。由于其低污染性、高初粘性和速粘性倍受現(xiàn)代自動化工業(yè)的歡迎，在書籍無線裝訂、包裝封口、制鞋、紡織等方面獲得廣泛應用。熱熔膠按其粘料可分為乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂類熱熔膠粘劑，聚乙烯及乙烯共聚物熱熔膠粘劑，聚丙烯熱熔膠粘劑，聚酯熱熔膠粘劑，聚酰胺熱熔膠粘劑，聚氨酯熱熔膠粘劑，苯乙烯類熱熔膠粘劑等。
1.1 主要原料及設備
二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，美國Ｈｕｎｔｓｍａｎ公司產品；聚醚220(簡稱N220)、聚醚330(Ｎ330)，上海高化三廠產品；EVA，上海威勝包裝材料有限公司提供；石油樹脂C5、萜烯樹脂，上海方田彈性體有限公司提供；古馬隆樹脂，上海焦化廠產品；松香GA90，荒川化學有限公司產品。涂布機、加熱反應釜均為自制。剝離強度測試儀采用山東濟南蘭光機電技術發(fā)展中心生產的BLD 200Ｓ型電子剝離試驗機。涂布基材采用市售帆布。
1.2 實驗方法
1.2.1?。停模深A聚物的合成
按照實驗配方，在三口燒瓶中準確稱量聚醚，攪拌、加熱，控制溫度在110℃并抽真空，以脫除聚醚中的水份。降溫至50℃，通入Ｎ2氣保護，加入MDI，反應溫度應低于100℃，反應2ｈ后，抽真空至無氣泡，冷卻、出料。
1.2.2 熱熔膠、熱熔膠膠接接頭的制備
將增粘樹脂、熱塑性彈性體、抗氧化劑等原料加入反應釜中，攪拌、加熱，待增粘樹脂完全熔融后，抽真空，至無氣泡為止，加入按1.2.1制備的MDI預聚物，攪拌均勻。涂布機恒溫，將制好的膠樣均勻涂覆在帆布上，壓合,制成MDI基濕固型ＰＵ熱熔膠膠接接頭。置于室溫下，發(fā)生濕固化反應。
參照ＧＢ/Ｔ2791-1995，在BLD-200Ｓ型電子剝離試驗機上進行膠接接頭Ｔ-剝離強度的測試。試樣尺寸為2×25ｃｍ，拉伸速度為25ｍｍ/ｍｉｎ。
2 結果與討論
膠粘劑的剝離強度試驗方法是研究膠粘劑膠接性能的重要方法之一，適用于柔性膠接接頭的測試，主要表征的是膠接接頭抵抗裂紋擴展能力。影響膠粘劑剝離強度的因素很多，如被粘物的表面處理、固化條件、被粘物的性質、膠粘劑的性質、剝離速度、剝離角度等。本文主要討論PU熱熔膠粘劑本身的性質對剝離強度的影響。
2.1 濕固化機理
濕固型聚氨酯膠粘劑是以NCO端基預聚物為基料，配以熱塑性樹脂、增粘樹脂、抗氧劑等制備而成。當膠粘劑加熱，熔融成流體，涂布在被涂物表面，將兩個被涂物貼合，冷卻后膠層凝聚起到粘接作用，之后借助于空氣中或者被粘物表面附著的濕氣與預聚物端基-NCO發(fā)生反應、擴鏈，生成聚氨酯-聚脲結構的高分子聚合物，進一步起到粘接作用。
氨基甲酸酯鏈節(jié)(NHCOO)、脲鏈節(jié)(NHCONH)極性很高，構成聚氨酯分子結構的剛性鏈節(jié)，使膠粘劑具有較高的強度和耐熱性能。2.2 預聚物結構對膠接接頭剝離強度的影響
本文采用N220、N330的混合物作為多元醇組分制備含-NCO端基的預聚物，旨在線型預聚物分子結構中適當地引入一些交聯(lián)結構，以改善膠接接頭的物理機械性能、耐熱性、耐溶劑性等。N330的加入對預聚物中-NCO含量的影響見表1。
由表1可以看出：隨著聚醚330用量的增加，預聚體中-NCO含量減小。這是因為Ｎ330是3官能度的聚醚多元醇，它與MDI反應形成支化或交聯(lián)結構所造成的。使用不同-NCO含量的MDI預聚體配制濕固型PU熱熔膠，其剝離強度值見表2。
由表2可以看出MDI-聚醚預聚體結構對熱熔膠剝離強度的影響較大。在預聚體中引入一定量的N330對熱熔膠的剝離強度有明顯提高，但隨著N330量的進一步增加，熱熔膠的剝離強度有所降低。這是由于3官能度的N330能夠與MDI反應生成支化或交聯(lián)結構的預聚物，提高了預聚物的內聚強度和模量，所以使得以其為基料的熱熔膠的膠接接頭的粘附強度增加。若N330加入過多，使交聯(lián)度增加，引起膠接層的脆性增加，剝離強度下降。
2.3 增粘樹脂對膠接接頭剝離強度的影響使用常見的熱熔膠增粘樹脂，配以熱塑性彈性體EVA，制備濕固型PU熱熔膠，研究增粘樹脂種類對熱熔膠剝離強度的影響。松香系樹脂是使用最早的增粘劑，也是熱熔膠中應用最多的一種增粘劑。從表3可以發(fā)現(xiàn)，松香GA90樹脂對本熱熔膠體系的增粘效果優(yōu)于萜烯樹脂、古馬隆樹脂。
(1) MDI-聚醚預聚體合成中，隨著N330用量的增加，MDI-聚醚預聚體中游離的-ＮＣＯ減??；
(2) 在線型結構的MDI-聚醚預聚體中適當引入支化或交聯(lián)結構，將使得熱熔膠的帆布-帆布膠接接頭的剝離強度明顯提高；
(3) 對于本熱熔膠體系，松香樹脂的增粘效果優(yōu)于萜烯樹脂和古馬隆樹脂；
(4) 當萜烯樹脂和古馬隆樹脂配合使用時，熱熔膠的帆布-帆布膠接接頭的剝離強度比單獨使用其任一種時都提高了近4倍。更多濾芯膠請訪問www.hemaxy.com
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