嵌段聚醚低聚物HLP/8對精裱膠性能的影響

梁　善，王以元，施云海，顧宇輝

（1.華東理工大學化學工程研究所，上海 200237；2.上海摩田化學有限公司，上海 200237）

嵌段聚醚低聚物HLP/8對精裱膠性能的影響

梁善1，王以元2，施云海1，顧宇輝2

（1.華東理工大學化學工程研究所，上海 200237；2.上海摩田化學有限公司，上海 200237）

以嵌段聚醚低聚物HLP/8為添加劑，探討不同添加量對精裱膠319黏度、開放時間、粘接性能及穩定性等主要性能的影響。實驗發現HLP/8與319相容性良好，當HLP/8添加量為2～5%時，精裱膠319的綜合性能較好，黏度從15 000 mPa·s增加到20 000 mPa·s以上，開放時間從5 min增加到60 min左右，初粘性增加明顯，持粘性影響較小，高溫、常溫和低溫粘接性能均有一定程度的提高。且在相同開放時間50 min的條件下，銅版紙對灰板紙的粘接強度不斷增大。

嵌段聚醚低聚物；精裱膠；性能影響

精裱膠是指用來糊制精裝盒、禮品盒等的粘合劑，特別適用于印刷后的紙張、覆膜后的紙張、PVC軟片、皮革等材料與密度板、紙板等的貼合。但在實際應用中，總會存在如脫膠（開膠）、爆口、反翹，開放時間不夠長等問題，嚴重影響精裱膠的質量［1］。質量較好的精裱膠應具有黏度適中、初粘性好、開放時間長、擴散能力強、滲透侵蝕性適中且穩定性好的特點，但是一般精裱膠難以同時滿足以上條件，需要加入添加劑予以改性。

嵌段聚醚是由聚氧乙烯和聚氧丙烯按一定比例間隔組成的，有關嵌段聚醚物質的報道主要是作為表面活性劑［2-6］，廣泛應用于消泡劑、乳化劑、破乳劑、潤滑劑、洗滌劑和化妝品添加劑、藥物控制與釋放、廢水處理、動物細胞培養和生物大分子分離等方面［7，8］。而將嵌段聚醚作為添加劑研究其對精裱膠性能影響的報道較少。本文研究了加入嵌段聚醚低聚物HLP/8對精裱膠性能的影響，為精裱膠的配方設計和性能優化提供參考，同時希望擴大嵌段聚醚在膠粘劑中的應用。

1　實驗部分

1.1實驗原料與儀器

精裱膠319、嵌段聚醚低聚物HLP/8，工業級，上海摩田化學有限公司。其中嵌段聚醚低聚物HLP/8的數均分子質量Mn為538，重均分子質量Mw為615，多分散系數PD為1.1431。

銅版紙（250 g）、灰板紙（250 g）、PP膜，市售。

PL-GPC50凝膠滲透色譜儀，英國Polymer Laboratories；JJ-1電動攪拌器、800電動離心機，金壇市杰瑞爾電器有限公司；TF307秒表，深圳市惠波工貿有限公司；JT302N電子天平、NDJ-5s數字式黏度計，上海精天電子儀器有限公司；DHG-9023A鼓風干燥箱，上海穎漢化工有限公司；KJ-6032膠帶初粘性試驗機、KJ-6012高溫型膠帶保持力試驗機，東莞市科建檢測儀器有限公司。

1.2試驗方法

考查加入嵌段聚醚低聚物HLP/8對精裱膠319各種性能的影響，HLP/8加入量分別為0、2%、5%、7%、10%。主要考查HLP/8對319膠在黏度、穩定性、開放時間、粘接強度、初粘性、持粘性等的影響，測試溫度為（25±2）℃。

1.3性能測試

（1）黏度：按GB/T 2794—1995，使用NDJ-5s型數字式旋轉黏度計（4#轉子，轉速12 r/min）測試。

（2）穩定性：通過離心加速沉降實驗模擬穩定性，通常在離心機中以3 000 r/min的轉速離心沉降15 min后，若無沉淀或結塊現象，則穩定性好。

（3）常溫開放時間：參考HGT3716—2003，選取45 mm×45 mm的銅版紙，將待測樣品在銅版紙上涂布成膜（干膜厚度約10 μm），在規定時間與灰板紙貼合，并用2 kg輥輪來回滾壓6次，放置12 h后，觀察膠接樣品破紙情況，記錄樣品破紙面積達到80%以上的時間為開放時間。

（4）粘接強度：將待測樣品涂布于銅版紙上，放置50 min后與灰板紙貼合，以破紙率大小作為衡量標準。

（5）初粘性：參考GB/T 4852—2002，采用膠帶初粘性試驗機進行測定。

（6）持粘性：參考GB/T 4851—1998，采用膠帶保持力試驗機進行測定（1 kg砝碼），以砝碼脫落時間作為衡量標準。

（7）常溫粘接性能：將待測試樣于常溫涂布成膜（干膜厚度約10μm），用于銅版紙/灰板紙粘接，固化后撕開，觀察膠層及破紙情況。

（8）高溫粘接性能：將銅版紙/灰板紙膠接試樣于（60±2）℃的烘箱中放置2 h，取出3 s內將銅版紙/灰板紙層撕開，觀察膠層及破紙情況。

（9）低溫粘接性能：將銅版紙/灰板紙膠接試樣于（0±2）℃的冰箱中放置24 h，取出3 s內將銅版紙/灰板紙層撕開，觀察膠層及破紙情況。

2　結果與討論

2.1HLP/8對精裱膠黏度的影響

由圖1可見，隨著嵌段聚醚低聚物HLP/8的加入，精裱膠319的黏度隨之增大，且加入量在2%～5%時，黏度增加迅速，隨著HLP/8用量繼續增加，319的黏度增加不明顯。這是因為HLP/8為支狀聚醚，其支化結構增加了體系分子間的相互纏繞程度，減小了體系分子的運動空間；同時其所含醚鍵能與精裱膠中的水分子相互作用，減少處于自由狀態的水含量，使體系中聚合物分子和其他小分子的運動阻力增大，黏度相應增大。但是，由于HLP/8與精裱膠的相互作用有一定的空間范圍，超過該范圍時，HLP/8的增加不會增大該空間內分子間相互作用程度，并不能起到使分子運動受阻的作用或者其作用不顯著，故黏度增加不明顯。

Fig.1　Effect圖 o1 f　H　HLPL/P8/ 8a的dd添it加io量n o對n3 v1i9s黏co度si的ty影 o響f adhesive 319

2.2HLP/8對精裱膠開放時間的影響

精裱膠的開放時間通常是指精裱膠表干到可有效粘接（以撕裂爛紙80%面積作為衡量標準）的極限時間段。由圖2可見，在沒有加入HLP/8時，319的開放時間僅有5 min，難以滿足實際生產的需求。隨著HLP/8用量增加，開放時間不斷延長，HLP/8加入量為2%～7%時，開放時間增加明顯，加入量再繼續增加時，開放時間沒有明顯提高。這是由于隨著HLP/8的加入，阻礙了319體系中水分子的自由移動，從而減緩了水分的揮發，使得開放時間延長。再者由于HLP/8特殊的分子結構，使得體系中分子鏈蠕動加快，與基材粘接時發生的碰撞頻率更高且碰撞自由能更大，故隨著HLP/8加入量增加，開放時間延長［9］。其后繼續增加HLP/8的添加量，開放時間沒有明顯變化，這是由于多余的嵌段聚醚并不能與精裱膠分子很好的相互作用的結果。

圖2　HLP/8的添加量對319開放時間的影響Fig.2　Effect of HLP/8 addition on open time of adhesive 319

2.3HLP/8對精裱膠粘接強度的影響

在開放時間為50 min時，測試不同HLP/8添加量的319對銅版紙/灰板紙粘接強度的影響，以破紙率的大小作為衡量標準。由圖3可見，隨著HLP/8用量的增加，粘接強度不斷增大。由前述可知，隨著HLP/8含量的增加319的開放時間不斷延長，在開放時間為50 min時測量銅版紙/灰板紙的粘接強度，則開放時間低于50 min的配比均不具有較好的粘接強度，且隨著配比的增加，粘接強度不斷增大，這與開放時間的變化趨勢是一致的。

圖3　HLP/8的添加量對319粘接強度的影響Fig.3　Effect of HLP/8 addition on bonding strength of adhesive 319

2.4HLP/8對精裱膠初粘性和持粘性的影響

對于精裱膠而言，一般希望其具有較大持粘性和一定的初粘性。嵌段聚醚低聚物HLP/8具有良好的潤濕和柔軟性能，它的加入增大了319對基材的濕潤性，初粘性增大。同時，文獻［10～13］報道聚醚物質具有增塑的功能，加入HLP/8后會使319的玻璃化溫度下降，初粘性增加。但是，過量的HLP/8會導致319的持粘性大幅下降。

為了達到持粘性和初粘性的平衡，滿足生產需求，由表1可知，HLP/8的適宜添加量為2%～5%，這樣使得精裱膠319既能保持較大的持粘性，同時又具有一定的初粘性。

表1　HLP/8的添加量對319初粘性和持粘性的影響Tab.1　Effect of HLP/8 addition on tackiness and hold power of adhesive 319

2.5HLP/8對精裱膠穩定性能和粘接性能的影響

通過離心加速沉降實驗模擬HLP/8對319穩定性能的影響，實驗發現加入HLP/8后319的穩定性基本沒有什么變化，說明HLP/8和319的相容性較好，加入HLP/8沒有影響319的穩定性。

由表2可知，加入HLP/8后，精裱膠319的高溫、常溫和低溫粘接性能均有一定程度的提高。主要原因是由于HLP/8特殊的醚鍵結構，使其與319的分子具有良好的相容性，增大了對基材的濕潤性和碰撞頻率，從而提高了粘接性能。同時HLP/8中的醚鍵使其具有柔韌性和耐熱性等優點，提高了319的高、低溫粘接性能。適宜的HLP/8添加量為2%～5%。

表2　HLP/8的添加量對319粘接性能的影響Tab.2　Effect of HLP/8 addition on performances adhesive of 319

3　結論

HLP/8屬于低分子質量的聚合物，具有良好的擴散滲透性能，與精裱膠319的相容性良好。加入一定量的HLP/8（2%～5%）后，可以增加精裱膠319的黏度，延長開放時間，一定開放時間下增大粘接強度，顯著提高初粘性，對持粘性影響較小，同時高溫、常溫和低溫粘接性能均有所改善，擴大了嵌段聚醚在膠粘劑中的使用范圍。

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Effect of block copolyether oligomer HLP/8 on performances of paperhanging adhesive

LIANG Shan1，Wang Yi-yuan2， Shi Yun-hai1， Gu Yu-hui2
（1.Research Center of Chemical Engineering， East China University of Science and Technology， Shanghai 200237，China；2.Shanghai M.LAND Chemcal Co.， Ltd.， Shanghai 200237， China）

The effects of block copolyether oligomer HLP/8 as an additive on the performances of paperhanging adhesive 319 were studied. The results indicated that HLP/8 had an excellent compatibility with adhesive 319 and showed good comprehensive performances when the HLP/8 amount was 2～5%. The viscosity of adhesive 319 increased from 15 000 mPa·s to over 20 000 mPa·s， the open time extended from 5 min to 60 min， the tackiness increased obviously，furthermore， and the hold power did not decrease. The adhesive performances had a certain increase at high， room and low temperature. And the adhesion strength of coated paper to grey board increased constantly for the same open time of 50min.

block copolyether oligomer； paperhanging adhesive； performance behaviors

TQ437+.2

A

1001-5922（2015）09-0062-04

2015-03-16

梁善（1989-），男，在讀碩士研究生，主要從事化工分離方面的研究。E-mail：shanliangfly@163.com。通訊聯系人：王以元，男，E-mail：Bruce@mlandchem.com。