粘合树脂(Tie)介绍【薄膜常用树脂】

薄膜生产常用树脂– 粘合树脂

        随着对薄膜终和性能的不断提高，以及共挤技术的发展成熟，多层结构薄膜已经是很常见的设计。在各层中使用不同的材料可以实现各种特性的整合，从而在一张薄膜上同时提供多种功能。例如，EVOH和PE的多层共挤薄膜在提供卓越阻隔性的同时，还能够实现高效快速的热封。又如，铝箔和CPP的复合结构在提供优异阻隔性和避光性的同时，还能耐受高温蒸煮。但是不同特性的材料间往往没有很好的亲和性。因此，我们需要一种材料将它们结合起来。这种粘合材料可以是胶水，也可以是树脂。如果是胶水，那就是使用胶水复合工艺将两种薄膜粘合到一起。如果是树脂，那就利用多层共挤工艺在薄膜生产的同时将不同材料粘合在一次，或者是利用淋膜复合工艺将两种薄膜粘合起来。针对胶水，有机会的话，我们会在另外的文章中展开介绍。这里我们先着重介绍可以挤出的粘合树脂。

广义的粘合树脂

       正如前面讨论的，任何起到粘结作用的树脂都可以叫做粘合树脂。英文一般称为“tie”（就是将两个东西连接在一起的意思）。PP和PE共挤时候，需要粘合树脂来保证层间剥离力。而铝箔和纸张淋膜复合的时候，也需要粘合树脂把它们粘起来。很多粘合树脂具有双亲性。它跟需要粘合的材料都有一定的亲和性，从而实现对两种材料的粘合。但很多时候粘合树脂的双亲性是有倾向性的，也就是跟一种材料的亲和性比另一种的高（或者低）。所以在选用粘合树脂的时候需要注意考虑这个问题。

       下面是一些常见的情况与对应的粘合树脂：

• PP和PE的共挤结构；

• 乙烯基弹性体：与PE的亲和性较好，与PP的亲和性较差；

• 丙烯基弹性体：与PP的亲和性较好，与PE的亲和性较差；

• EVOH或者PA和PE或PP的共挤结构；

• 马来酸酐（MAH）接枝改性的聚烯烃；

• PVDC与PE的共挤结构；

• EVA：一般来说需要VA含量大于18%；

• EMA或EEA也有很好的粘合强度；

• 纸张与铝箔的淋膜复合；

• PE就已经可以提供足够好（把纸张纤维拔出）的粘合强度；

• 铝箔与PE的淋膜复合；

• EAA或者EMAA：酸含量越高跟铝箔的亲和性越好、跟PE的亲和性缺下降。一般使用酸含量在6~10%之间的。由于MAA基团比较大，所以相同重量百分百（%wt）情况下，EMAA的实际酸含量比EAA低一些；

• BOPET或者BOPA与PE薄膜的淋膜复合；

• 底涂+淋膜PE可以满足一般的强度要求；

• 杜邦AE+淋膜PE也可以达到一般的强度要求；

• 特殊改性的PE可以达到较好的强度要求。

狭义的粘合树脂

       在薄膜领域，狭义的粘合树脂主要是指在EVOH或者PA共挤结构中使用的粘合树脂。一般来说，EVOH和PA共挤膜中使用的粘合树脂是马来酸酐接枝改性的聚乙烯（MAH-g-PE)。马来酸酐改性的PP则比较少，而且价格贵。其主要原因是接枝过程中，聚丙烯容易发生断链，结果融指会快速上升。因此马来酸酐接枝改性的聚丙烯比较难生产。

         实际应用中，马来酸酐改性的粘合树脂分为配方料和浓缩料两种。

         1. 配方料是粘合树脂供应商已经将MAH接枝料以及其他辅助原料（如LLDPE，EVA等）熔融共混好以后的原料。

• 配方料的主要优点是可以直接使用，工艺简单，性能稳定。

• 主要缺点是成本较高。

         2. 浓缩料是MAH接枝比例较高的原料。一般还需要薄膜生产商自己用其他原料（如LLDPE）进行稀释。根据稀释比例不同，还分为中浓度料（1:1～1:4稀释）和高浓度料（>1:6稀释）。

• 浓缩料的主要优点是综合成本较低，给薄膜生产商最大的灵活性。

• 主要缺点是对对生产工艺及控制的要求高，否则容易出现问题。

        近年来，普通多层共挤膜上浓缩料用得越来越多。因此有必要了解MAH-g-PE的粘合原理，才能更好的利用浓缩料。粘合树脂主要是利用MAH基团在高温下和PA的胺基或者EVOH的羟基反应。一半PE一半PA或者EVOH的反应产物具有很好的双亲性。因此能提供非常好的粘结性能。

         和任何化学反应一样，温度、浓度、接触时间都会影响MAH基团的反应进程。因此，为了保证足够的粘结强度，需要维持MAH-g-PE的挤出温度、MAH的浓度以及足够的与PA或者EVOH的接触时间。但温度、浓度并非越长越好。挤出温度过高容易产生晶点；MAH浓度过大容易产生水波纹。所以根据经验，比较合适的温度为210～240度；MAH浓度为0.1～0.3%。除此之外，薄膜的结构设计也很重要。粘合层并非越薄越好。首先厚度不足会引起粘结强度的降低，更严重的是过薄的粘合层容易引起多层共挤结构的层间不稳定。下面就是一个粘合层结构/配方设计不合理造成严重层间紊乱的例子。

          总结起来，马来酸酐接枝的粘合树脂在使用中应该注意一下几点。

• 配方料使用方便、性能稳定，但是成本较高。

• 浓缩料综合成本较低，但对工艺控制要求高，容易出错。

• 粘合树脂的挤出温度一般在210~240度之间。

• 马来酸酐含量并非越高越好，一般在0.1~0.3%比较合适。

• 粘合层需要有一定的厚度（具体情况视配方及设备而定），以保证粘合强度和多层挤出稳定。
   

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