专利名称：聚乙烯和聚丙烯混合粘结工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用等离子体表面处理技术，以极性组分为粘结剂的聚乙烯和聚丙烯混合粘结的工艺，尤其涉及一种PE和PP粘接时的表面处理技术。
背景技术：
塑料本身按极性分，可分为非极性材料和极性材料。对于极性材料，材料的功能键是打开的，表面能较高，比如PET，PMMMA, PA等；对于非极性材料，因为塑料的功能键没有打开，表面能比较低，比如PP、PP、PE、PTFE等，非极性材料中最常见的是PE和PP。PP也就是聚丙烯，特点是无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100度左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。PE也就是聚乙烯，特点是耐腐蚀性、电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化， 辐照改性，可用玻璃纤维增强。低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；高压聚乙烯的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨。低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件，高压聚乙烯适于制作薄膜等，超高分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。PE和PP的优缺点各不同，往往在使用过程中需要采用二者的长处，聚乙烯(PE) 和聚丙烯(PP)性能优良，成本低，故其薄膜、片材及各种注射成型制品被广泛应用于各行各业中。塑料复合层板的出现对于轿车、航空航天器、电子装备轻量化和隔热、吸震减振等功能要求具有重要的意义。很多情况下，这些制品还需经过粘接、电镀等二次加工。但是由于二者都是仅由碳氢原子组成，都是非极性高分子材料，表面能较低，临界表面张力只有约 31X10_3N/m。结晶度高，化学稳定性较好。而且常用的成型加工方法都会导致表面层分子定向排列，增加分子的结晶度。因此，各类粘接剂等作用于其表面时难以发生高分子链和链段的扩散与缠结，从而不能形成较强的粘接力。因此，何获得表面极性高、粘接性能好的PE和PP板卷材，以保证不同材料间具有足够的粘接强度，这是一个重要的技术要求。因为使PE与PP带上极性基团而使板卷材表面极性化。这有三方面的作用，一是表面活性和表面能提高，二是增加了因极性基团的引入而产生的分子间偶极作用力，三是增加了粘接剂与引入的极性基团在粘接界面上形成化学键的可能性。提高表面能，这主要是由于表面能极性分量的增加，改善了粘接剂与PE和PP 表面的润湿性，为粘接界面上分子间紧密接近而获得最大的分子间作用力和化学作用力创造了条件。同时排除了 PE与PP表面吸附的气体，减少了粘接界面上的空隙率，为获得最大的机械啮合作用提供了条件。
发明内容
针对上述情况，为克服非极性塑料PP和PE，表面能比较低，混合粘接时困难的缺陷，本发明的目的就是提供一种聚丙烯和聚乙烯的混合粘结工艺。为了制造表面极性高、粘接性能好，具有优良冲压成型特性的PE/PP、金属/PE或 PP/金属复合层板，而采用的技术解决方案是首先对PP和PE基材的表面进行改性处理，然后再通过添加高分子表面改性剂粘接。其具体改性处理方法是对PP和PE的表面进行预处理，其中预处理分为表面清洗脱脂处理、表面进行等离子体处理等。(1)、表面清洗脱脂处理，利用丙酮清洗剂(或其他PP/PE清洗剂)对基材表面进行清洗脱脂，利用表面打磨机械对基材表面进行粗糙化预处理，表面形貌也发生变化。对PE 和PE处理后，表面形成细密的粗糙形态。(2)采用空气、氧气、氮气等气体，对PP和PE的表面进行等离子体处理。使用低温等离子体(压力为20I^-100000Pa)，通过等离子体射频放电技术(放电功率50-800W)处理，使PE、PP表面进行氧化反应，可使其表面生成羰基、羧基等极性基团，从而改善表面润湿性与粘接性，处理时间为3-20分钟。通过上述方法对PP和PE的表面进行预处理后，PP和PE的表面极性高、表面能大幅度的提高，粘接性能优越，然后使用高分子表面改性剂(PP粘结胶、PE粘结胶等)对经过表面改性处理后的PP和PE基材，进行PP和PE的混合粘结。本发明的有益效果是改变了 PP和PE的表面极性，提高了其表面能，使得其具有粘接性能好，冲压成型优良的特性，提供了优质的PE/PP、金属/PE或PP/金属复合层板，促进了塑料工业的发展。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
进一步对本发明加以说明实施例聚乙烯和聚丙烯混合粘结工艺，包含PE/PP表面处理和粘接处理两个步骤1、表面处理，为了制造表面极性高、粘接性能好，具有优良冲压成型特性的PP/ PE、金属/PE或PP/金属复合层板，(1)在一定温度下利用丙酮清洗剂(或其他PP/PE清洗剂)对基材表面进行清洗脱脂，利用表面打磨机械对基材表面进行粗糙化预处理，表面形貌也发生变化，表面形成细密的粗糙形态。( 对经过预处理的PP和PE的表面，采用空气、氧气、氮气等气氛，对PE、PP表面进行等离子体处理。使用低温等离子体(压力为 20 ^-100000Ρ&)，通过等离子体射频放电技术(放电功率50-800W)处理，使PE、PP表面进行氧化反应，可使其表面生成羰基、羧基等极性基团，从而改善表面润湿性与粘接性，处理时间为3-20分钟。2、粘接处理，使用高分子表面改性剂(PP粘结胶、PE粘结胶等)对经过表面改性处理后的PP和PE基材，进行PP和PE的混合粘结。
权利要求
1.聚乙烯和聚丙烯混合粘结工艺，特征是采用的技术解决方案为先对PP和PE基材的表面进行改性处理，然后再通过添加高分子表面改性剂粘接；所述的表面改性处理方法是对PP和PE的表面进行预处理，其中预处理分表面清洗脱脂处理、表面进行等离子体处理寸。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯和聚丙烯混合粘结工艺，特征是所述的表面清洗脱脂处理方法为用丙酮清洗剂(或其他PP/PE清洗剂)对基材表面进行清洗脱脂，用表面打磨机械对基材表面进行粗糙化预处理，表面形貌也发生变化。对PE和PE处理后，表面形成细密的粗糙形态。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯和聚丙烯混合粘结工艺，特征是所述的表面等离子体处理方法为采用空气、氧气、氮气等气体，对PP和PE的表面进行等离子体处理，使用压力为20I^-100000Pa的低温等离子体，通过等离子体射频放电技术处理，放电功率50W-800W， PE、PP表面进行氧化反应，其表面生成羰基、羧基等极性基团，从而改善表面润湿性与粘接性，处理时间为3-20分钟，通过上述方法对PP和PE的表面进行预处理后，PP和PE的表面极性高、表面能大幅度的提高，粘接性能优越。
4.根据权利要求1所述的聚乙烯和聚丙烯混合粘结工艺，特征是粘接采用高分子表面改性剂，PP粘结胶、PE粘结胶等，对经过表面改性处理后的PP和PE基材，进行PP和PE的混合粘结。
全文摘要
聚乙烯和聚丙烯混合粘结工艺，涉及一种应用等离子体表面处理技术，采取的方案是先对PP和PE基材的表面进行改性处理，然后再通过添加高分子表面改性剂粘接。处理方法分为改为表面清洗脱脂处理、表面进行等离子体处理等，PP和PE的表面进行预处理后，表面极性高、表面能大幅度的提高，粘接性能优越，然后使用高分子表面改性剂(PP粘结胶、PE粘结胶等)对经过表面改性处理后的PP和PE基材，进行PP和PE的混合粘结。本发明的有益效果是改变了PP和PE的表面极性，提高了其表面能，使得其具有粘接性能好，冲压成型优良的特性，提供了优质的PE/PP、金属/PE或PP/金属复合层板，促进了塑料工业的发展。
文档编号C08L23/12GK102295784SQ20111012898
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者何燕和, 李雪梅, 王志文, 王玉华 申请人:广西民族大学, 王玉华