嵌段聚醚低聚物HLP/8对精裱胶性能的影响

梁　善，王以元，施云海，顾宇辉

（1.华东理工大学化学工程研究所，上海 200237；2.上海摩田化学有限公司，上海 200237）

嵌段聚醚低聚物HLP/8对精裱胶性能的影响

梁善1，王以元2，施云海1，顾宇辉2

（1.华东理工大学化学工程研究所，上海 200237；2.上海摩田化学有限公司，上海 200237）

以嵌段聚醚低聚物HLP/8为添加剂，探讨不同添加量对精裱胶319黏度、开放时间、粘接性能及稳定性等主要性能的影响。实验发现HLP/8与319相容性良好，当HLP/8添加量为2～5%时，精裱胶319的综合性能较好，黏度从15 000 mPa·s增加到20 000 mPa·s以上，开放时间从5 min增加到60 min左右，初粘性增加明显，持粘性影响较小，高温、常温和低温粘接性能均有一定程度的提高。且在相同开放时间50 min的条件下，铜版纸对灰板纸的粘接强度不断增大。

嵌段聚醚低聚物；精裱胶；性能影响

精裱胶是指用来糊制精装盒、礼品盒等的粘合剂，特别适用于印刷后的纸张、覆膜后的纸张、PVC软片、皮革等材料与密度板、纸板等的贴合。但在实际应用中，总会存在如脱胶（开胶）、爆口、反翘，开放时间不够长等问题，严重影响精裱胶的质量［1］。质量较好的精裱胶应具有黏度适中、初粘性好、开放时间长、扩散能力强、渗透侵蚀性适中且稳定性好的特点，但是一般精裱胶难以同时满足以上条件，需要加入添加剂予以改性。

嵌段聚醚是由聚氧乙烯和聚氧丙烯按一定比例间隔组成的，有关嵌段聚醚物质的报道主要是作为表面活性剂［2-6］，广泛应用于消泡剂、乳化剂、破乳剂、润滑剂、洗涤剂和化妆品添加剂、药物控制与释放、废水处理、动物细胞培养和生物大分子分离等方面［7，8］。而将嵌段聚醚作为添加剂研究其对精裱胶性能影响的报道较少。本文研究了加入嵌段聚醚低聚物HLP/8对精裱胶性能的影响，为精裱胶的配方设计和性能优化提供参考，同时希望扩大嵌段聚醚在胶粘剂中的应用。

1　实验部分

1.1实验原料与仪器

精裱胶319、嵌段聚醚低聚物HLP/8，工业级，上海摩田化学有限公司。其中嵌段聚醚低聚物HLP/8的数均分子质量Mn为538，重均分子质量Mw为615，多分散系数PD为1.1431。

铜版纸（250 g）、灰板纸（250 g）、PP膜，市售。

PL-GPC50凝胶渗透色谱仪，英国Polymer Laboratories；JJ-1电动搅拌器、800电动离心机，金坛市杰瑞尔电器有限公司；TF307秒表，深圳市惠波工贸有限公司；JT302N电子天平、NDJ-5s数字式黏度计，上海精天电子仪器有限公司；DHG-9023A鼓风干燥箱，上海颖汉化工有限公司；KJ-6032胶带初粘性试验机、KJ-6012高温型胶带保持力试验机，东莞市科建检测仪器有限公司。

1.2试验方法

考查加入嵌段聚醚低聚物HLP/8对精裱胶319各种性能的影响，HLP/8加入量分别为0、2%、5%、7%、10%。主要考查HLP/8对319胶在黏度、稳定性、开放时间、粘接强度、初粘性、持粘性等的影响，测试温度为（25±2）℃。

1.3性能测试

（1）黏度：按GB/T 2794—1995，使用NDJ-5s型数字式旋转黏度计（4#转子，转速12 r/min）测试。

（2）稳定性：通过离心加速沉降实验模拟稳定性，通常在离心机中以3 000 r/min的转速离心沉降15 min后，若无沉淀或结块现象，则稳定性好。

（3）常温开放时间：参考HGT3716—2003，选取45 mm×45 mm的铜版纸，将待测样品在铜版纸上涂布成膜（干膜厚度约10 μm），在规定时间与灰板纸贴合，并用2 kg辊轮来回滚压6次，放置12 h后，观察胶接样品破纸情况，记录样品破纸面积达到80%以上的时间为开放时间。

（4）粘接强度：将待测样品涂布于铜版纸上，放置50 min后与灰板纸贴合，以破纸率大小作为衡量标准。

（5）初粘性：参考GB/T 4852—2002，采用胶带初粘性试验机进行测定。

（6）持粘性：参考GB/T 4851—1998，采用胶带保持力试验机进行测定（1 kg砝码），以砝码脱落时间作为衡量标准。

（7）常温粘接性能：将待测试样于常温涂布成膜（干膜厚度约10μm），用于铜版纸/灰板纸粘接，固化后撕开，观察胶层及破纸情况。

（8）高温粘接性能：将铜版纸/灰板纸胶接试样于（60±2）℃的烘箱中放置2 h，取出3 s内将铜版纸/灰板纸层撕开，观察胶层及破纸情况。

（9）低温粘接性能：将铜版纸/灰板纸胶接试样于（0±2）℃的冰箱中放置24 h，取出3 s内将铜版纸/灰板纸层撕开，观察胶层及破纸情况。

2　结果与讨论

2.1HLP/8对精裱胶黏度的影响

由图1可见，随着嵌段聚醚低聚物HLP/8的加入，精裱胶319的黏度随之增大，且加入量在2%～5%时，黏度增加迅速，随着HLP/8用量继续增加，319的黏度增加不明显。这是因为HLP/8为支状聚醚，其支化结构增加了体系分子间的相互缠绕程度，减小了体系分子的运动空间；同时其所含醚键能与精裱胶中的水分子相互作用，减少处于自由状态的水含量，使体系中聚合物分子和其他小分子的运动阻力增大，黏度相应增大。但是，由于HLP/8与精裱胶的相互作用有一定的空间范围，超过该范围时，HLP/8的增加不会增大该空间内分子间相互作用程度，并不能起到使分子运动受阻的作用或者其作用不显著，故黏度增加不明显。

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

2.2HLP/8对精裱胶开放时间的影响

精裱胶的开放时间通常是指精裱胶表干到可有效粘接（以撕裂烂纸80%面积作为衡量标准）的极限时间段。由图2可见，在没有加入HLP/8时，319的开放时间仅有5 min，难以满足实际生产的需求。随着HLP/8用量增加，开放时间不断延长，HLP/8加入量为2%～7%时，开放时间增加明显，加入量再继续增加时，开放时间没有明显提高。这是由于随着HLP/8的加入，阻碍了319体系中水分子的自由移动，从而减缓了水分的挥发，使得开放时间延长。再者由于HLP/8特殊的分子结构，使得体系中分子链蠕动加快，与基材粘接时发生的碰撞频率更高且碰撞自由能更大，故随着HLP/8加入量增加，开放时间延长［9］。其后继续增加HLP/8的添加量，开放时间没有明显变化，这是由于多余的嵌段聚醚并不能与精裱胶分子很好的相互作用的结果。

图2　HLP/8的添加量对319开放时间的影响Fig.2　Effect of HLP/8 addition on open time of adhesive 319

2.3HLP/8对精裱胶粘接强度的影响

在开放时间为50 min时，测试不同HLP/8添加量的319对铜版纸/灰板纸粘接强度的影响，以破纸率的大小作为衡量标准。由图3可见，随着HLP/8用量的增加，粘接强度不断增大。由前述可知，随着HLP/8含量的增加319的开放时间不断延长，在开放时间为50 min时测量铜版纸/灰板纸的粘接强度，则开放时间低于50 min的配比均不具有较好的粘接强度，且随着配比的增加，粘接强度不断增大，这与开放时间的变化趋势是一致的。

图3　HLP/8的添加量对319粘接强度的影响Fig.3　Effect of HLP/8 addition on bonding strength of adhesive 319

2.4HLP/8对精裱胶初粘性和持粘性的影响

对于精裱胶而言，一般希望其具有较大持粘性和一定的初粘性。嵌段聚醚低聚物HLP/8具有良好的润湿和柔软性能，它的加入增大了319对基材的湿润性，初粘性增大。同时，文献［10～13］报道聚醚物质具有增塑的功能，加入HLP/8后会使319的玻璃化温度下降，初粘性增加。但是，过量的HLP/8会导致319的持粘性大幅下降。

为了达到持粘性和初粘性的平衡，满足生产需求，由表1可知，HLP/8的适宜添加量为2%～5%，这样使得精裱胶319既能保持较大的持粘性，同时又具有一定的初粘性。

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

2.5HLP/8对精裱胶稳定性能和粘接性能的影响

通过离心加速沉降实验模拟HLP/8对319稳定性能的影响，实验发现加入HLP/8后319的稳定性基本没有什么变化，说明HLP/8和319的相容性较好，加入HLP/8没有影响319的稳定性。

由表2可知，加入HLP/8后，精裱胶319的高温、常温和低温粘接性能均有一定程度的提高。主要原因是由于HLP/8特殊的醚键结构，使其与319的分子具有良好的相容性，增大了对基材的湿润性和碰撞频率，从而提高了粘接性能。同时HLP/8中的醚键使其具有柔韧性和耐热性等优点，提高了319的高、低温粘接性能。适宜的HLP/8添加量为2%～5%。

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

3　结论

HLP/8属于低分子质量的聚合物，具有良好的扩散渗透性能，与精裱胶319的相容性良好。加入一定量的HLP/8（2%～5%）后，可以增加精裱胶319的黏度，延长开放时间，一定开放时间下增大粘接强度，显著提高初粘性，对持粘性影响较小，同时高温、常温和低温粘接性能均有所改善，扩大了嵌段聚醚在胶粘剂中的使用范围。

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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，在读硕士研究生，主要从事化工分离方面的研究。E-mail：shanliangfly@163.com。通讯联系人：王以元，男，E-mail：Bruce@mlandchem.com。