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聚烯烴塑料表面處理劑研究 

2007/8/10 15:04:24 人評論

一.概述:聚烯烴塑料由于本身惰性,包括潤濕性差、抗溶劑性強(qiáng)和極性官能團(tuán)少等,導(dǎo)致涂層的附著力低。為了改善聚烯烴材料的表面加工功能,主要方法有通過引入具有極性基團(tuán)的可聚單體進(jìn)行共聚或引入具有極性和非極性結(jié)構(gòu)的兩親材料進(jìn)行共混的方法和對聚烯烴材料進(jìn)行表面處理的方法。通過引入具有極性基團(tuán)的可聚單體進(jìn)行共聚或引入具有極性和非極性結(jié)構(gòu)的兩親材料進(jìn)行共混的方法,在工業(yè)使用上已經(jīng)有許多成功的實(shí)例;但這種方法通用性較差,主要應(yīng)用于功能性改性,提高聚烯烴材料的綜合性能,需要較強(qiáng)的技術(shù)支持,同時(shí)會使成本提升較大,削弱了聚烯烴材料同其它材料的競爭優(yōu)勢;同時(shí)這種方法制作的產(chǎn)品在后加工時(shí),一般還是需要對表面進(jìn)行一定的處理。通過表面處理的方法,僅對聚烯烴材料的表面進(jìn)行修飾,不影響內(nèi)部結(jié)構(gòu),一般有以下幾種處理方式:1.摩擦處理、2.化學(xué)試劑腐蝕處理、3.火焰處理、4.氣體熱氧化處理、5.電暈處理、6.等離子處理、7.輻射處理、8.化學(xué)接枝處理、9.涂覆法上述各種方式,各有優(yōu)劣,能滿足不同的需要;可以一種或數(shù)種并用。相比較而言,采用涂覆處理劑(即底漆)的方式比較簡單,設(shè)備投資少,操作技術(shù)要求低,可以處理大型、異型或復(fù)雜結(jié)構(gòu)件,具有一定的效果,適合一般工廠操作,能滿足一般工業(yè)使用。采用涂覆的方式改進(jìn)聚烯烴材料的表面性能,所采用的處理劑,一般選用具有兩親結(jié)構(gòu)的材料;非極性部分能鋪展在聚烯烴表面,同聚烯烴材料具有一定的親合性,而極性部分可以增加材料的表面性能。在涂料或印刷行業(yè),一般選用氯化聚烯烴及其改性物做聚烯烴的表面處理劑。 二.表面處理劑的制作方法:國內(nèi)一般采用純聚烯烴進(jìn)行氯化處理,氯化度控制在在30%以上,主要使用在油墨印刷行業(yè),更進(jìn)一步的方式是采用一些單體接枝改性氯化聚烯烴,這些方法具有一定的實(shí)用性,但綜合性能比較差,而且容易產(chǎn)生相分離現(xiàn)象;國際上一般采用以下方式制造:1.采用氯化聚烯烴及其改性物做聚烯烴的表面處理劑,理論上氯化度越低對聚烯烴材料的親合力越大,但氯化度越低,在有機(jī)溶劑里溶解性越差;而氯化度超過30%的氯化聚烯烴及其改性物不適宜做聚烯烴表面處理劑。一般選用分子量為2萬到9萬的聚烯烴,先接枝1%-3%的馬來酸酐,然后再進(jìn)行氯化,或者直接采用烯烴和馬來酸酐共聚制得的聚合物再氯化的方式,兩種方法都控制氯含量在20%-30%。產(chǎn)物用二甲苯溶解,固含量為3%-5%,可以直接做聚烯烴表面處理劑,相比較而言,第二種方法制得的產(chǎn)品,質(zhì)量較好;2.選擇含丁烯或丁二烯25%左右的聚烯烴聚合物,本身具有一定的溶解性能,而且對烯烴聚合物的粘接效果好,同時(shí)與其他聚合物的粘接性能優(yōu)良,可以做聚烯烴聚合物的表面處理劑。3.選擇丙烯酸及其酯單體現(xiàn)場固化的方式可以處理聚烯烴聚合物,主要是采用自由基引發(fā)聚合的方式,包括氧化還原,UV等方法;特別是采用需氧固化的方法,其強(qiáng)度甚至超過聚烯烴本身的強(qiáng)度;4.偉士達(dá)國際(香港)有限公司經(jīng)營的WinsdomTM表面處理劑綜合了上面幾種方法,含有多種活性功能團(tuán),綜合了潤濕、吸附、粘接、反應(yīng)等多種效能,對多種基材具有良好的處理效果,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;同時(shí)其中無苯的系列使其廣泛應(yīng)用于食品包裝玩具的油漆油墨等領(lǐng)域。三.效果:為此,我們選用了幾種國內(nèi)外聚烯烴表面處理劑和偉士達(dá)國際(香港)有限公司經(jīng)營的WinsdomTM表面處理劑以及氯化聚烯烴做對比,比較其基本性能。詳細(xì)情況見表一。表一。聚烯烴表面處理劑性能對比:                    國產(chǎn)產(chǎn)品 進(jìn)口某產(chǎn)品 WinsdomTM表面處理劑 氯化聚烯烴 外觀                微混濁   微混濁      透明                透明 顏色                棕色     淡黃色      淡黃色              淡黃色 穩(wěn)定性 達(dá)因         低溫分層 低溫分層    未見分層            未見分層 表面張力            35       34.5        30                   32 對純聚烯烴的附著性  差       差          良好                 差 涂膜透明性          霧色     霧色        透明                輕微霧色 實(shí)驗(yàn)說明:測試樣品固含均用二甲苯調(diào)整為5%;          穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)條件為40oC 與-7oC交替五次,每次十天;              純聚烯烴的制作:聚烯烴粒料,170oC素?zé)?0分鐘,180oC,15Mpa、熱壓5分鐘,保壓降溫;          聚烯烴表面張力33達(dá)因附著性實(shí)驗(yàn)采用畫格法;我們特別選擇了在廣東很有市場的兩種進(jìn)口和一種國產(chǎn)聚烯烴材料處理劑。其中進(jìn)口的兩種分別為日本產(chǎn)品和美國產(chǎn)品,其產(chǎn)品說明均為氯化聚烯烴,氯化度均為24%,經(jīng)過分析確認(rèn)其產(chǎn)品均含有少量馬來酸酐;其中國產(chǎn)處理劑的產(chǎn)品說明為氯化聚烯烴改性物,經(jīng)過分析確認(rèn)內(nèi)含丙烯酸酯均聚物。我們將四種處理劑與偉士達(dá)國際(香港)有限公司經(jīng)營的WinsdomTM表面處理劑分別在純聚烯烴板材涂覆,對比其處理效果,詳細(xì)情況見表二。表二。幾種產(chǎn)品對純聚烯烴板材的處理效果對比:                              日本產(chǎn)品 美國產(chǎn)品 國產(chǎn)產(chǎn)品 WinsdomTM表面處理劑 氯化聚烯烴 處理劑底處理附著效果          A         A       C           A       D 面漆為丙烯酸酯鋁漿漆附著效果  C         A       D           A       D 面漆為聚氨酯漆附著效果        B         B       D           A       D A:優(yōu)   B:良  C:中  D:差實(shí)驗(yàn)說明:1.純聚烯烴板制作:聚烯烴粒料(廣石化F401),170oC素?zé)?0分鐘,180oC、15Mpa、熱壓5分鐘,保壓降溫;2.處理劑固含均用二甲苯調(diào)整為5%;3.涂膜方式:浸涂處理劑,6-12小時(shí)后噴涂清漆;4.干燥時(shí)間:12小時(shí);5.測試方法:畫格法;四.無苯環(huán)境友好的溶劑體系WinsdomTM表面處理劑是應(yīng)用領(lǐng)先的專有技術(shù)而開發(fā)的產(chǎn)品,發(fā)展新型的符合生態(tài)要求的附著表面處理技術(shù)是必然的趨勢。1.       無苯VPP601S表面處理劑, 用醋酸丁酯稀釋即可用處理未處理的PP底材2.       無苯無氯VPP666表面處理劑, 用醋酸丁酯稀釋即可用處理未處理的PP底材3.       無苯VPE6801S表面處理劑,用醋酸丁酯稀釋即可用處理未處理的PE底材以上產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用中完全可取代傳統(tǒng)的以二甲笨為溶劑的表面處理劑。     信息來源:偉士達(dá)國際(香港)有限公司

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