聚乙烯亞胺底涂劑(AC劑)
本品為高分子量的聚乙烯亞胺水溶液。它可以作為水性底涂劑(Anchor Coat Agent)在擠出復(fù)合生產(chǎn)中使用。
一般物性
成分:PEI
PEI含量:50%水溶液
外觀:透明液體
pH(5%的溶液):10~12
粘度(25℃):10,000~20,000cps
分子量(MW):70,000
比重:1.06
分解溫度:300℃
凝點(diǎn):-15℃
1.特點(diǎn)
可作為底涂劑用于紙或薄膜(OPP、CPP、PET、透明紙、NY和鋁箔等)的擠出復(fù)合。聚乙烯(PE)/紙、OPP、CPP、PET、透明紙、NY和鋁箔。是水溶性的底涂劑,可以用水、甲醇、乙醇和異丙醇等作為稀釋劑,比較環(huán)保。具有較高的初粘力,可以縮短復(fù)合膜的熟化或固化時(shí)間。與鈦類、異氰酸酯類底涂劑不同,效用不受水分的影響。具有很長(zhǎng)的活性時(shí)間,可以反復(fù)使用。
粘合機(jī)理:薄膜基材經(jīng)電暈處理后會(huì)形成極性的羰基,同樣,紙、透明紙、NY和布具有羥基、羰酰基、羧基等極性基團(tuán)。
另外,熔融的PE經(jīng)空氣的氧化作用會(huì)在表面產(chǎn)生極性基團(tuán)。PEI通過(guò)與這些極性基團(tuán)的氫鍵結(jié)合而促進(jìn)粘合力。
1. 各種AC劑的特點(diǎn)比較
AC劑 | PEI | 鈦類 | 異氰酸酯 | 聚丁二烯 |
溶劑 | 水、甲醇 | 甲苯 | 甲苯 | 水 |
(粘合性) 紙 Al 薄膜 | 好 好 好 | 好 好 好 | 好 優(yōu)異 好 | 好 一般 優(yōu)異 |
初粘性 | 好 | 好 | 差 | 好 |
粘連性 | 差 | 好 | 差 | 好 |
活性期 | 好 | 差 | 差 | 好 |
(復(fù)合膜) 耐熱性 耐水性 耐油性 | 好 差 一般 | 一般 差 一般 | 優(yōu)異 優(yōu)異 好 | 好 差 差 |
2. 使用方法
1)底涂劑溶液的配制
可以用水、甲醇、乙醇或異丙醇以任意比例稀釋。
稀釋比例主要取決于薄膜的表面張力和干燥條件(生產(chǎn)速度、溫度、風(fēng)量等)。
通常情況下,醇/水=100/10~100。
醇可以提高涂布均勻性和縮短干燥時(shí)間。水可以防止薄膜中增塑劑的溶出。
(的濃度)
薄膜:0.3~1.5wt%(按PEI計(jì))
紙、布:1.0~1.5wt%(按PEI計(jì))
(示例:配制0.4wt%的PEI溶液)
重量 | |
PEI | 1.0 Kg |
水 | 17.7 Kg |
甲醇 | 106.3 Kg |
合計(jì) | 125.0 Kg |
涂布方法
一般來(lái)說(shuō),涂布方法分Squeeze Roll 涂布和Gravure Roll 涂布兩種。前種輥表面的清潔、紙幅寬度的調(diào)整、AC劑的變換比較容易,主要用于薄膜涂布。后者操作簡(jiǎn)單,涂膜厚,主要用于板紙的涂布。通常涂布量如下:
薄膜:0.01~0.2g/m2(按PEI計(jì))
紙、布:0.5~1.0g/m2(按PEI計(jì))
* 請(qǐng)均勻涂布
* 當(dāng)涂布過(guò)量時(shí),可能會(huì)影響粘合力。
干燥方法
干燥溫度:70~90℃
干燥時(shí)間:2~4秒
風(fēng)量:40 m/min
加工速度:120~130 m/min
* 干燥不足會(huì)影響粘合力,干燥情況與溫度和風(fēng)量有關(guān)。
擠出復(fù)合方法
將PE在310~325℃下熔融擠出復(fù)合在底涂過(guò)的薄膜上。另外,通過(guò)氣隙的時(shí)間也會(huì)影響粘合強(qiáng)度,所以需要事先確認(rèn)。
(通常的工作條件)
PE熔融溫度 加工速度 冷卻輥溫度 | :310~325℃ :50~250m/min :20~30℃ | |
* 溫度過(guò)低時(shí),會(huì)產(chǎn)生水滴。 * 溫度過(guò)高時(shí),會(huì)導(dǎo)致粘輥。 | ||
冷卻輥材質(zhì) 壓輥壓力 壓輥材質(zhì) | :不銹鋼或特氟隆涂層 :1~30 Kg/cm2 :紙:氯丁橡膠;薄膜:硅 | |
張力: | 紙(60~99g/m2) 紙板(100~299 g/m2) 紙板(300~399 g/m2) 紙板(400~499 g/m2) 紙板(500 g/m2) PET(12μ) NY(15μ) PP(20μ) | :36 Kg/m :54 Kg/m :85 Kg/m :107 Kg/m :125 Kg/m :7~13 Kg/m :6~12 Kg/m :5~10 Kg/m |
氣隙 | :100~150mm | |
LDPE 20u 100m/min:100mm;200m/min:150mm |
粘合性質(zhì)各種薄膜與PE的粘合性介紹
加工條件
AC劑濃度 壓輥壓力 加工速度 干燥溫度 樹(shù)脂(PE) PE熔融溫度 | :1wt% / 甲醇+水(1:1) :2 kg/cm2 :80 m/min :70℃ :LDPE、密度=0.98、MFR=7 :320~325℃ |
結(jié)果
AC劑 | 接著強(qiáng)度 (gr/15mm) | 熱封強(qiáng)度 (kgr/15mm) | ||||
OPP | ONy | PET | OPP | ONy | PET | |
56.7 | - | - | 1.87 | 2.43 | 2.60 |
熱封條件:140℃,2kg/cm2,1秒
測(cè)定條件:T型剝離試驗(yàn)機(jī),300mm/min
問(wèn)題和解決辦法
粘合力不好
AC劑的涂布量不合適
AC劑干燥不充分
PE的熔融溫度太低
通常,熔融溫度越高,粘合力越強(qiáng)。但是,溫度太高,會(huì)影響氣味問(wèn)題和熱封性能。
氣隙距離不合適,壓輥的壓力不夠
輥面變臟
薄膜中有增塑劑溶出
可增加水的比例
AC劑涂布量過(guò)多、干燥不充分
毒性數(shù)據(jù):急性經(jīng)口毒性為8.0gr/Kg(老鼠)。在毒理學(xué)中屬于低毒/無(wú)毒物質(zhì)。
FDA許可
§175.105 薄膜用粘合劑
§175.320 聚烯烴薄膜的樹(shù)脂及聚合物涂層
§176.170 與水性及脂肪類食品接觸的紙和紙板成分
§176.180 與干燥食品接觸的紙和紙板成分
§177.1200 透明紙的底涂 §177.1400 非水溶性羥乙基纖維素薄膜
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