聚氨酯油墨與復(fù)合粘合劑應(yīng)用中常見的問題探討

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)聚氨酯油墨與復(fù)合粘合劑應(yīng)用中常見的問題探討一、聚氨酯的化學原理聚氨酯實際上是各種不同類型的異氰酸酯與含活性氫化合物生成的加聚物。因此，聚氨酯膠粘劑在制備與固化過程式中，都要發(fā)生異氰酸酯與活化氫化合物的反應(yīng)，所以聚氨酯化學是異氰酸酯的反應(yīng)為基本原理。 （一）、異氰酸酯的化學反應(yīng)異氰酸酯與羥基的反應(yīng) 各類含活潑氫化合物與異氰酸酯反應(yīng)活性次序為異氰酸酯能與醇、多元醇、聚醚、聚酯等含羥基化合物的活性氫反應(yīng)，生成氨基甲酸酯。這類反應(yīng)是聚氨酯膠粘劑合成與固化的基本反應(yīng)。這些反應(yīng)中空

2、間位阻對反應(yīng)影響很大，異氰酸酯與伯羥基的反應(yīng)十分迅速，比仲羥基快3倍，比叔羥基快200倍。 2、異氰酸酯與水的反應(yīng)。 異氰酸酯與水的反應(yīng)首先生成不穩(wěn)定的氨基甲酸，然后分解成二氧化碳和胺。如果異氰酸酯過量，可繼續(xù)反應(yīng)生成取代脲反應(yīng)如下： RNCO H2O RNHCOOH RNH2 CO2 RNCO RNH2 RNHCONHR 單組分濕固化型聚氨酯膠粘劑就是利用上述反應(yīng)進行固化，而對于雙組分聚氨酯膠粘劑在潮濕環(huán)境中粘接，膠層容易產(chǎn)生氣泡，粘接強度可降低10%20% 3、異氰酸酯與胺基的反應(yīng) 異氰酸酯與胺基的反應(yīng)生成脲，由于伯胺反應(yīng)活性太大，在聚氨酯膠粘劑中常用活性較小的芳香二胺（如MOCA）等，作

3、為異氰酸酯基封端預(yù)聚體的固化劑。 4、異氰酸酯與羧基的反應(yīng) 異氰酸酯與羧基的反應(yīng)的活性低于伯羥基或水，首先反應(yīng)生成酸酐，然后分解成酰胺和二氧化碳這對粘接不利。若在異氰酸酯和羧酸二者之中僅其一是芳香族的它們在室溫下反應(yīng)時則主要生成酸酐、脲和二氧化碳。 5、異氰酸酯與脲的反應(yīng)。 異氰酸酯與取代脲的反應(yīng)生成縮二脲。聚氨酯膠粘劑在較高溫度（100度）下可產(chǎn)生支化或交聯(lián)、能提高粘接強度。 6、異氰酸酯與酚的反應(yīng)。 異氰酸酯與酚的反應(yīng)要比與羥基的反應(yīng)遲緩，即使在5070度下其反應(yīng)速度也很慢。然而可用叔胺或氯化鋁催化反應(yīng)速度。為個反應(yīng)有催化劑存在且較高溫度下為可逆反應(yīng)，可用于制備封閉型異氰酸酯膠粘劑。 7、

4、異氰酸酯與酰胺的反應(yīng) 異氰酸酯與酰胺的反應(yīng)活性很低，僅在100度時才有一定的反應(yīng)速度，并且生成?；?。 8、異氰酸酯與氨基甲酸酯的反應(yīng) 異氰酸酯與氨基甲酸酯的反應(yīng)活性比脲低，只有在高溫（120140度）或者在有選擇性催化劑作用下，異氰酸酯與氨基甲酸酯才有足夠的反應(yīng)速度，并經(jīng)聚合反應(yīng)生成脲基甲酸酯。 （二）、異氰酸酯的溶解滲透性 異氰酸酯能溶于很多有機溶劑，而且異氰酸酯分子體積小，容易擴散滲入到被粘物中，從而提高粘合力 （三）、形成氫鍵增大粘合力 多異氰酸酯與聚酯（或醚）多元醇反應(yīng)生成的聚氨酯具有很強的極性，其中的氨 酯、脲、酯、醚等基團能形成氫健，對多種表面都有良好的濕潤性，產(chǎn)生很大的粘合力。

5、 （四）、 聚氨酯結(jié)構(gòu)對性能的影響聚氨酯是由軟鏈段和硬鏈段組成的嵌段共聚物。軟鏈段為聚酯(醚)多元醇組成，硬鏈段為多異氰酸酯或其與低分子擴鏈劑組成。由于兩種鏈段的熱力學不相容性，則產(chǎn)生微觀相分離的兩相結(jié)構(gòu)，而表現(xiàn)出獨特的粘彈行為。聚氨酯的硬段起增加作用，軟段則貢獻柔韌性。聚氨酯的優(yōu)異性能主要是微相區(qū)形成的結(jié)果，而不完全是因硬段與軟段之間的氫鍵所致。由于酯基的極性大，內(nèi)聚能高，分子作用力大，因此聚酯型聚氨酯比聚氨酯具有較高的強度和硬度。又因醚鍵較易內(nèi)旋轉(zhuǎn)，柔順性較好，致使聚醚型聚氨酯低溫性能極好。酯基比醚鍵易水解，故聚醚型聚氨酯比聚酯型耐水解性能好。二、印刷和復(fù)合白點（不是泡沫破滅后形成的空白處

6、，也不是因機械針孔的空白點）。我們往往在印刷PET或OPP簿膜，通常上膠與鋁箔、鍍鋁膜或其它復(fù)合物，覆膜復(fù)合后產(chǎn)生的似有空氣凸起的白點（尤其是最后一道色更明顯）。人們往往的解釋是以下情況導(dǎo)致的：(1)環(huán)境濕度大；(2)油墨流不平；(3)薄膜不平整；(4)墨膜內(nèi)聚力大；(5)上膠不飽滿；(6)油墨靜電或膠水靜電；(7)覆膜輥殘缺或不通心；(8)環(huán)境有風；(9)覆膜機因振動運行不穩(wěn)；(10)油墨遮蓋力不好；(11)覆膜時前后收、放輥前松后緊，或上緊下松；(12)油墨或膠水有雜物；(13)油墨中的增塑或分散劑析出；(14)油墨與膠水張力不一和互溶性不好；(15)墨膜殘留的溶劑重新釋放等15大現(xiàn)象導(dǎo)致

7、的。單就油墨的靜電和能夠?qū)щ姷乃莼蚪饘俨牧系慕佑|、作用力的結(jié)果造成的。 結(jié)論是：帶電的油墨或靜電的復(fù)合膠水，在印刷、上膠、覆膜復(fù)合過程中，由于濕、熱在一定的摩擦條件下，它的周圍產(chǎn)生磁場繞著產(chǎn)生的磁轉(zhuǎn)動，致使無法把墨或膠水轉(zhuǎn)印、涂布均勻所致。這里所說的靜電和導(dǎo)電的環(huán)境濕度中的水份（有多少水份，薄膜就會失去多少“電”，就會排斥油墨或膠水均一涂布復(fù)合）。在瞬間會出現(xiàn)繞著磁轉(zhuǎn)動靜電力和磁力，表現(xiàn)為可以相互吸引的拉力，或者相互排斥的推力拉會導(dǎo)致承印物起皺，推會導(dǎo)致復(fù)合牢度差。產(chǎn)生這種不穩(wěn)定的感應(yīng)電流，往往大都會因不透氣（殘留溶劑或水釋放）、光反射的鋁箔或鍍鋁膜等承印物出現(xiàn)。其它承印物則很少出現(xiàn)。由此

8、推論：自然界中的力，如萬有引力、靜電力、磁力，包括油墨、膠水、光油的氫鍵力，包裝印刷機、覆膜復(fù)合機的機械壓力，統(tǒng)統(tǒng)表現(xiàn)為：可以相互吸引的拉力，或相互排斥的推力。其結(jié)果是有區(qū)別的附著的優(yōu)、良、可與次、差、廢。三、復(fù)合膜層間不干有些軟包裝廠家常碰到復(fù)合產(chǎn)品熟化2448 小時后仍然不干，甚至熟化后的產(chǎn)品通過制袋、熱封的地方會出現(xiàn)皺折，不知何種原因使然。其實這跟復(fù)合膜膠層不干有關(guān)聯(lián)，常在高溫高濕季節(jié)出現(xiàn)。（一）、復(fù)合膜不干的現(xiàn)象分析：1、膠粘劑分析：聚氨酯膠粘劑主劑以O(shè)H 封端的高分子聚酯、聚氨酯化合物，本身具有一定粘性，聚氨酯膠粘劑固化劑含NCO（異氰根）封端聚氨酯化合物。前者只有通過與固化劑內(nèi)的異

9、氰根反應(yīng)，產(chǎn)生網(wǎng)狀交鏈結(jié)構(gòu)，才有較高剝離強度。而后者的中異氰根極易跟含有羥基、氨基的物質(zhì)（水份、醇類、胺類）起反應(yīng)。聚氨酯膠粘劑主劑與固化劑反應(yīng)的速度一般與催化劑用量、溫度、濃度有關(guān)，催化劑用量越多，反應(yīng)速度越快，溫度越高反應(yīng)速度越快，濃度越大而反應(yīng)速度越快?？梢姡z層不干的主要原因是主劑與固化劑交鏈反應(yīng)不完全，即有部分主劑沒有與固化劑反應(yīng)，因為主劑是具有粘性的物質(zhì)，因此復(fù)合膜的膠層就具有粘性。影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。而造成主劑與固化劑交聯(lián)不全完的原因在于固化劑內(nèi)NCO 基團大量被水份或醇類消耗掉了。2、使用聚氨酯、聚酯油墨也易出現(xiàn)膠層不干。首先對聚氨酯油墨體系進行分析，聚氨酯油墨的組成：顏料、聚氨

10、酯樹脂、助劑、溶劑等。聚氨酯油墨的稀釋溶劑組成成份一般有：丁酮、乙酯、丁酯、異丙醇、甲苯等。帶OH 的醇類及帶NH2（氨基）的物質(zhì)對復(fù)合后加工干擾較大。油墨中聚氨酯樹脂本身也是OH 封端，也能與聚氨酯膠粘劑固化劑起反應(yīng)。3、有些快固化聚氨酯膠粘劑常通過增加催化劑用量來提高主劑與固化劑的反應(yīng)速度，但同時也提高了水份和醇類與固化劑的反應(yīng)速度，如果溶劑內(nèi)含水份或醇類再稍高一點，膠液中的固化劑就會在進烘道之前就被水份或醇類消滅而所剩無幾了。這樣就會引起不干現(xiàn)象。（二）、復(fù)合膜不干原因1、固化劑比例太小或配制膠液時配比失調(diào)，固化劑太少或失效；2、稀釋溶劑水份或小分子醇含量太高，消耗大量的固化劑；3、薄膜

11、吸潮，特別是NY 和玻璃紙；4、使用的油墨中含有醇類溶劑沒有揮發(fā)完全；5、使用聚氨酯、聚酯油墨造成的，主要表現(xiàn)在溶劑殘留大；油墨耐乙酯性能差。6、環(huán)境溫度和濕度太高，配制好的膠粘劑放置時間過長導(dǎo)致固化劑與水份長時間反應(yīng)；7、含有K 涂層的PET 膜復(fù)合及PET 膜內(nèi)的添加劑影響。（三）、復(fù)合膜不干解決的方法1、如果因膠粘劑本身質(zhì)量原因就必須要更換膠粘劑；2、降低乙酸乙酯中水和醇的總含量（更換質(zhì)量好的乙酸乙酯，水份和醇類的總含量在0.2以下）；3、當復(fù)合易吸潮的NY 和玻璃紙等薄膜時調(diào)整提高固化劑比例（510），同時不使用受過潮的薄膜；4、盡量降低印刷油墨中殘留溶劑的量；5、使用聚氨酯油墨時：首

12、先，解決聚氨酯油墨中稀釋溶劑的組成成份，盡量做到不用醇類稀釋溶劑。如果印刷時醇類稀釋劑必須要用，也要在印刷時做到盡量將殘留溶劑降至最小限度。其次，如果有白墨鋪底的印刷膜，最后是在白墨中加少量硬化劑，可以增加復(fù)合牢度。但是加了硬化劑的油墨使用期較短，如果有剩余，且間隔時間較長原則上不應(yīng)再用。最后，配制膠粘劑稀釋用的乙酸乙酯的純度要高，其中水份及醇類含量盡可能低，這是蒸煮袋及干式復(fù)合的質(zhì)量保證，另外在配制膠粘劑時，適當增加固化劑的用量（增加比例是固化劑量的510之間，也就是說加1 公斤固化劑需多加0.050.5 公斤固化劑）以保證膠粘劑主劑與固化劑充分交聯(lián)。6、必須對復(fù)合環(huán)境進行控制，如在室內(nèi)放置

13、排風扇，加強室內(nèi)空氣流通，但注意不要對著復(fù)合機吹。復(fù)合時，隨時注意膠槽附近的刮刀及導(dǎo)輥，有無水珠產(chǎn)生，并同時降低車速，因為車速過快，膠槽附近局部溫度過低，宜引起水蒸氣凝結(jié)；7、縮短配制好的膠粘劑存放時間，配制膠粘劑時做到減少每次配制量，增加配制次數(shù)，縮短存放時間，同時提高烘道溫度，減少殘留溶劑量（四）、殘留容積消耗固化劑的理論基數(shù)1、溶劑殘留對固化劑的影響（理論） 殘留溶劑 殘留量mg/m2 羥基摩爾數(shù) 消耗異氰酸摩爾數(shù) 消耗異氰酸量/g 固化劑異氰酸含量/ 消耗固化劑重量g/m2 異丙醇（M=60） 10 0. 0. 0.007 13 0.05 乙醇（M=46） 10 0. 0. 0.009

14、 13 0.07 甲醇（M=32） 10 0. 0. 0.013 13 0.1 備注 以上數(shù)據(jù)為以10mg/m2計算出的參照數(shù)據(jù)，可用來對照實際殘留量并按比例折算； 固化劑以德國拜爾L-75為參照，異氰酸根統(tǒng)一設(shè)為13 2、100g膠液剩余異氰酸與單胺類消耗量（理論） 殘留異氰酸含量% 異氰酸摩爾數(shù) 消耗胺基摩爾數(shù) 消耗胺類(M)的重量/g 0.5 0.0119 0.0119 0.0119*M 1 0.0238 0.0238 0.0238*M 2 0.0476 0.0476 0.0476*M 備注 四、聚氨酯油墨與復(fù)合粘合劑復(fù)合熟化后復(fù)合強度下降1、將復(fù)合膜進行剝離，檢驗印刷面和復(fù)合膜，粘合劑在印刷面，問題出在復(fù)合面；上述問題是復(fù)合膜內(nèi)的添加劑析出造成的。粘合劑在復(fù)合膜面，問題出在印刷面；上述問題是印刷面的添加劑析出造成的。2、將復(fù)合膜進行剝離，檢驗印刷面和復(fù)合膜，粘合劑不干，說明固化劑沒有徹底固化，是吸水所致，檢測印刷膜和復(fù)合膜查找水分來源，加強環(huán)境控制和溶劑控制，減少