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氯化聚丙烯在胶粘剂方面的应用及发展趋势

作者:信息发布员 来源:网络 时间:2016/11/25 16:31:11

      聚丙烯(PP)是目前生产量较大、应用范围较广的通用塑料之一,但是由于聚丙烯分子中不存在极性基团和活性官能团,结晶度很高,材料表面吸附能力很差,表面张力小,所以难于粘接,其应用受到限制。为了扩大其应用范围,需要对其进行改性,改性方法较多,氯化改性是其中较常用方法之一。

  氯化聚丙烯(简称CPP)是聚丙烯

  (PP)化学改性产物,能溶解于除醇及脂肪烃以外的大部分溶剂,具有良好的耐磨性、耐酸性及耐老化性。而且氯化聚丙烯是热塑性树脂,它对聚丙烯有很强的粘合力,对乙烯、油墨等多种材料也具有较好的粘合力,它是双拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜的优良粘合剂,也是塑料、油墨优良的粘结剂以及BOPP膜与彩印纸、BOPP膜与聚丙烯的粘合剂。

  1氯化聚丙烯的主要特征

  氯化聚丙烯特定的结构决定了它具有一些特殊的性能:

  (1)不同分子量氯化聚丙烯的熔点随氯化度的增加而迅速降低,当氯含量为30%左右时,其熔点最低。均相反应和非均相反应的氯化聚丙烯具有不同的最低熔点,即使有相同的氯含量,它们的最低熔点也不同。氯化等规聚丙烯和氯化无规聚丙烯的熔化情况不同,随着无规物的增加,熔点相应提高。

  (2)氯化聚丙烯相对溶解度随氯化度的提高而增加,对于均相反应的氯化聚丙烯和非均相反应的氯化聚丙烯,当氯化度相当时,前者比后者更易溶解,当溶解度相当时,前者的氯化度仅为后者的三分之一。

  (3)氯化度为30%时,氯化聚丙烯具有晶体结构;当低于30%时,其难于溶解在溶剂中。在室温下,氯化聚丙烯比较容易凝胶;在较高温度下易被溶解;凝胶温度与氯化度呈线性关系,且随着氯化度的提高而降低。

  (4)氯化聚丙烯可以对聚丙烯产生良好的粘结作用。非均相氯化聚丙烯具有较高的结晶度,它的粘结性大于均相氯化聚丙烯,而两者的粘结性均随氯化度的提高而变小,氯化聚丙烯的粘结强度随结晶度的提高而增强。

  (5)氯化聚丙烯对酸、碱均有良好的抗腐蚀作用,它还具有无毒、耐油、耐热、抗紫外辐射等特性。

  上述氯化聚丙烯的基本特性构成了它在工业上应用的重要因素。它的应用性能却与其氯化度及聚合度有关:粘合性能以氯化度低为好而与聚合度无关;溶解性、相容性则要求高氯化度、低聚合度;而从干燥速度来讲,要求的是高氯化度和高聚合度。

  2氯化聚丙烯粘结原理

  氯化聚丙烯具有良好的耐老化、耐燃、耐腐蚀性等性能,能溶于苯、甲苯、四氯化碳等溶剂。当氯化聚丙烯溶液与聚丙烯材料接触时,聚丙烯表面发生有限溶胀,

  而以相同化学结构结晶的结晶间力相吸引,从而显示出粘接能力。这时,原来结晶度很高的聚丙烯,因引入氯原子而形成氯化聚丙烯,使结晶降低到4%以下;并且氯的引入大大增强了聚丙烯发生化学反应的活性点,使很多在聚丙烯上不能发生的反应得以实现。但同时由于结晶度的降低,导致熔点大幅度下降,所以机械强度也因内聚力降低而相应降低,为了提高其内聚力,就需要对氯化聚丙烯进行改性,即在氯化聚丙烯分子中引入有强极性基团的化合物,以增强其机械强度和粘接性能。通过氯化聚丙烯与含极性基团的各类单体进行反应,可以得到性能不同的胶粘剂。

  3氯化聚丙烯配方及在胶粘剂方面的应用

   氯化聚丙烯是一种性能很好的胶粘剂,有很强的粘接力,它有许多不同的配方,从而使其应用领域很广泛。

  3.1有机硅改性氯化聚丙烯胶粘剂

  基本配方(质量分数):

  氯化聚丙烯  100

  苯  44

  聚甲基氢硅氧烷  适量

  丙烯酸丁酯  适量

  过氧化苯甲酰  少量

  在自由基引发剂下氯化聚丙烯与适量的聚甲基氢硅氧烷、丙烯酸丁酯进行共聚,得到氯化聚丙烯(CPP)一聚硅氧烷(PMS)一丙烯酸丁酯(BA)三元共聚物胶粘剂,其对聚丙烯材料及金属铝材料有良好的粘接性能和较好的耐水性。利用有机硅改性氯化聚丙烯,可使改性后材料既有氯化聚丙烯的优良的粘接性能,也具有有机硅的耐候性、耐水性等性能,从而扩大它的应用范围。

  3.2氯化聚丙烯与丙烯酸苯酰氧甲基乙酯共聚胶粘剂

  基本配方(质量分数):

  氯化聚丙烯  100

  丙烯腈一丙酯  (1∶2~5)1~6

  二甲苯  60

  过氧化二特丁基醚  少量

  以低氯量氯化聚丙烯与不同比例的丙烯腈及丙烯酸苯酰氧甲基乙酯(简称丙酯)在引发剂作用下,经自由基接枝共聚反应制得胶粘剂。可用于聚烯烃、钢等材料的粘接,还可对铝、纤维、合成革、木材也有很好的粘接性。

  3.3氯化聚丙烯与丙烯腈及苯乙烯基二乙氧基硅烷共聚胶粘剂

  基本配方(质量分数)

  氯化聚丙烯  100

  丙烯腈  1

  苯硅  6

  二甲苯  234

  过氧化二特丁基醚  少量

  在引发剂存在下氯化聚丙烯与丙烯腈及苯乙烯基二乙氧基硅烷经自由基接枝共聚反应制得胶粘剂。不仅对聚丙烯材料有良好的粘接性,对钢、铝等材料也有十分理想的粘接效果。

  3.4氯化聚丙烯与丙烯酸酯及丙烯腈共聚胶粘剂

  基本配方(质量分数):

  氯化聚丙烯  50

  丙烯酸酯一丙烯腈  (1∶2.5~3.5)0.5~1

  甲苯  150

  偶氮二异丁腈  0.05~0.1

  在引发剂存在下氯化聚丙烯与丙烯酸酯及丙烯腈经自由基接枝共聚反应制得胶粘剂。该胶粘剂不仅对聚烯烃呈现良好的粘接性能,而且对聚丙烯注塑品,聚丙烯制品与钢、铝等金属间的粘接,效果良好。亦可用于聚烯烃薄膜与纸、皮革、橡胶等制品的室温粘接。

  3.5氧化聚丙烯与马来酸酐及丙烯腈共聚胶粘剂

  基本配方(质量分数):

  氯化聚丙烯  50

  马来酸酐  0.75~1

  丙烯腈  0.5~0.6

  甲苯  87

  过氧化苯甲酰  少量

  以含氯量为30%~40%的氯化聚丙烯与马来酸酐及丙烯腈在引发剂作用下,经接枝共聚反应制得胶粘剂。其对聚丙烯材料有良好的粘接性能,对聚乙烯材料的粘接性能也有一定的提高,是一种较好的新型聚烯烃胶粘剂。

  3.6氯化聚丙烯与二甲基丙烯酸-二苯基硅二醇双酯共聚胶粘剂

   基本配方(质量分数):

  氯化聚丙烯  100

  二甲基丙烯酸—双酯  1~6

  甲苯  130

  过氧化苯甲酰  少量

  在引发剂存在下氯化聚丙烯与一定配比的二甲基丙烯酸-二苯基硅二醇双酯经自由基接枝共聚反应制得胶粘剂。该胶粘剂不仅适用于聚丙烯、钢铝粘接,而且对纤维、木材、皮革、陶瓷、玻璃、聚乙烯等都有较好的粘接性能,并可做为以上材料的涂层,其结膜坚韧光亮,附着力强,是一种应用广泛、效果良好的新型胶粘剂。

  3.7双向拉伸等规聚丙烯与纸的胶粘剂

  基本配方(质量分数):

  氯化聚丙烯  7

  石油树脂  14

  甲苯  57

  乙酸乙酯  15

  将上述调配好的氯化聚丙烯粘合剂涂在双向拉伸等规聚丙烯薄膜上,然后层压在已经印刷了的纸(干燥后)上,可以大大提高印刷品的耐用性、防水性和色泽亮度,用作书籍封面、广告品、高级包装品等。另外氯化聚丙烯还可用于塑料血袋配件粘合剂,聚丙烯薄膜与铝箔的层压粘合剂、热压薄膜的粘合剂、复合印刷油墨的粘合剂等。

  4发展趋势

  氯化聚丙烯改性胶粘剂不仅原料易得、生产工艺简单,而且产品性能优良、应用范围广,开发利用前景广阔,在国外获得了长足发展。目前我国胶粘剂行业对氯化聚丙烯的需求量约为200t,预计未来几年我国胶粘剂行业对氯化聚丙烯的需求将以年均8%的速度增长,到

  2005年,需求量将达到250t。但国内氯化聚丙烯的生产能力和产量很小,远远不能满足实际生产的需求,每年需大量进口,随着印刷、塑料包装等行业要求档次不断提高,加上高级油墨、胶粘剂和涂料的发展,国内市场对氯化聚丙烯需求量将急剧增加。因此一方面要改善氯化聚丙烯的生产工艺,提高氯化聚丙烯产品的质量,并在提高产品质量的前提下扩大其生产规模,以适应我国日益发展的需要;另一方面,需进一步改进氯化聚丙烯胶粘剂的性能,开发出低毒溶剂、绿色环保的高性能胶粘剂,以便在更多的领域应用。 

 

更新时间:2019-05-24
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