塑膜復(fù)合粘接過程的影響因素
塑料薄膜的復(fù)合效果與粘合劑密切相關(guān)。優(yōu)異的粘合除了需要選擇合適的粘合劑之外,粘接物的性能特點、各種環(huán)境因素等都對最終的粘接效果有影響,而實踐經(jīng)驗也是保證良好粘接的重要因素。
影響復(fù)合粘接強度的因素
膠粘劑的自身強度
膠粘劑和被粘物應(yīng)有足夠的內(nèi)聚強度。膠層和被粘物本身的內(nèi)聚強度,是最直接關(guān)系到粘接強度的因素。液相的膠粘劑需通過蒸發(fā)溶劑、冷卻、反應(yīng)交聯(lián)等方式提高內(nèi)聚強度。
膠粘劑的流動性
膠體的流動性增強,有利于膠粘劑的分散,可增加膠粘劑分子與被粘物表面的接觸量。降低膠體粘度,提高使用溫度,加大復(fù)合壓力,都是增加膠體的流動性的有效手段。需說明的是,粘度降低是指膠粘劑本體的粘度降低,而不只是多加溶劑的稀釋。
膠粘劑的潤濕性
降低膠粘劑的表面張力,提高被粘物的表面能,可提高膠粘劑在被粘物表面的潤濕性。潤濕性的提高有利于膠粘劑在被粘物表面的充分展開,使膠粘劑分子與被粘物表面充分靠近形成接觸點。降低膠粘劑的表面張力是有限度的,因此根據(jù)需要合理選擇膠、油墨、膜材及對膜材的后期處理是十分必要的。
被粘物表面的粗糙度
在膠粘劑和被粘物表面很好的潤濕前提下,對被粘物表面進行適當(dāng)粗糙化處理,可增加膠粘劑與被粘物表面的實際接觸面積,加大被粘物比表面積,并可形成機械粘合效果。常用的方法是電暈處理,高壓下的帶電粒子對被粘物表面的沖擊產(chǎn)生極細小的微孔,從而提高被粘物的表面積。需要注意的是:1) 若膠粘劑分子不能很好的在被粘物表面濕潤,粗糙化反而會使實際接觸面積減少;2) 電暈處理后的表面能會衰減,為減慢衰減,應(yīng)把處理后的材料在溫度較低且干燥清潔的條件下存放。
影響粘接強度的其他因素
1. 內(nèi)應(yīng)力
內(nèi)應(yīng)力源于膠層固化過程中因體積收縮而產(chǎn)生的收縮應(yīng)力和膠層與被粘物二者膨脹系數(shù)不同。在受熱受冷時產(chǎn)生的熱應(yīng)力,當(dāng)內(nèi)應(yīng)力過大時(大于接觸點的作用力),會造成接觸點脫開,而使粘接強度下降。
2. 弱界面層
即在部分或全部界面內(nèi)產(chǎn)生了低分子物的富集區(qū),從而減弱或破壞了分子的接觸。弱界面層的出現(xiàn)是粘接力下降的主要原因之一。弱界面形成源于下面三個條件(同時存在同時產(chǎn)生)。
1) 膠粘劑與被粘物之間的粘接力,主要來源于分子間的相互作用力。
2) 低分子物在膠粘劑或被粘物中有滲析行為,通過滲析作用,低分子物遷移到界面形成富集區(qū)。
3) 低分子物分子對被粘物表面具有比膠粘劑分子更強的吸附力,使被粘物表面產(chǎn)生新的吸附平衡,低分子物分子被吸附,膠粘劑分子被解吸。
3. 環(huán)境的影響
環(huán)境對粘接的影響是多方面的,如清潔度、溫度、濕度,其中影響最大的是濕度,即空氣中水分的影響。
空氣中水分子在被粘物表面的吸附,不但形成弱界面層,還會影響膠粘劑的固化交聯(lián)反應(yīng)。易吸濕材料水分高時,高溫熟化還有可能產(chǎn)生水泡,影響粘結(jié)強度和制品的外觀質(zhì)量。在高濕度條件下使用膠粘劑時,空氣中的水分子還能進入到膠粘劑中影響膠粘劑的使用性能(水性膠粘劑及單組分濕固化型膠粘劑除外)。
聚氨酯粘合劑的固化
雙組分聚氨酯膠粘劑的固化
通常通過主劑(多為含羥基二元化合物)與固化劑(多為含異氰酸酯基的三元化合物)反應(yīng)交聯(lián)成網(wǎng)狀達到固化的目的。一般情況下應(yīng)使固化劑適當(dāng)過量,摩爾比約為主劑的1.5倍左右。
固化劑適當(dāng)過量的目的:充分交聯(lián)利于膠的耐熱耐介質(zhì)性;提高固化溫度;抵消水分的影響。但是固化劑過量也不能過度,否則會造成膠膜柔軟度下降;膠粘劑強度降低(尤其是對非極性膜材);熱封處的膠接層已被破壞。若固化劑不足,會造成較量不足,內(nèi)聚強度低;受熱時粘接力急劇降低易產(chǎn)生褶皺或脫層。
濕度(水分)、溫度等對固化的影響
1 水分對固化的影響
1) 對濕固化聚氨酯膠粘劑,在使用時必須保持足夠的絕對濕度,才能使膠粘劑獲得足夠的水分,保證固化的完全。
2) 對雙組分聚氨酯膠粘劑,過多的水分會消耗過多的固化劑(固化劑是異氰酸酯基團的),使配比失衡,影響固化效果,進而影響膠層的耐高溫性和耐介質(zhì)性。
2. 乙醇對固化的影響
溶劑中乙醇含量較低時消耗少量固化劑,降低了交聯(lián)密度(增加了游離的支鏈),影響耐熱耐介質(zhì)性。含量較高時會大量消耗固化劑,造成固化不完全。因此在工作中要選擇水份。乙醇含量低的溶劑,并防止儲運和使用中的二次污染。
3. 溫度對固化的影響
聚氨酯膠粘劑可以在室溫條件下固化,但固化所需時間較長,為縮短固化時間可提高溫度(也可以通過加入催化劑來實現(xiàn))。提高溫度還有利于初期膠粘劑的軟化,增強被粘物表面的濕潤,可增加分子間的接觸點。但溫度過高固化過快,應(yīng)力不易釋放掉,易造成后期粘接強度衰減。
生產(chǎn)過程中影響膠粘劑性能的要素
除了使用過程中相關(guān)的影響因素之外,在膠粘劑生產(chǎn)過程中,多種因素會造成膠粘劑的性能不同,需要特別注意。
1) 原料不同,產(chǎn)品的性能不同;原料相同,配比、工藝操作條件不同,產(chǎn)品性能也有差異。
2) 復(fù)合用膠多為聚酯型或聚酯聚醚混合型,為便于調(diào)整控制粘合劑的品質(zhì),主要生產(chǎn)廠家均自己合成聚酯。采用不同廠家的原料最終得到的產(chǎn)品的性能也不同。
因此,不同廠家即使同一牌號的產(chǎn)品也會有性能差異,通常應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定的廠家的產(chǎn)品。