【复合膜不干】

发布日期:2018-08-20 08:49
使用双组聚氨酯胶黏剂生产的复合膜在经过长时间熟化后仍会出现胶水没有充分干透的现象,并且通过延长熟化时间仍不会有明显改善,这些无法完全熟化的产品在进行制袋工序的时候,热封的位置容易出现褶皱。但是进行剥离强度测试时,往往测出来的强度数又比较好。这种现象往往在高温的春天和夏天容易出现。
为什么同样的胶水会在不同的外部环境条件下出现问题?
客户明明都按照使用说明进行精准的主剂固化剂1:1配比了,为什么还会出现胶水无法完全干透的现象。并且这个问题的出现带有有明显的季节性特征。出现这个现象的原因通常是由于某些物质的干扰或者影响,使得胶水中的主剂和固化剂比例发生变化,导致胶水无法充分反应。从而出现胶水不干现象。聚氨酯胶黏剂主剂是含有-OH基团的高分子聚酯、聚氨酯化合物。聚氨酯胶黏剂主剂本身就具有一定的粘性,所以即便主剂和固化剂交联反应不完全,复合膜的胶层仍然有一定的粘性。
固化剂是含有-NCO基团的聚氨酯化合物。固化剂中的-NCO非常容易跟含有羟基、氨基的物质(水分、醇类、胺类物质)起反应。然而-NCO与-OH的反应速度远慢于-NCO与H2O的反应速度,前者只有后者的十几分之一的反应速度,所以当有水分参与到-NCO与-OH的反应过程时,-NCO会优先和H2O进行反应消耗掉一定量的-NCO,导致主剂固化剂比例失衡。
2RNCO + H2O → RNHCONHR + CO2
根据方程式可以得知1个水分子可以和2个-NCO基团反应,水的分子量是18,-NCO的分子量42。也就是说18克的水要消耗84克的-NCO。
而-NCO和H2O的反应产物RNHCONHR取代脲会进一步与-NCO进行反应最终生成缩二脲,取代脲和-NCO的反应速度远低于-NCO和-OH的反应速度,所以这里暂且不考虑这两者的反应带来的消耗影响,但是可以确定的是18克的水消耗的-NCO肯定是大于84克。
一般聚氨酯胶黏剂固化剂中-NCO的含量在13%左右,相当于18克的水要消耗84÷13%=646克的聚氨酯胶黏剂固化剂。换算后1g水要消耗大于等于36g的聚氨酯胶黏剂固化剂。

回到刚才的问题:为什么某些季节相对比较容易出现不干的问题,那么这些水分又是来自于哪里呢?
薄膜材料在储存和生产过程中会吸附水分、稀释剂中可能含有水分、空气中的水分含量过高。这里着重分析的是空气中的水分含量相关问题。
空气中的水分含量通常我们用湿度来表示,湿度:表示大气干燥程度的物理量。在一定温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少,则空气越干燥;水汽越多,则空气越潮湿。
湿度又涉及其他几个基本的概念:绝对湿度、相对湿度、露点(不是那个不可描述的露点,此处指的是一种自然现象)
绝对湿度:在标准状态下,每立方米使空气中所含水蒸气的质量,即水蒸气密度,单位为g/m³
相对湿度:空气中水汽压与相同温度下饱和水汽压的百分比表示空气中的绝对湿度与同温度和气压下的饱和绝对湿度的比值,得数是一个百分比。
从这张对应表可以看出,15℃下的60%湿度和35℃下的60%湿度差别非常大,35℃下的每立方米空气中湿度达到了23.71g,而15℃的时候每立方米空气中湿度只有7.69g,这也就是为什么胶水干燥不彻底的通常发生在高温高湿的季节。虽然从湿度表上看湿度变化范围不大,但是空气中水分的重量在不同温度下差异非常大。
当相对湿度的比值达到100%的时候,就会出现露点现象。 露点又称为露点温度,在固定气压下,空气中所含的气态水达到饱和(相对湿度100%)而凝结成液态水所需要降至的温度。在这温度时,凝结的水漂浮在空气中成为雾。
雾通常是在夜晚或者清晨温度相对低的时候出现,假设白天温度有25℃湿度有60%(查表所知绝对湿度为13.81g/m³),当夜晚降临温度下降到15℃的时候,如果空气中绝对湿度仍有13.81g/m³,这个温度下相对湿度已经超过100%,就会出现起雾现象。
当相对湿度100%左右的时候空气中的水分沾在固体表面上时则成为露。通常干复机工作过程中,胶槽附近的温度由于溶剂挥发过程中会降低温度,导致胶槽附近的会低于周边环境的温度,在高温高湿的天气,有些时候能看到刮刀或网纹辊上容易积水珠。
该露点温度低于零摄氏度时,又成为霜点。
高温高湿时,水汽趋于饱和,会抑制人体散热功能的发挥,使人感到十分闷热和烦躁。当相对湿度达90%以上,25℃会让人感觉30℃似的。生活在南方的小伙伴应该都深有体会这种感觉。
冬天湿度增大时,会使热传导加快约20倍,使人觉得更加阴冷、抑郁。

高温高湿的时候建议甲方爸爸们使用胶水的几个注意事项:
1、车间内放置温湿度计,随时记录或检查温湿度。
2、严格控制主剂固化剂的配比比例。胶液配制完成后充分搅拌再使用。减少每次胶黏剂的配制量,增加配胶次数。
3、降低复合机速度、适当提高复合烘道温度,这样可以让残留在胶水中的水分和醇类进一步挥发。
4、当外部环境湿度过高的时候,车间不宜太过于通风,可以通过降湿设备来降低空间里的湿度。湿度过高的时候建议暂时复合。
5、提高固化剂的比例根据湿度情况提高5%到20%的胶水固化剂使用量。生产易吸潮的材料如PA时,可以将PA先放入熟化室烘烤后再进行复合,并酌情提高胶水固化剂的使用比例。
6、严格控制醋酸乙酯中的水分和醇类物质含量。(国标中乙酸乙酯的合格品水分含量至少要低于0.1%、乙醇要低于0.5%)
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