增強(qiáng)VMCPP復(fù)合膜剝離強(qiáng)度的三個“狠招”
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【摘要】由于鍍鋁膜的鋁層是真空蒸鍍物理吸附在塑膜上的,其鋁層厚度只有350~500?,質(zhì)地較為疏松。在復(fù)合中這些特性易導(dǎo)致剝離強(qiáng)度低下,并且難以解決。常見的鍍鋁復(fù)合膜結(jié)構(gòu)為BOPP/VMCPP、PET/VMCPP、BOPP/VMPET/PE、PET/VMPET/PE等。在上述結(jié)構(gòu)中,BOPP/VMCPP、PET/VMCPP剝離強(qiáng)度較低,下面著重加以分析并提出改進(jìn)措施。
【正文】
VMCPP復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度由兩方面決定
一是黏合層與VM界面層結(jié)合強(qiáng)度;二是VM層與CPP界面的鍍層牢度。破壞一般都是發(fā)生在VM層-CPP界面,而且只有VM層發(fā)生轉(zhuǎn)移,剝離強(qiáng)度才會顯著降低。
其原因是什么呢?可以從兩個方面解釋:首先,在“粘合劑-鍍鋁層-CPP”界面存在一個力學(xué)平衡。如果粘合劑-VM層的黏結(jié)強(qiáng)度低于VM層-CPP的鍍鋁牢度時,剝離時破壞發(fā)生在粘合劑-VM層界面;如果粘合劑-VM層黏結(jié)強(qiáng)度與VM-CPP的鍍層牢度相當(dāng)時,破壞界面隨即發(fā)生;如果粘合劑-VM層粘接強(qiáng)度高于鍍層牢度時,鍍鋁層將轉(zhuǎn)移,破壞將發(fā)生在鍍鋁層-CPP界面;其次,用顯微鏡觀察VM-CPP鍍層時,可發(fā)現(xiàn)大量的縫隙和空隙,這是由于在真空蒸鍍過程中CPP鍍鋁膜的牢度,從而造成了剝離時鍍層的轉(zhuǎn)移。
如何消除鍍層轉(zhuǎn)移進(jìn)而提高VMCPP復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度呢?
1、分析聚氨酯的結(jié)構(gòu)
這 要從對聚氨酯膠的結(jié)構(gòu)分析入手。雙組份聚氨酯膠黏劑由以羥基基團(tuán)組成的甲組分和以含游離異氰酸酯基團(tuán)組成的乙組份組成。使用時將主劑與固化劑按一定比例配 制,兩組分混合后發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生網(wǎng)狀固化產(chǎn)物而具有強(qiáng)的黏著力。作為膠黏劑的主題材料,聚氨酯的結(jié)構(gòu)對黏結(jié)效果有舉足輕重的影響,聚氨酯可以看做是一種 含軟鏈段和硬鏈段的嵌段共聚物,軟段由聚酯多元醇組成,硬段由多異氰酸酯或其小分子擴(kuò)鏈劑組成,其中氨酯和脲鍵產(chǎn)生的氫鍵對硬段相區(qū)的形成具有較大的貢 獻(xiàn),由于兩種鏈段的熱力學(xué)不相容性,會產(chǎn)生微觀相分離,在聚合物基體內(nèi)部形成微相區(qū),聚氨酯的硬段微相區(qū)起增強(qiáng)作用,提供物理交聯(lián),軟段基本被硬段去交 聯(lián)。通過調(diào)整聚氨酯和脲鍵產(chǎn)生的氫鍵的分子量,擴(kuò)大軟段交聯(lián)區(qū)域,降低內(nèi)聚能,可以調(diào)節(jié)膠黏劑的粘著力,來適應(yīng)“膠黏劑-VM層-CPP”的界面力學(xué)平衡,可以提高此結(jié)構(gòu)剝離力。
2、粘合劑對鍍鋁膜剝離強(qiáng)度的影響很大
粘合劑通過主劑/固化劑混合固化形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完成黏結(jié),這種交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成可抑制膠黏劑分子的“滲透”,但固化需較高的溫度和較長的時間,在固化期間,處于游離狀態(tài)的膠黏劑分子會通過鍍層的“空隙”進(jìn)入VM層-CPP界面而降低鍍層牢度,提高膠黏劑分子量和縮短交聯(lián)時間,可緩解這種滲透破壞。
由此可見,粘合劑是影響鍍鋁膜剝離強(qiáng)度的重要因素之一。選用鍍鋁膜專用復(fù)合膠是較好的途徑之一,鍍鋁專用膠其分子量較大,分子量分布比較均勻,涂布性能好。
3、鍍鋁膜本身的附著牢度影響
鍍鋁膜本身的附著牢度也是相當(dāng)重要的,不同基材生產(chǎn)的鍍鋁膜牢度不同,不同工藝生產(chǎn)的鍍鋁膜也不相同,PET、BOPP的延伸性小,耐熱性好,在真空蒸鍍時不會由于膜的延伸收縮而產(chǎn)生“空隙”,粘合劑滲透破壞性小,所以其復(fù)合膜剝離強(qiáng)度高。而CPP則不具備這些條件,但是在懸浮法生產(chǎn)VMCPP時,由于真空蒸鍍時CPP膜 受拉伸較小,空隙也輕微,所以剝離強(qiáng)度較高。如果需進(jìn)一步提高鍍鋁附著牢度,可采用有增強(qiáng)涂層的基膜。復(fù)合加工工藝條件的控制也有很大影響,張力要適當(dāng), 否則基膜延伸,而鋁層未延伸,必然造成鋁層松動牢度下降。對烘箱溫度,復(fù)合溫度均應(yīng)有所下降,基材與鍍層的熱膨脹系數(shù)不一致,影響其附著力。熟化時提高熟 化溫度,縮短熟化時間,不要低溫長時間熟化。另外,對于PET/VMPET/PE結(jié)構(gòu),第一遍復(fù)合后放置1~2小時,再復(fù)合第二遍。
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