由于其化学稳定性高、低价格、良好的平衡的物理属性,可能的回收,等等,聚丙烯(PP)和传真照片被汽车零部件、家用电器和模制一般商品企业正在增加。然而,PP和传真照片与低表面能材料,使绘画和粘连188金宝搏bet官网问题,因此氯化聚烯烃(CPO)发现广泛使用作为附着力促进剂。Solventborne CPOs一直传统,许多研究已经进行了澄清的粘附机制Solventborne CPO房产申诉专员署基质。房产申诉专员署基质之间1 - 8优异的附着力和CPO可以获得良好的润湿和高色散相互作用的结果,由CPO的性质影响的氯含量,结晶度、熔化温度、分子量及其分子量分布。1 - 5溶剂成分也是最重要的一个因素,决定了附着力属性通过溶解CPO和肿胀橡胶表面附近的传真照片,导致房产申诉专员署表面形态变化和CPO分子之间的可能的纠缠和膨胀橡胶。6 7此外,烘烤时间和温度也被认为是重要的,CPO层表面润湿性能的影响和渗透的程度和相互扩散的CPO传真照片。烤也可以重新排列传真照片的表面形态,从而影响表面adhesion.9, 10
近年来,水性涂料应用到房产申诉专员署基板被广泛用于研究既是内外汽车涂料由于增加环保意识。水性涂料包括胶体阶段个人领域的形式分散在水中,并从solventborne涂料膜的形成机制不同。11水蒸发,球形聚合物颗粒密集,形成所谓的“蜂窝”的结构经过进一步蒸发的水和孔隙的损失。连续涂层电影终于通过变形和凝固的颗粒通过进一步热处理或使用合并代理。传统的水性涂料用于烤在120ºC(248ºF)来弥补水的蒸发速度缓慢;烘烤温度过高还帮助产生良好的变形和凝固的颗粒获得连续的涂膜。
目前,汽车工业正寻求水性涂料适用于基质传真照片合并在烘烤温度低,或低于80ºC(176ºF)为了节省能源成本,避免房产申诉专员署基质的热变形温度越高。然而,水性涂料往往引起内聚破坏在涂料层,因为膜的形成机制,3和这种趋势变得更糟的是较低的烘烤温度。重要的是要注意,CPO的膨胀橡胶在传真照片或扩散到传真照片很难预期没有溶剂的存在,因此,在水性CPO附着力促进剂溶剂的缺乏使得他们更难获得房产申诉专员署基质附着力好。
没有氯附着力促进剂对传真照片也有吸引力,和许多研究已经报道的使用在汽车传真照片部分的涂料。8、12当前实际应用没有氯附着力促进剂似乎是有限的,但少数情况下,这似乎至少部分由于其附着力不足传真照片来衡量当前的测试条件下利用汽车oem厂商。
本研究的目的是开发一个新的水性没有氯房产申诉专员署基质附着力促进剂,可适用于可接受的行业标准甚至烘烤温度较低。准备一系列的附着力促进剂,一般属性,如结晶度、熔化温度和程度的马来和丙烯酸单体改性的聚丙烯原料影响涂层附着力传真照片和随后的汽油和防潮性能性能,研究了。
实验
没有氯附着力促进剂,制备的水性聚丙烯与马来酸酐接枝改性丙烯酸酯类单体和其他处于熔化状态。瓶连接与搅拌器和冷凝器,100年部分改性聚烯烃的乳化与20 95ºC部分非离子表面活性剂,18部分的甲基环己烷,吗啉的6.5部分,和280年部分的水。甲基环己烷蒸发后的助溶剂和冷却到室温,固体含量是调整到30 wt %的水。甲基环己烷残留量的乳状液,由气相色谱,大约是0.2 wt %。四个水性附着力促进剂样品准备;物理性质如表1所示。在表1中,L, M的样本命名法和H表示程度的接枝单体内容(L,低;米,中等;H,高)。值得注意的是,AP-6M被观察到的熔化温度低于样品AP-8L, AP-8M AP-8H。 While crystallinity of the waterborne adhesion promoters is discussed in more detail later in this paper, all four different waterborne adhesion promoters appear to possess much lower crystallinity than traditional maleic isotactic-PPs.重量平均分子量(Mw)测量与凝胶渗透色谱法(GPC、Tosoh HLC8120GPC)对窄分子量聚苯乙烯标准。顺丁烯二酸酐内容和丙烯酸单体含量测定与傅里叶变换红外光谱法(ir、Jasco, ft - ir - 350,分辨率= 4 cm - 1)和酸碱滴定方法。熔化热(∆高频),玻璃化转变温度(Tg)和熔化温度(Tm)性能测定和差示扫描量热法(DSC、精工仪器、DSC6200,方法:首先加热;10点30到200ºCºC /分钟。,冷却;200年到-60年在-20ºC /分钟。,第二加热;-60 - 200ºC 10ºC /分钟)。∆高频决心在第一次加热扫描,Tg和Tm决定在第二次加热扫描。GPC、ir和DSC的附着力促进剂乳化前测量。粒度分析是由光子相关光谱(3000年莫尔文仪器,Zetasizer hsa)。
测试方法
剥离强度测量
剥离强度测定表面和界面切割分析系统(SAICAS、CN-20 Daipla wint)调查附着力促进剂的一般性质如何影响房产申诉专员署衬底粘合强度。结果是剥离强度相比获得拉力试验机。众所周知,剥离强度从拉力试验机获得并不总是一致的,并不总是反映实际膜性能,例如,像高压耐洗。的原因之一是传统的剥离强度测量使用拉伸试验会导致附着力失败不仅传真照片和附着力促进剂之间的界面也轻便外套和附着力促进剂之间的界面,或者,或者,内聚破坏在附着力促进剂或传真照片基质层。另一方面,SAICAS可能使一个更可再生的附着力促进剂之间的界面粘合强度测量和基质相比,传统的剥离强度测量。13、14
附着力促进剂之间的界面的剥离强度和传真照片时可以测量叶片的深度略以恒定速率逐步改变或改变缓慢,直到水平力突然下降,成为常数。也是一个优势,SAICAS CCD显微镜,切割和剥落的位置可以证实在可视化界面附着力促进剂和TPO的衬底。剥离强度是水平力时记录开始变得常数,也通过显微镜观察证实,叶片到达界面。获得剥离强度除以测量叶片宽度的横向力。图1(上)显示了一个示意图SAICAS剃须的方法。图1(下)显示了一个典型的记录水平力和切削深度剖面的结果作为剃须时间或长度的函数。图2显示了一个示例测试件的切割和剥皮后的叶片。
SAICAS分析样品制备
附着力促进剂的喷洒到传真照片板块(TOPLA NY-10)的聚合物注塑模具使用。TPO盘子,涂层附着力促进剂,在80ºC干5分钟,然后在室温下保持10分钟。涂布传真照片再次加热在90ºC或120ºC 20分钟。干膜厚度大约是10到15µm。样品制备拉伸剥离强度
附着力促进剂的喷洒到传真照片板块(TOPLA NY-10),干在80ºC 5分钟,然后在室温下保持10分钟。干膜厚度大约是10到15µm。solventborne 1 k聚氨酯最下面的一层/ solventborne 2 k聚氨酯实验系统在90ºC或喷洒和烤20分钟120ºC。干膜最下面的一层厚度几乎是15到20µm和实验确定的20到30µm,分别。棉花网眼织物附加到实验确定了水性丙烯酸粘合剂,然后在室温下三天治愈。这是证实,水性丙烯酸粘合剂的粘合强度是足够弹性的剥离强度测试。微观的研究
每个试样SAICAS测量也受到原子力显微镜(AFM、精工仪器,SPI3800N)。表面的附着力促进剂层成像了AFM的动力(攻丝)模式同时记录的高度和相位图像(扫描区域;5µm x 5µm悬臂;SI-DF20,共振频率;134 kHz)表示。深色区域图像相对应区域与更高的结晶度。从高度均方根粗糙度(RMS)计算图像数据。表面硬度
玻璃板与水性涂层附着力促进剂使用# 16,Meyer酒吧在80ºC干了5分钟,然后在室温下保持10分钟。镀膜玻璃板块在90ºC或再加热20分钟120ºC。干膜厚度是5到6µm。硬度附着力促进剂的薄层的玻璃盘子决心与动态超微观硬度计(日本岛津公司咄- 201年代,测试模式;对软性材料,设置,188金宝搏bet官网0.5 mn;加载速率,0.014220 mN /秒;保存时间,5秒;提示类型,115个三角形的金字塔;温度、23ºC)。膜的性能
房产申诉专员署板块(TOPLA NY-10)喷洒水附着力促进剂和干在室温下10分钟。干膜厚度大约是10到15µm。OEM solventborne 1 k聚氨酯最下面的一层/ solventborne 2 k聚氨酯实验系统喷洒在90ºC和烤20分钟。最下面的一层干膜厚度近15到20µm,这些实验是20到30µm,分别。与透明胶粘合强度确定测试根据JIS K5600-5-6(方法:阴影模式有100平方,2毫米square-sided,计算剩余方块的数量每次删除录音90º顺时针旋转样品后删除录音为每个10总试验)。耐汽油被定义为时间缺陷,大于2毫米的边缘涂传真照片,出现。涂布传真照片板浸泡在90%的混合合成常规汽油和10%乙醇后的边缘涂传真照片被提前使用一把刀的边缘。防潮性能是决定遵循上述透明胶附着力试验后接触50ºC, 98%相对湿度为120小时。结果与讨论
评估的结晶度
降低Tm和结晶度的PP原料接枝改性获得AP-6M,而稍高的PP Tm和结晶度被用来获得AP-8L, AP-8M和AP-8H样本。虽然两个PP原料利用比传统isotactic188金宝搏bet官网-PP聚合物结晶度较低,其结晶度非常相似。因此,这是预期的相对程度的结晶度附着力促进剂(AP-8L会有所不同
剥离强度
表2显示了水性附着力促进剂的剥离强度取决于SAICAS,结果在90ºC烘烤温度与传统的剥离强度测量的结果相比,拉伸试验测量(180º皮)。在120ºC SAICAS测量,AP-8L, AP-8M AP-8H显示比AP-6M更高的剥离强度。对比AP-8L, AP-8M和AP-8H表明,更高的皮的优点得到较低的顺丁烯二酸酐和丙烯酸单体的内容。SAICAS剥离强度在120ºC样品烤显然是与样品结晶度。在这种情况下,120ºC烘烤温度足够高于所有四个水性的Tm附着力促进剂,附着力促进剂能充分融化,湿传真照片的表面。假设乳化粒子合并后烘烤的烘烤温度足够纠缠的聚合物链。
虽然90ºC烘烤温度接近,但仍高于Tm的附着力促进剂在这项研究中,所有四个附着力促进剂的剥离强度降低烘烤温度下降时处理。烘烤温度和时间可能是足够的附着力促进剂的融化,合并和湿基板的最大效率。AP-8L显然是不足的膜的形成,导致伟大的剥离强度下降。有趣的是,AP-8H AP-8M样品,比AP-8L更高程度的修改,显示良好的剥离强度在90ºC烘烤温度。虽然AP-6M最低Tm和理论上应该比其他附着力促进剂降低烘烤温度,它显示出更大的下降比AP-8M或AP-8H剥离强度。剥离强度从SAICAS应该获得高度反映房产申诉专员署和附着力促进剂之间的界面粘合强度,因此似乎更高的界面粘合强度可以从水性附着力促进剂获得较高的结晶度,只要附着力促进剂充分融化,合并在一个给定的烘烤温度。
另一方面,剥离强度从传统剥离强度方法获得使用拉伸试验显示出截然不同的趋势相比SAICAS测量结果,如表2所示。在这种情况下,AP-6M显示最高的剥离强度。AP-6M低结晶度和比AP-8H Tm, AP-8M AP-8L,所以相互扩散,涂面漆和聚合物粒子之间的合并可能会更容易发生,这将导致更高的剥离强度。
AFM观察
图3显示了AFM图像高度传真照片基体上涂层的附着力促进剂制成。RMS值也显示在图。所有四个水性附着力促进剂有最低成膜温度低于室温,和表面涂层传真照片被证实是非常光滑的光学显微观察。然而,它使用AFM观察:- 使用120ºC烘烤温度导致相对粗糙的附着力促进剂比90ºC发酵层;
- 120ºC烘烤温度后,AP-6M涂层的粗糙度小于AP-8H AP-8M AP-8L;
- 在90ºC发酵,几乎没有区别在四个不同的附着力促进剂之间的表面粗糙度电影和所有表面非常光滑;和
- 接枝改性的程度的差异没有显著改变表面粗糙度。
- 高度取向结晶结构没有出现在任何图像;
- 在120ºC烘烤温度,结晶表面区域更小更均匀地分布在AP-6M涂层比AP-8H AP-8M或AP-8L涂料;
- 水晶地区AP-8H, AP-8M AP-8L越来越小在90ºC在120ºC烘烤温度比生产;
- 在90ºC烘烤温度,深色地区AP-6M似乎比AP-8H, AP-8M AP-8L涂料;和
- 没有显著差异在阶段的图像产生的AP-6M 90ºC和120ºC发酵的温度。
硬度测试
很难确定结晶度直接传真照片水性涂附着力促进剂的基质由x射线衍射的方法。聚烯烃的硬度与其结晶度有着密切的关系,因此硬度测量,其值被用来确定附着力促进剂的结晶度。动态超硬度计被称为一个有用的工具来确定薄涂料层的硬度。在这种方法中,涂上一层薄薄的一层按提示与恒压力量和技巧在给定时期内的位移记录来确定动态硬度。动态硬度、DHT 115是通过以下方程,DHT 115 = 3.8584 x P / D2
P是一个紧迫的部队(mN)和D是一个尖端位移(µm)。消除基质的影响,硬底物必须在这个方法中使用。因此,水性附着力促进剂涂在玻璃板代替传真照片基质和相同的热处理应用与其他实验。结果如表3所示。
结果表明,动态硬度的顺序AP-8L > AP-8M
膜的性能
表4显示了薄膜性能测试的结果AP-6M, AP-8H, AP-8M AP-8L涂料。没有失败玻璃纸胶带测试中观察到的任何水性附着力促进剂,尽管测量皮有明显差异的优势。湿度抗性也优秀的在所有的情况下。尽管他们的结晶度差异小如前所述,获得了更好的耐汽油的结晶度高附着力促进剂电影。发现一个平衡的电影可以获得性能与更高的结晶度和水性附着力促进剂Tm只要膜的形成发生在一个给定的烘烤温度。这个结果似乎适用于一般设计降低烘烤温度涂料系统通过调整结晶度和熔化温度。
结论
水性,没有氯附着力促进剂准备不同的属性如结晶度、熔融温度、马来酸酐和丙烯酸单体接枝改性。结果的附着力促进剂之间的界面粘合强度和传真照片基质,这是发现,水性结晶度高的附着力促进剂表现出更强的界面粘合强度只要在给定的烘烤温度高效薄膜成形性。同时,获得了更好的耐汽油性能,结晶度高的水性附着力促进剂。因此平衡电影的性能可以从水性附着力促进剂获得考虑Tm,结晶度,烘烤温度。本研究主要在90ºC烘烤温度,但结果和考虑应该适用于烘烤温度更低涂层系统的设计。确认
作者要感谢日本纸化学品有限公司的所有员工,公司参与了这项研究。SAICAS测量的技术支持是由西山英彦Daipla wint有限公司有限公司对AFM测量的技术援助日本的岸博士论文产业有限公司有限公司。作者希望感谢舒曼博士去了密苏里大学罗拉分校的批判性阅读手稿和有用的建议。引用
1 Ryntz R.A.;拉夫d;Mihora D.M. j .玻纤。抛光工艺。2001,73 (921),107。2青木,y . j .变异较大。科学。1968年,部分C, 855。
3克莱门斯,效力;棉絮,G.N.;Lawniczak J.E.;米德尔顿,陷入;Sass,掠夺。Org。Ctg。1994年,24岁的43。
4埃利斯,T.S.变异较大。Eng。2001年Sci, 41(12), 2065年。
5 Mirabella F.M.,;Dioh:;Zimba C.G.变异较大。Eng。科学。2000年,40(9),2000年。
6舒曼,t;泰晤士河,2004年旧金山那里国际塑料涂料研讨会,特洛伊,MI。
7 Ryntz R.A.;谢,问:;需要,交流水性、高固体含量和粉末涂料研讨会,1994年,新奥尔良,洛杉矶。8·威廉姆斯·;Germinario L.T.;Eagan r .国际塑料涂料研讨会,2003年,特洛伊,MI。
9艾弗森,议员;Mikulec m;施密茨,p . ACS系列研讨会,1998,694,141。
施密茨10,P.J.;Holubka J.W. j .附着力。1995年,48岁的137人。
11 Martens C.R.“乳液和水溶性油漆和涂料”,莱因霍尔德出版公司P.18, 1964。
12 Hintze-Bruning, h;Borgholte h .掠夺。Org。Ctg。2000年,40岁,49。
13 Nakauti h;Takizawa t;斋藤,美国;小野,t .学报第三国际RILEM研讨会,2000年2月,。
14 Nagai:;Imai表示t;田农,k;塞其h;时候,h;Fujino h;山本,t;他,即;净化,冲浪。接口肛门。2002年,34岁的545人。
有关更多信息,联系中国云南Fujinoken.fujino@np-g.com。
本文提出了在第八届国际塑料涂料研讨会,2005年6月,特洛伊,MI,由油漆和涂料行业(PCI)杂志和组织技术会议管理。188BET竞彩
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