一种提高复合薄膜粘接性能的方法技术

本发明专利技术公开一种提高复合薄膜粘接性能的方法，属于高分子材料领域。本发明专利技术所述方法为：在清洗后的基膜上涂布紫外光活性处理液，将紫外光活性处理液涂布于基膜表面，待处理液表干后将基膜涂布面朝上置于紫外灯下进行紫外辐照处理；然后将聚氨酯粘合剂涂布到紫外辐照处理过的两块基膜表面，经加热活化后加压复合形成复合薄膜，紫外光活性处理液为叠氮化合物与有机溶剂或有机溶剂与溶剂型聚氨酯粘合剂的混合物配制得到；本发明专利技术所述方法对基膜表面的处理效果稳定，可与市场上主要的复合薄膜用基膜和聚氨酯粘合剂配合使用，有效地提高复合薄膜的粘接强度，对溶剂型聚氨酯和水性聚氨酯粘合剂粘接的复合薄膜的耐水性均有明显的改善作用。

A method to improve the bonding properties of composite films

The invention discloses a method for improving the bonding performance of composite films, belonging to the field of polymer materials. The method is as follows: the UV active treatment liquid is coated on the base film after cleaning, and the UV active treatment solution is coated on the surface of the base film. The surface of the base film coating is placed under ultraviolet light under the ultraviolet lamp after the treatment of the liquid surface, and then the polyurethane adhesive is coated to the two base films treated by ultraviolet radiation. The surface, after heated and activated, is compounded to form a composite film. The UV active treatment solution is made up of a mixture of azides, organic solvents or organic solvents and solvent based polyurethane adhesives. The method of the present invention is stable for the treatment of the surface of the base film, and can be used with the main composite film on the market and the base film and the main film on the market. The adhesive strength of the composite film is improved effectively by the combination of polyurethane adhesive, and the water resistance of the composite film bonded by solvent polyurethane and waterborne polyurethane adhesive is obviously improved.

【技术实现步骤摘要】
一种提高复合薄膜粘接性能的方法
本专利技术涉及一种提高复合薄膜粘接性能的方法，属于高分子材料领域。
技术介绍
以聚乙烯和聚丙烯为代表的聚烯烃材料具有优异的综合性能，其加工制造容易且价格低廉，通过灵活的配方调整可为特定用途实现材料的量身定制，这些因素使其成为多样化复合产品制造的首选材料【EdivaldoBibianoetalPolyolefinshavingoneormoresurfacemodifiedtoimproveadhesionofpolyisocyanatefunctionaladhesivesthereto[P],US8871341B2】。复合薄膜具有屏蔽、气密、耐热、防水防潮、可印刷和可热封等功能，广泛应用于食品、医药、化妆品和办公消费品的包装，可部分替代玻璃、马口铁、纸和纸板等包装材料。目前，复合薄膜的基膜材料主要聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP，又有双向拉伸聚丙烯BOPP和流延聚丙烯CPP）以及双向拉伸聚酰胺（BOPA）、镀铝聚酯（VMPET）和纸等。其中的PE、PP和CPP的表面张力分别只有31、29及40达因/厘米，由于很难找到表面张力比其还小的粘合剂，加之PE和PP的分子结构规整、结晶度高，表面无任何活性的反应位，难于与粘合剂树脂形成化学键，这些因素都使其很难被一般粘合剂润湿和粘接【①卢春华等，浅析影响聚乙烯、聚丙烯与聚四氟乙烯粘接性能的因素[J].弹性体，2005,15（6）：69-71②刘乃亮等，难粘塑料表面低温等离子体处理研究进展[J].中国胶黏剂，2009,18（12）：53-59】。因而被归类为非极性、低表面能的难粘接材料，这类材料粘接性能的改善一直是材料科学关注的热点之一。目前，复合薄膜主要有挤出复合和干法复合两种生产工艺，其中的干法复合使用的粘合剂中有90%是聚氨酯（PU）粘合剂，原因是PU粘合剂具有优良的粘接性、耐磨性和柔性、可室温固化，且其溶度参数21.1（J/cm3)1/2与聚烯烃的溶度参数16.8～18.8(J/cm3)1/2非常接近，而且PU粘合剂主剂的表面张力（20～44达因/厘米）也与聚烯烃的表面张力非常接近。即便如此，仍然需要对基膜进行电晕等预处理，以将聚烯烃表面张力（表面能）提升到38达因/厘米以上才可进行粘接（使用水基PU粘合剂时对聚烯烃表面张力的提升幅度要求更高），存在的问题是处理效果不稳定，影响了复合薄膜的粘接强度和耐水性。科技的进步使人们认识到解决上述问题的技术突破口就是需要对聚烯烃材料的界面性能进行改善，即对其进行表面处理以提高其在粘接中的界面强度。为此人们已尝试通过以下多种方式来提高聚烯烃的表面能和可粘接性：1.化学刻蚀法：采用强氧化性化学试剂进行表面氧化处理，可在聚烯烃表面生成含氧基团（C=0，C-OH,COOH等），增加表面的粗糙度，进而改善其粘附性。缺点是制品易着色，处理后还要中和、水洗和干燥，处理液污染大。2.火焰处理法：采用可燃混合气体经过特制灯头使火焰灼烧表面，火焰中的激发态原子从表面夺取氢原子，使表面氧化而将含氧基团引入表面，从而改善表面极性和粘接效果。缺点是操作过程要求严格，否则容易导致基材变形甚至烧坏，主要用于厚制品的处理。3.气体氧化法：用空气、氧气、臭氧之类气体对聚烯烃表面氧化，可引入以羧基为主的极性基团，可改善聚烯烃的粘接性。缺点是要求与制品尺寸相当的鼓风烘箱或类似干燥设备，其应用受到一定限制。4.光接枝改性：通过紫外光和光引发剂引发含极性基团单体在聚烯烃表面的接枝聚合引入羧基、羟基和环氧基等极性基团,但接枝反应和后处理较为繁琐。5.高能射线辐照法：用γ射线和高能电子束等辐照源辐照聚烯烃基材表面，也可辅以极性单体聚合，促进表面的氧化、交联和接枝共聚。缺点是设备投资大，射线穿透能力强会影响本体性能。6.低温等离子处理：在真空等离子装置中，导入一定的气体，通过离子、电子轰击表面，使表面分子发生断链、交联、氧化、接枝等反应，引入的极性基团使表面得到活化。但成本较高，不容易实现连续处理，存在改性效果衰减的问题。7.电晕处理：将15～40KV，5～11KHz的电压施加于放电电极上，产生大量的的等离子气体及臭氧，与表面分子直接或间接作用，引入羰基和其它含氧基团，加之粗糙化、去油污、去水汽和尘垢等的协同作用可明显改善粘附性。因此，该处理方法已成为复合生产线的标配前处理装置。其问题是处理后的效果不稳定，需处理后当即进行粘接、复合或印刷。8．底涂处理：将可改善粘接性成分（底涂剂）预先涂覆到基材表面形成底涂层，利用其与聚烯烃和粘合剂的亲合性而改善聚烯烃的可粘接性。但是，通常的底涂层施加工艺繁琐，加之底涂剂于基材之间无化学键连接，其与基材的结合强度受到一定限制。现有技术中，中国专利技术专利201110287071.0公开了一种超高分子量聚乙烯表面光引发可控自由基聚合接枝的方法，采用两步UV光引发表面接枝，使聚乙烯的水接触角大幅度降低，界面剪切强度有所提高。存在的问题是，处理步骤多、处理时间长、不易实现连续化规模生产应用。中国专利技术专利CN02125664.0公开了一种聚合物表面改性方法,采用透紫外光材料夹持浸渍有过硫酸盐溶液的聚合物片材(含PE和PP)形成的三明治结构中，经紫外光辐照后,可大幅度降低聚合物片材的水接触角，但未提及粘接性能。该方法存在的问题是，操作步骤精细，三明治结构的获得难以控制。何燕和等人采用辉光放电等离子体和介质阻挡放电等离子体处理聚丙烯和聚乙烯的粘合体，使用湿固化单组分PU粘接的剪切强度有显著提高。存在的问题是介质阻挡放电样品容易击穿，也不容易实现连续化生产【何燕和等，等离子体处理的聚丙烯和聚乙烯的粘合体[J].强激光与粒子束，2012,24（9）：2099-2102】。贾曙等人采用钴源γ射线引发丙烯酸在聚乙烯片材上的接枝聚合，处理后聚乙烯片材在环氧类、丙烯酸类、聚乙烯类和氰凝等多种粘合剂实施了粘接处理，以改性环氧粘合剂获得了较好的粘接强度。【贾曙等，辐射法改善聚乙烯片材粘接性能的研究[J].辐射研究与辐射工艺学报，1999,17（3）：185-189】。US6310134B1以马来酸化的乙烯-丙烯共物溶液为底涂剂，喷雾到聚烯烃基材上经干燥形成底涂层，可改善双组分聚氨酯涂料在聚烯烃基材上的粘附性。US8871341B2(CN201180052429）以环氧树脂沉积在聚丙烯基材上形成第一底涂层，然后再用异氰酸酯组分沉积形成第二底涂层，可改善聚丙烯与金属的粘接性。这两种方法存在的问题是（1）底涂层与聚烯烃基材之间并无牢固的化学键连接；（2）前一方法只涉及聚氨酯涂料的粘附性改善，未涉及聚合烯烃之间的粘接改善；（3）后一方法需要施加两层底涂层，且只适合于聚烯烃与金属之间的粘接改善。Aboudzadeh等人用火焰预处理和施加硅烷底涂剂的方法，在硅烷底涂剂与基材表面可实现了化学键连接，提高了PP的表面张力，降低了其水接触角，从而改善了丙烯酸（酯）漆在PP基材表面的粘附性。【MAAboudzaddeh.Effectofsilane-basedtreatmentontheadhesionatrengthofacryliclacquersonthePPsurface[J].InternationalJournalAdhesi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高复合薄膜粘接性能的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）基膜清洗、晾干后备用；（2）叠氮化合物溶于有机溶剂或有机溶剂与溶剂型聚氨酯粘合剂的混合溶液中得到紫外光活性处理液；其中，叠氮化合物为含羟基和叠氮基、羧基和叠氮基、胺基和叠氮基的叠氮化合物中的至少一种，紫外光活性处理液浓度为2～15mmol/L；（3）将步骤（2）制备得到的紫外光活性处理液涂覆到步骤（1）处理后的基膜上，处理液干燥后将涂覆有处理液的一面朝上置于紫外灯下进行紫外辐照处理；（4）将聚氨酯粘合剂涂布到步骤（3）得到的基膜表面，然后送入鼓风干燥箱内加热活化；然后将两块经前述处理过的基膜处理面加压复合形成复合薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种提高复合薄膜粘接性能的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）基膜清洗、晾干后备用；（2）叠氮化合物溶于有机溶剂或有机溶剂与溶剂型聚氨酯粘合剂的混合溶液中得到紫外光活性处理液；其中，叠氮化合物为含羟基和叠氮基、羧基和叠氮基、胺基和叠氮基的叠氮化合物中的至少一种，紫外光活性处理液浓度为2～15mmol/L；（3）将步骤（2）制备得到的紫外光活性处理液涂覆到步骤（1）处理后的基膜上，处理液干燥后将涂覆有处理液的一面朝上置于紫外灯下进行紫外辐照处理；（4）将聚氨酯粘合剂涂布到步骤（3）得到的基膜表面，然后送入鼓风干燥箱内加热活化；然后将两块经前述处理过的基膜处理面加压复合形成复合薄膜。2.根据权利要求1所述提高复合薄膜粘接性能的方法，其特征在于：所述基膜为聚乙烯、双向拉伸聚丙烯、流延聚丙烯和双向拉伸聚酰胺中的一种。3.根据权利要求1所述提高复合薄膜粘接性能的方法，其特征在于：步骤（1）中清洗过程的清洗剂为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、苯、甲苯中的一种或多种按任意比例混合。4.根据权利要求1所述提高复合薄膜粘接性能的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐辉，张晓春，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53