赢创对难粘基材的粘接解决方案
作者:admin   日期:2015/11/10

过去二十年以来,聚烯烃热熔胶在市场上赢得了越来越多的认可。由于一些世界知名公司,赢创工业集团、陶氏埃克森都对这个领域进行投资以克服早前技术(EVA乙烯醋酸乙烯酯共聚物、嵌段共聚物)的不足,胶粘剂客户现在有多种聚烯烃聚合物可供选择。聚烯烃热熔胶取得成功的另一同样重要因素是,行业热点正转向与传统聚合物更加难以粘结的基材(如PE聚乙烯或PP聚丙烯)。

赢创的Vestoplast® 206这一聚合物同时具备聚烯烃主链、湿气固化和与极性、非极性基材粘结的优点。Vestoplast® 206与其它聚合物、树脂和添加剂的相容性可与其它Vestoplast®级产品相媲美,因此更便于配方师开展配方设计。

Vestoplast® 206是一种含有硅氧基的无定形-α-聚烯烃(APAO)。它通过低压齐格勒法合成,随后与功能性有机硅烷接枝而制备得到,在此过程中产生可湿气固化的APAO。

图1显示了Vestoplast®206的典型固有特性以及固化前的非晶化学结构。

Vestoplast® 206对多种基材的粘结测试均表现出优越的粘接强度。这些测试主要以物理性能(如软化点、粘度)和化学主链结构相似的非功能性标准级产品(Vestoplast® 708)的性能为基准,如图2所示。需要指出的是,Vestoplast® 206的粘结表现极为优秀,尤其是对于难粘的基材,如玻璃和未经处理的PP聚丙烯,这使得Vestoplast® 206常常成为这些应用领域的首选。

图 2:粘结实验结果*


*Vestoplast® 206固化14天后的测试结果,其中PE和PP未进行预处理

湿气固化是Vestoplast® 206与其它聚烯烃相比的重要优势:固化后的Vestoplast® 206在165°C的热剪切失效温度随着固化的推进增长5倍。Vestoplast® 206与其他Vestoplast®级产品完全兼容,不仅能让配方设计师定制上胶过程所需的胶黏剂性能,而且也开启了提高最终(固化后)粘结性的大门。

图3显示了以Vestoplast® 206替代部分标准等级(Vestoplast®708)产品时拉伸强度和热剪切失效温度的提高。

图3:拉伸强度和热剪切失效温度的提高*


Vestoplast® 206能在初始粘结阶段达到聚烯烃热熔胶的高粘结强度。一旦工作件粘结在一起,大约两个星期后产品将达到最终粘接强度。

湿气固化也意味着在胶粘剂生产过程中和客户施胶过程中,都必须要隔绝水汽操作。典型的配方里可能还存在填料、蜡或其他树脂,它们在与Vestoplast® 206混合之前也应进行干燥。此外,应避免使用含有酸的树脂;酸性基团可能会与硅氧烷基团反应,或催化硅氧烷基团发生水解反应,形成凝胶,其后引发严重的加工问题。强烈推荐在生产过程和包装阶段中使用不含水的保护气体,如氮气。

Vestoplast® 206热熔胶可以在常规PUR热熔胶胶厂的反应器中制备(根据配方同时需要更高的温度)。此外,Vestoplast® 206完全可以通过挤出机或捏合机加工(如密封胶的生产)。与生产PUR热熔胶不同,生产Vestoplast® 206热熔胶或密封剂不需要化学反应,仅需要在惰性气体保护下进行。但是,要为最终产品慎重选择正确的包装——通常应选择可绝对隔绝湿气的3层密封袋或密封桶包装。

我们也确保以最方便、最安全的包装供应Vestoplast® 206。出于这个目的,赢创采用了新型枕头状易撕包装(Vestoplast® 206 EPP),如图4所示。这种新包装有一个防粘结内层,能够简单和方便地拆包,可将拆解桶状包装过程中的产品损失减少到“零”。

图 4:Vestoplast® 206的包装


Vestoplast® 206通过水与硅氧烷基团发生化学反应而固化,并生成少量的甲醇,最终形成稳定的Si-O-Si键的三维网状结构。

图5:Vestoplast® 206 –固化后的结构(示意图)


由于瞬间产生的硅醇基和硅氧烷基团也能够与基材表面的羟基发生反应, Vestoplast® 206与木头和玻璃产生优秀的粘结性也就不足为怪了(详情请参见图2)。

路易斯酸碱系统如DBTL(二月桂酸二丁基锡)可以加速固化反应。固化速度取决于多种因素,如水从表面向硅氧烷基团扩散的能力,基材的含水量,胶粘剂的固化温度、厚度和催化剂的用量(如果有足够的水分存在且温度为23 °C,在薄薄一层胶黏剂中添加0.015 DBTL,可在4 - 7天后达到最高强度)。

除了粘结性能外,Vestoplast® 206还表现出良好的抗紫外线性能(312 h紫外线照射后撕裂强度从2.9 N /mm2下降到2.1 N /mm2),水渗透率显著低于PIB (根据DIN 53122:厚度0.8mm时水渗透率0 g/m3d),使它特别适合用于太阳能电池组件的密封剂配方。

除此之外,Vestoplast® 206也能溶于芳烃溶剂(在甲苯中溶解度高达30%),因此可用于溶剂系统或用于清洗设备使用。

结论:

当常见的聚烯烃聚合物在粘结非极性和极性基材上遇到困难时,Vestoplast® 206 便可以成为首选聚合物。其独特的交联能力和对各种基材的化学粘结特性,使其不仅可作为胶粘剂使用,也可作为密封剂应用于建筑和太阳能等行业。它在紫外线照射下不会黄变或降解,固化后仍将保持柔韧性,透水性极低。该活性热熔胶或密封剂不含异氰酸酯,从而可得到更大市场认可度。

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