国内PVC材料所用胶粘剂概况
前 言
聚氯乙烯PVC是最早工业化的塑料品种之一。它是氯乙烯单体在引发剂作用下,通过自由基聚合反应而得到的线型聚合物。与其他塑料品种相比,PVC具有难燃、抗化学药品性、优良的电绝缘性和较高的强度等特点。而且采用增塑和共聚的办法,能使PVC性质发生很大的变化。添加30%左右增塑剂可用作具有柔性弹性的软质PVC;不加或少加增塑剂或以PVC的共聚物为主体制成硬质PVC。它与其他塑料不同,从软质到硬质,可制成各种管材、板材、异型材、薄膜、纤维、涂料、人造革、电线电缆绝缘等制品,在工农业和日常生活中获得非常广泛的应用。
一、丙烯酸酯类胶粘剂
在合成胶粘剂中,丙烯酸酯系胶粘剂是比较引人注目的新秀,其性能独特,品种繁多,专利报告不胜枚举。当用于PVC材料间的粘接时,丙烯酸酯胶粘剂的有机挥发物含量低,并且粘接牢固,但当用于PVC薄膜粘接时,由于PVC薄膜表面光滑,因而初粘力较低,粘接强度较差。有专家采用自制的S-01型乳化剂,合成了共聚型丙烯酸酯胶粘剂。用于PVC膜对木材,皮革等多孔性材料的粘接,效果较为显著。S-01型乳化剂与十二烷基硫酸钠配合使用,效果更好。丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯的配比为33:4时,胶粘剂的剥离强度可达到4300g/2 5cm,而乳化剂的用量在为单体量的4%时,效果较好。
有专家研究的聚丙烯酸酯系列胶粘剂。当用于人造革表面植绒时,克服了由于油性胶粘剂在生产中出现的环境污染和能耗大,防火要求高以及对工人身心健康危害大等缺点,其质量均达到或超过了油性胶粘剂所得产品。此胶粘剂是以丙烯酸酯为主要原料,选用性能优良的乳化体系通过乳液聚合而成的。
以特制的含羟基聚丙烯酸酯自交联乳液为主体,掺入一定量的多异氰酸酯溶液,经有效的分散、均质处理,制成一种适合于PVC-U管材的水基型粘合体系。在其胶膜固化过程中,异氰酸酯基团与体系中聚乙烯醇羟基反应生成氨基甲酸酯,形成第二交联,这样得到的聚丙烯酸酯-聚氨酯互穿网络结构,可以加强粘接层的内聚力和耐水性能,完成对PVC材料的牢固粘接。粘接强度可达3.5MPa,粘度达到0.85~10Pa·s,储存期为0 5a。其中,多异氰酸酯的添加量对粘接的强度,耐水性能以及胶液储存期有着重要的影响。
随着配方中多异氰酸酯的增多,粘接强度也逐渐提高。实际上,加入量在4%~5%已经有满意的强度效果。另外,多异氰酸酯含量低的胶粘剂配方,抗水能力差。且粘接板浸水时间越长,强度下降越严重,随着配方中多异氰酸酯含量增多,粘结强度受水的影响逐渐减弱。以丙烯酸酯、丙烯酸、醋酸乙烯为原料制得共聚乳液,并加入改性增粘树脂增塑剂提高乳液对PVC薄膜的初始粘接强度。通过实验可看出,当每100份乳液中加入15~20份改性增粘树脂时,胶的剥离强度可达到48 3~48 5N/25mm,且胶粘剂具有湿润性好、初始粘接强度高、易固化、粘度高、无毒、无污染等特点,在木材、家具等领域,具有较高的推广价值。
二、聚氨酯类胶粘剂
聚氨酯(PU)胶粘剂是分子链中含有氨酯基(—NHCOO)和/或异氰酸酯基(—NCO)的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂由于性能优越,在国民经济中得到广泛应用,是合成胶粘剂中的重要品种之一。研究改性过氯乙烯类树脂和聚氨酯两种胶粘剂品种,使之用于PVC人造革制造过程中的粘接。此两种胶粘剂选用邻苯二甲酸二苯酯作增塑剂,加入一定量的增粘树脂,用适量的有机溶剂,并加入适量的交联剂。当增粘树脂邻苯二甲酸二苯酯的用量增加到37 5g时,胶粘剂的剥离强度最高,此时的剥离强度为25 0N/2 5cm。如果继续提高增塑剂的用量,胶层出现不干性,剥离强度反而降低。而在过氯乙烯溶液中加入增粘树脂后,会使试样的压合工艺有较大的改善。如果将氯化松香与422#改性松香树脂并用,可同时获得较好的工艺性能和剥离强度。但聚氨酯树脂溶液中却不适合加入各种改性松香树脂。而各种异氰酸酯类交联剂,对提高过氯乙烯胶层的剥离强度均有一定的作用。尤以具有三个官能团的列克纳的效果最好。此两种胶粘剂均可用于PVC人造革的粘接,但过氯乙烯类胶粘剂的胶层较坚硬,聚氨酯类胶层较柔软,选何种胶种视具体情况确定。彭华君等对PVC密封条静电植绒胶粘剂的合成工艺及应用效果进行了论述。此胶粘剂采用了双组分聚氨酯胶粘剂,A组分是端羟基聚酯型聚氨酯,B组分是端异氰酸基聚醚型聚氨酯。
PVC植绒胶分子中含有为其特征的氨基甲酸酯极性键(—NHCOO—),还含有不少的酯键,醚键,脲键等。它对多种材料有着较好的粘接性能。何义才叙述了一种用于PVC装饰膜-金属板用单组分溶剂型聚氨酯胶粘剂的合成。其选用高结晶度的聚酯、异氰酸酯、扩链剂等为原料,采用氯醋树脂增粘,所得产品的剥离强度为30~60N/2cm,粘度为120~140s,刺激性较小。该胶各项力学性能指标均达到了进口同类胶粘剂水平,且烘烤活化条件有较大程度降低,成本会大大降低。应用于国内多家PVC彩板生产厂家均获好评,完全可以替代进口同类胶粘剂。杜官本介绍了一种以水性高分子乳液和异氰酸酯为主要成....
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