為什么說粘溫特性是無溶劑膠黏劑的關(guān)鍵工藝特性？
http://www.sxbltgs.net 時(shí)間:2019年1月3日 關(guān)注數(shù):1871 次 |
摘要：粘溫特性是膠黏劑的基本特性之一，它對無溶劑復(fù)合工藝的正常實(shí)現(xiàn)有著重要影響。但在現(xiàn)實(shí)中，除了部分研發(fā)人員外，很少有人對此給予關(guān)注，不僅多數(shù)用戶是這樣，不少膠黏劑銷售服務(wù)人員對自己產(chǎn)品的粘溫特性也了解不多。
粘溫特性是膠黏劑的基本特性之一，它對無溶劑復(fù)合工藝的正常實(shí)現(xiàn)有著重要影響。但在現(xiàn)實(shí)中，除了部分研發(fā)人員外，很少有人對此給予關(guān)注，不僅多數(shù)用戶是這樣，不少膠黏劑銷售服務(wù)人員對自己產(chǎn)品的粘溫特性也了解不多。粘溫特性是理解無溶劑膠黏劑工藝特性、優(yōu)化工藝參數(shù)、預(yù)防和處理相關(guān)質(zhì)量事故的關(guān)鍵，是所有操作和管理人員都必須了解的關(guān)鍵工藝特性。
一、什么是粘溫特性和粘溫曲線？
所謂粘溫特性就是指膠黏劑的粘度隨溫度變化的特征。而根據(jù)膠黏劑的粘度值與溫度值之間的數(shù)量關(guān)系而繪制的變化規(guī)律圖就稱為粘溫特性曲線，或簡稱粘溫曲線。
圖某品牌雙組分膠（T1-A,T1-B）的粘溫曲線
上圖是某常用牌號雙組分膠黏劑（用T1-A和T1-B表示）的粘溫曲線，不難看出，此品牌膠黏劑粘度有如下基本特點(diǎn)：
1）兩組分膠的粘度均隨著溫度上升而呈下降趨勢，但當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，粘度值變化不大并趨于平穩(wěn)；
2）溫度越低，兩個(gè)組分膠的粘度相差越大；而當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，兩個(gè)組分膠的粘度差越來越小。
下表（表 雙組分膠T1的粘溫參數(shù)表）可以幫助我們更精確地了解膠黏劑的粘溫特性。實(shí)際上，市場上在使用的雙組分膠黏劑大多都具有類似的特性。
表1 雙組分膠T1的粘溫參數(shù)表
單位：mpa•s
從上表可以看出，在不同溫度下，兩種膠液的工作粘度可以相差2～4倍，足以影響到混合和涂布的操作，其效果超出了大多數(shù)人的想象。
二、粘溫特性對復(fù)合工藝有哪些影響？
劑的粘溫特性對整個(gè)復(fù)合工藝過程的影響至少體現(xiàn)在如下幾方面：
一）A膠和B膠粘度相差過大會(huì)影響其混合均勻性
A膠和B膠在混合時(shí)的粘度越接近，其混合的均勻性越好。這是由靜態(tài)混合管工作原理所決定的。
現(xiàn)代自動(dòng)混膠機(jī)都有A膠和B膠的加熱和溫度控制系統(tǒng)，而且是相互獨(dú)立操作和自動(dòng)控制的，其目的就是為了通過溫度控制使兩個(gè)組分膠液的工作粘度始終控制在一個(gè)適當(dāng)范圍內(nèi)，以便于充分均勻的混合。
但是，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，即便是選擇了正確的自動(dòng)混膠機(jī)和靜態(tài)混合管，混膠作業(yè)有時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)某些問題，究其原因主要還是與雙組分膠的工作粘度偏離正常范圍有關(guān)。
常見的不正常主要有兩種現(xiàn)象：
1）工作溫度設(shè)定不合理或設(shè)定錯(cuò)誤
雙組分膠廠家都會(huì)為用戶推薦A膠和B膠的工作溫度區(qū)間，二者獨(dú)立且通常溫度上下限都不一樣的。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的問題可能是如下原因引起的：
首先，正因?yàn)锳膠和B膠工作溫度可獨(dú)立設(shè)定，可能會(huì)留下某種隱患。雖然兩者的設(shè)定值都在推薦范圍內(nèi)，但如果操作人員分別選定了極限值，實(shí)際兩者的工作溫度就不在優(yōu)化區(qū)間，甚至可能已經(jīng)偏離了穩(wěn)定工作區(qū)。
其次，一般說明書都沒有對什么條件下使用上限或下限做出明確規(guī)定。由用戶根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，更沒有工作粘度參考說明。對缺乏經(jīng)驗(yàn)的用戶可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的設(shè)置錯(cuò)誤，A膠B膠溫度高低倒置，產(chǎn)生批量廢品。
我們曾經(jīng)碰到一個(gè)實(shí)例：一個(gè)用戶因局部不干產(chǎn)生了批量廢品，而且在一段較長時(shí)間內(nèi)重復(fù)間斷出現(xiàn)。在現(xiàn)場調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)A膠和B膠桶的溫度設(shè)置分別是45℃和35℃，之前一直都是這樣操作，也從沒有發(fā)生過問題。經(jīng)查閱發(fā)現(xiàn)，說明書要求的設(shè)定值分別是45℃和55℃，即B膠實(shí)際工作溫度比說明書要求的值低了約20℃。因?yàn)閾Q季環(huán)境溫度明顯下降，A膠和B膠實(shí)際工作粘度相差數(shù)倍，導(dǎo)致了混膠不均勻。膠黏劑服務(wù)人員和操作人員都沒有詳細(xì)閱讀說明書，意識到這一設(shè)定錯(cuò)誤。
令人遺憾的，現(xiàn)在的混膠設(shè)備都還沒有相關(guān)的自動(dòng)識別、判定或警示功能。
2）低溫時(shí)節(jié)預(yù)熱不充分導(dǎo)致混合時(shí)A膠和B膠粘度懸殊
在低溫時(shí)節(jié)，我們強(qiáng)調(diào)要對膠黏劑進(jìn)行充分預(yù)熱。但由于存儲環(huán)境、操作習(xí)慣和管理規(guī)范程度的不同，個(gè)別操作者可能不按規(guī)定操作，導(dǎo)致某一桶（某種膠液）在預(yù)熱不充分時(shí)進(jìn)入儲膠桶內(nèi)，在來不及加熱的情況下直接進(jìn)入靜態(tài)混合管。如果是一種膠液工作溫度達(dá)標(biāo)而另一種膠液溫度過低，就會(huì)出現(xiàn)因兩者粘度相差過大，混膠不均勻，從而產(chǎn)生隨機(jī)性局部不干的故障。
我們在2018年首次提出了“等粘度混合”的概念，正是為了消除雙組分膠溫度誤設(shè)置和預(yù)熱操作不到位等因素引起的不利影響。
二）膠黏劑的涂布粘度會(huì)影響轉(zhuǎn)移率和涂布效果
即使混合均勻的膠黏劑在涂布單元上也可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)移不良和涂布不均勻的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因在多數(shù)情況下也與溫度異常導(dǎo)致的膠黏劑粘度異常有關(guān)。
輥筒表面溫度不均勻，或者設(shè)定值與實(shí)際值相差明顯，導(dǎo)致膠黏劑粘度與期望值不符，轉(zhuǎn)移和涂布不良，是許多無溶劑復(fù)合機(jī)都出現(xiàn)過的現(xiàn)象。
輥筒表面溫度不均勻大部分是橫向不均勻，導(dǎo)致膠黏劑轉(zhuǎn)移不良，嚴(yán)重時(shí)涂布基材上能看到諸多縱向線條。其主要來源有兩種：
1）加熱系統(tǒng)和輥筒結(jié)構(gòu)本身設(shè)計(jì)的缺陷；
2）調(diào)整設(shè)置錯(cuò)誤，比如沒有根據(jù)環(huán)境條件調(diào)整加熱機(jī)溫度值，在環(huán)境溫度很低時(shí)就出現(xiàn)輥筒兩端溫度偏低的情況，導(dǎo)致無法局部膠黏劑無法正常轉(zhuǎn)移。
我們2018年在C600智能型無溶劑復(fù)合機(jī)上首次提出了“恒粘度轉(zhuǎn)移”的概念，正是為了減少或消除涂布單元膠黏劑因?yàn)檎扯雀淖兌鴮?dǎo)致的轉(zhuǎn)移不良和涂布不均勻的不利影響。
三）膠黏劑的粘度可能會(huì)影響復(fù)合效果
涂布良好的基材也可能因?yàn)闇囟仍驅(qū)е聫?fù)合不良或復(fù)合強(qiáng)度下降。發(fā)生這類現(xiàn)象的原因也大致有兩種：
1）從涂布到復(fù)合通常要經(jīng)過較長的通道，在這一段，基材表面溫度會(huì)下降，導(dǎo)致其復(fù)合粘度增高。復(fù)合粘度增高通常有利于復(fù)合穩(wěn)定性，但有時(shí)可能產(chǎn)生相反的效果（比如，不利于流平、需要更大復(fù)合壓力壓平等），取決于增高的幅度。
2）停機(jī)換料時(shí)，通道段基材表面膠層溫度有時(shí)會(huì)明顯下降、粘度升高，影響復(fù)合均勻性和強(qiáng)度。
隨著無溶劑復(fù)合應(yīng)用的推廣應(yīng)用，單組分膠的使用比例在不斷增加。由于其采用高溫工作溫度（通常80-110℃）、運(yùn)行速度也較低，上述情形的影響可能更為常見和明顯，甚至?xí)@著降低復(fù)合強(qiáng)度。在織物領(lǐng)域就出現(xiàn)過類似的實(shí)例。
有必要指出，經(jīng)過混合的AB膠黏劑的粘溫特性與兩種單膠的粘溫特性可能是不同但是相似的。這方面還需要進(jìn)一步的專業(yè)研究。
膠黏劑的粘溫特性具有從預(yù)熱、混膠、涂布到復(fù)合全過程的影響，是無溶劑復(fù)合的一個(gè)工藝關(guān)鍵因素和難題，但同時(shí)也為我們展示了下一步工藝優(yōu)先、操作改進(jìn)、設(shè)備升級的思路和方向。如果能在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化粘度控制，我們就有望獲得優(yōu)化的工藝條件和最佳品質(zhì)的質(zhì)量。
(來自:包裝前沿網(wǎng))
