仇 磊，丁武斌，常媛玲，阮龍?。ㄉ虾：Ｂ∈突ぱ芯克?，上海 200949）

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聚丙烯基熱熔膠的制備以及對(duì)鋁板剝離性能的研究

仇 磊，丁武斌，常媛玲，阮龍俊
（上海海隆石油化工研究所，上海 200949）

摘要：以聚丙烯（PP）為基礎(chǔ)樹(shù)脂，通過(guò)與功能性樹(shù)脂共混制備了與鋁板具有優(yōu)異剝離性能的熱熔膠。討論了接枝樹(shù)脂（PP-G-MAH）、苯乙烯類(lèi)彈性體（SEBS），以及尼龍6（PA6）對(duì)熱熔膠性能的影響，并比較了熱熔膠在不同溫度下，對(duì)不同表面狀態(tài)鋁板的剝離情況。結(jié)果表明，當(dāng)熱熔膠中含有20% PP-G-MAH時(shí)剝離強(qiáng)度達(dá)到最大值，苯乙烯彈性體對(duì)提高熱熔膠的剝離強(qiáng)度有所幫助，PA6對(duì)保持熱熔膠高溫剝離強(qiáng)度有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：熱熔膠；聚丙烯；共混改性

聚丙烯（PP）是一種應(yīng)用廣泛的半結(jié)晶熱塑性塑料，因具有較好的耐熱性能，可作為熱熔膠用于高溫條件下塑料/金屬?gòu)?fù)合材料的粘接。又因PP為非極性聚合物，作為熱熔膠使用前，一般需通過(guò)改性提高與其他基材的剝離強(qiáng)度。

據(jù)文獻(xiàn)[1]報(bào)道，聚烯烴熱熔膠改性方法主要有熔融接枝和共混改性，通過(guò)改性可以在樹(shù)脂大分子鏈上引入極性基團(tuán)，增加聚烯烴熱熔膠與金屬基材的剝離強(qiáng)度?，F(xiàn)有的聚烯烴熱熔膠主要應(yīng)用于鋁/塑，鋼/塑復(fù)合材料的粘接，此種體系主要是以聚乙烯（PE）為基礎(chǔ)樹(shù)脂的熱熔膠。與PE相比，PP具有更好的耐熱性能，可以提高塑料/金屬?gòu)?fù)合材料在高溫下的穩(wěn)定性。

本文以PP為基材，通過(guò)共混改性方式制備了與鋁材具有良好剝離性能的熱熔膠，分析了共混樹(shù)脂對(duì)熱熔膠剝離性能的影響，以及熱熔膠在高溫下的剝離性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料及儀器

聚丙烯K8303，中石化北京燕化石油化工股份有限公司；PP-G-MAH，實(shí)驗(yàn)室自制，接枝率0.84%，熔融指數(shù)52 g/10 min（230℃，2.16 kg）；SEBS G1726，美國(guó)科騰公司；PA6 1020C，日本三菱公司。

同向雙螺桿擠出機(jī)，KS-36型，昆山科信橡塑機(jī)械有限公司；拉伸試驗(yàn)機(jī)，CMT4000GX型，珠海三思泰捷電氣設(shè)備有限公司；

1.2 試樣制備

將PP-G-MAH和共混樹(shù)脂在高速分散機(jī)中分散均勻，然后把混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出，經(jīng)水冷切粒后即得聚丙烯基熱熔膠。

將制備出的熱熔膠按照GB/T 2790《膠粘劑180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法撓性材料對(duì)剛性材料》制備樣品，并進(jìn)行剝離性能測(cè)試。

1.3 被剝離鋁片的表面處理

方法1（M1）：直接用丙酮清洗；方法2（M2）：用噴砂機(jī)制備出表面錨紋深度達(dá)到50～75μm的鋁板，然后用丙酮清洗板材。

2 結(jié)果與討論

2.1 PP-G-MAH對(duì)熱熔膠剝離性能的影響

表1是熱熔膠中PP-G-MAH的含量對(duì)鋁板剝離強(qiáng)度的影響。由于PP的非極性特征，沒(méi)有加入PP-G-MAH的熱熔膠與基材沒(méi)有剝離強(qiáng)度。隨著PP-G-MAH加入剝離強(qiáng)度大幅提高，PP-G-MAH在熱熔膠中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時(shí)，熱熔膠剝離強(qiáng)度達(dá)到最大值，繼續(xù)增加PP-G-MAH用量會(huì)使剝離強(qiáng)度下降。用方法2（M2）處理的板材的剝離強(qiáng)度遠(yuǎn)大于方法1 （M1）處理的板材的剝離強(qiáng)度，表明機(jī)械互鎖作用對(duì)提高熱熔膠的剝離性能有促進(jìn)作用[2]。

2.2 SEBS對(duì)熱熔膠剝離性能的影響

表2反應(yīng)了SEBS用量對(duì)熱熔膠剝離性能的影響。SEBS黏度低，潤(rùn)濕能力強(qiáng)，可以提高熱熔膠的粘接性能[3]，所以本文選擇加入高熔融指數(shù)的SEBS G1726，來(lái)提高熱熔膠的剝離性能。

從表2中S8，S9可以看出，由于SEBS本身并沒(méi)有極性，不能與金屬界面產(chǎn)生粘接，所以SEBS對(duì)熱熔膠潤(rùn)濕基材能力上的幫助，僅體現(xiàn)在用方法2（M2）處理的板材上。

表1 PP-G-MAH含量對(duì)熱熔膠剝離性能的影響Tab.1 Effect of PP-G-MAH content on peeling property of hot melt adhesive

表2 SEBS對(duì)熱熔膠剝離性能的影響Tab.2 Effect of SEBS on peeling property of hot melt adhesive

S10，S11，S12反應(yīng)了在PP-G-MAH存在的情況下，SEBS對(duì)熱熔膠剝離性能的影響。由于SEBS與PP具有一定的不相容性，過(guò)多的SEBS加入會(huì)降低熱熔膠的內(nèi)聚強(qiáng)度，從而使膠粘劑的破壞形式從界面間剝離轉(zhuǎn)變成膠層的內(nèi)聚破壞。通過(guò)比較以上熱熔膠與方法1（M1）處理的板材的剝離結(jié)果，可以看出熱熔膠粘接力因?yàn)镾EBS的加入而有所降低，這是因?yàn)镾EBS降低了熱熔膠中PP的結(jié)晶度，導(dǎo)致極性基團(tuán)在非晶區(qū)域的比例降低。

2.3 PA6 1020C對(duì)熱熔膠性能的影響

PA6具有較高的熔點(diǎn)和較好的耐溫性能，而PA6/PP的共混效果可以通過(guò)加入PP-GMAH來(lái)增加[4]，所以本文在熱熔膠中增加PA6，以提高熱熔膠的高溫剝離性能。

表3反應(yīng)了PA-6對(duì)熱熔膠剝離性能的影響。S13～S16比較了PA6 1020C對(duì)熱熔膠剝離性能的影響，從熱熔膠與M1板材在25 ℃下的剝離情況可以看出，PA6的加入會(huì)使熱熔膠與鋁板的粘接力下降，造成這種現(xiàn)象的原因是PP-G-MAH的極性基團(tuán)與PA6上的酰胺基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，從而降低了熱熔膠極性基團(tuán)的含量。PA6的加入同樣降低了熱熔膠的內(nèi)聚強(qiáng)度，隨著PA6的增加這種情況更加明顯，從S13到S16熱熔膠出現(xiàn)內(nèi)聚破壞的力值從161 N/cm降低到了111 N/cm。從熱熔膠在110 ℃下的剝離強(qiáng)度可以看出，PA6的加入可以改變產(chǎn)品在高溫下的破壞狀態(tài)，由S5的界面間剝離轉(zhuǎn)變到了S14的膠層內(nèi)聚破壞。PA6可以提高熱熔膠在高溫條件下的剝離強(qiáng)度值的保持率（25 ℃剝離強(qiáng)度值/110 ℃剝離強(qiáng)度值），加入PA6的保持率都大于60%，而沒(méi)加入PA6的保持率都不超過(guò)50%。加入10份PA6的熱熔膠S14在110 ℃下的剝離強(qiáng)度值達(dá)到最大，為112 N/cm。

3 結(jié)論

（1）聚丙烯基熱熔膠與鋁板的剝離強(qiáng)度隨著PP-G-MAH的增加而提高，PP-G-MAH在熱熔膠的用量達(dá)到20%時(shí)剝離強(qiáng)度達(dá)到最大。

（2）熱熔膠與經(jīng)過(guò)表面噴沙處理的鋁板有更好的剝離性能。

（3）SEBS G1726與PA6 1020C都會(huì)降低熱熔膠的內(nèi)聚強(qiáng)度，使剝離的破壞形式從界面間剝離轉(zhuǎn)變?yōu)槟z層的內(nèi)聚破壞。

表3 PA-6對(duì)熱熔膠剝離性能的影響Tab.3 Effect of PA-6 on peeling property of hot melt adhesive

（4）加入10% PA6 1020C的熱熔膠在110℃時(shí)有最高的剝離強(qiáng)度值，且PA6的加入可以提高熱熔膠在高溫情況下剝離強(qiáng)度值的保持率。

參考文獻(xiàn)

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[2]Rudolf Wiechmann.Experiences with peel strength[J].Circuit World,2006,32(3): 30-39．

[3]袁煜艷.SIS、SEBS在熱熔壓敏膠中的應(yīng)用[J].粘接,2010,31(7):65-69.

[4]趙娟,崔怡,陳曉麗.接枝聚丙烯增容改性PP/PA6合金性能的研究[J].塑料工業(yè),2007,5(6):19-22.

Preparation of polypropylene based hot melt adhesive and its peeling properties to aluminum plate

QIU Lei, DING Wu-bin, CHANG Yuan-ling, RUAN Long-jun)
(Hilong Petrochemical Research Institute, Shanghai 200949, China)

Abstract：In this paper, the hot melt adhesive (HMA) was produced by using PP as the basic resin and mixing with other functional resins. The hot melt adhesive had excellent peeling strength to aluminum plate. The influence of contents of PP-GMAH, SEBS and PA6 on the HMA properties was discussed. The peeling properties of HMA to aluminum plate at different temperatures and for different surface states were investigated. The results showed that when the content of PP-G-MAH in HMA was 20%, the adhesive had the maximum peeling strength, and SEBS improved the peeling strength of HMA and PA6 promoted the high temperature peeling property of HMA.

Key words：hot melt adhesive; polypropylene; blending modification

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ436+.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2016）02-0059-03

作者簡(jiǎn)介：仇磊（1983-），男，碩士，研究方向：長(zhǎng)距離輸送管線聚烯烴熱熔膠制備。E-mail：choulei@hilonggroup.com。

收稿日期：2015-05-14