氯化改性聚烯烃(CMPOs)主要用于溶剂型系统，作为需要粘附在低表面能塑料基材上的涂料的底漆或添加剂，如聚丙烯，聚乙烯，PET和许多其他塑料基材。非氯化改性聚烯烃(NCMPOs)用于与CMPOs类似的应用，但它们具有更高的耐化学性和耐温性，并且它们是无色的。NCMPOs也用于不能容忍氯的应用，因为暴露于高温时可能产生盐酸。图1显示了NCMPO的基本结构。由于范德华力的作用，聚合物上的聚烯烃骨架可以更好地润湿聚烯烃表面并与聚烯烃表面结合。对聚合物的改性允许与树脂中的活性基团发生潜在的反应，并与无机基质相互作用和结合。NCMPO的结构允许它与聚烯烃和非聚烯烃基材结合。

在过去几年中，由于使用聚烯烃相对于其他塑料的原材料成本较高，在屋顶和地板等不同应用中使用聚烯烃基材已成为一种趋势。聚烯烃也因为其理想的物理性能和可回收潜力而被使用。聚烯烃的应用有很多，但它们不是，因为它们的表面能低，没有实际的方法将它们粘附在需要放置的地方。聚烯烃通常经过电晕或火焰处理，以增加表面能，使其更容易粘附。有时电晕处理和火焰处理不足以使基材更容易粘结。因此，CMPOs和NCMPOs作为粘附促进剂用于增加对烯烃基材的粘附，但它们经常用于溶剂型产品中以实现必要的粘附。有许多应用是溶剂不能容忍的，电晕和火焰处理太昂贵了。在这项工作中，我们使用了我们的水性NCMPO乳液AdvaBond^®7400系列粘附促进剂在三种不同的应用中展示了它们如何在不使用苛刻的溶剂和表面改性的情况下粘附在聚烯烃基材上，以及它们如何提高对非聚烯烃基材的粘附性。第一种是水性膜粘合剂，第二种是水性地板粘合剂，最后一种是一般的填缝/密封胶粘合剂。

实验与测试

在这项研究中，评估了四种不同的NCMPO乳剂和一种CMPO乳剂。乳剂的物理性能如表1所示。不同乳液之间的区别在于基底树脂的熔点，以及其在乳液中是否有一定比例的助溶剂。

在第一次应用中，这是水性膜粘合剂，表2和表3中的配方是使用牙科搅拌机制成的。通过对不同树脂、不同类型的碳酸钙和NCMPO的添加量进行了优化。这些配方以100-150平方英尺/加仑的用量应用于胶合板。一旦涂上粘合剂，就在粘合剂上涂上一层TPO屋面膜。在测试前，让胶粘剂至少固化24小时，然后在固化24小时、48小时、1周、2周和3周后进行测试。粘合剂还在四种不同的固化条件下固化，以复制真实的屋顶条件。第一个是室温条件，第二个是55°C，第三个是60°C和95% RH，第四个是0°C。通过对胶合板粘合的TPO基材进行180°剥皮来测试胶粘剂。当胶粘剂仍然处于热/冷状态时，以及当它们下降/上升到室温后，也进行了测试。

在第二种应用中，表4配方中所示的水性地板粘合剂也是使用牙科搅拌机制成的。通过评估不同树脂、碳酸钙类型、NCMPO和CMPO负载水平，优化了配方。这些配方被用于制造枫木、聚丙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、钉钉橡胶和再磨轮胎上的搭接剪。根据修改后的ASTM D3163测试搭接剪切，其中未处理的塑料/橡胶基材与枫木结合。将剪膝机静置1周后进行试验。

在第三个应用中，使用牙科混合器制作丙烯酸乳胶填缝剂/密封剂配方。对表5中的配方进行了修改，加入1wt。%的NCMPO乳剂作为粘附促进剂。根据ASTM C794对铝6061 T2、316不锈钢、玻璃和釉面瓷砖进行180°剥皮，评估了填缝/密封胶的粘附性。固化14天后对180°皮进行测试。采用邵氏硬度、弹性模量、%伸长率和抗拉强度等指标对丙烯酸胶乳填缝/密封胶的物理性能进行了评价。弹性模量%伸长率和抗拉强度用万能拉伸试验机按ASTM D412测试。在物理性能测试中，将NCMPO乳剂作为添加剂，添加量分别为1%、4%和10%，以观察NCMPO对丙烯酸嵌缝/密封胶配方物理性能的影响。

结果及讨论

在膜胶应用中，需要有大于或等于5 pli(磅/线性英寸)的剥离强度。图2显示了在21天的0°C条件下，在不同的养护条件下，添加4.7% AdvaBond 7418可以实现最低5 pli。在0°C条件下，可以通过使用不同的增粘剂和树脂包来提高性能。图3显示了胶粘剂稳定到室温后的剥离强度。在21天的固化过程中，当温度达到室温时，4.7% NCMPO粘结强度的粘合剂保持在5 pli以上。胶合板剥离强度大于5pli时，胶合板断裂以胶合板内聚性为主。

在地板胶粘剂应用中，测试了许多聚烯烃基材和橡胶基材，以比较NCMPO乳液和CMPO乳液。还测试了空白粘合剂，但在测试之前，搭接剪切机就失败了。图4显示了NCMPO和CMPO乳剂作为黏附促进剂，在2.7 wt.%的浓度下所能达到的重叠剪切强度。除枫木、镶钉橡胶和再磨轮胎外，所有的搭接剪都无法粘合。枫木搭接剪失效，铆钉橡胶和再磨轮胎搭接剪失效，基材失效。NCMPO和CMPO改性的粘合剂在多种基材上具有非常相似的性能。

在填缝/密封胶应用中，180°剥离测试如图5所示。除铝外，所有测试基材上使用的NCMPO乳液均显著提高了附着力。添加NCMPO乳剂对铝和不锈钢的附着力没有改善或负面影响。使用不同的NCMPO乳液，玻璃和釉面瓷砖附着力有显著改善。在图6中，物理性能显示为相对于没有NCMPO粘附促进剂的丙烯酸乳胶填缝剂/密封胶的百分比。一旦NCMPO加载水平达到4%及以上，填缝/密封胶的物理性能就开始发生变化。

结论

这项工作表明，使用NCMPO乳剂可以使配方剂与低表面能基材和高表面能基材结合。在第一次应用中，含有NCMPO乳液的膜胶在几乎所有不同的固化条件下都能通过最低的剥离强度要求。为了通过0°C的固化条件，还需要进行更多的再配制。在第二次应用中，通过使用NCMPO和CMPO乳液，地板胶粘剂可以获得较高的搭接剪切强度。这两种乳剂的性能非常相似，但NCMPO乳剂的优点是无氯。在最后一种应用中，填缝/密封胶，1%的NCMPO乳液可以显著提高对玻璃和瓷砖的附着力，而不会显著影响对铝和不锈钢的附着力，这取决于使用的是哪种级别的NCMPO。在1%的NCMPO加载量下所见的粘附性改善不会影响填缝/密封胶的物理性能。根据我们的研究结果，使用NCMPO乳液可以在各种应用中提高附着力。

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