如何改善PE膜上鍍鋁的附著力?

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上海阜潤(rùn)塑化科技有限公司
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|2025-06-27 | 瀏覽 70 次

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  • 可預(yù)處理 PE 膜(電暈、等離子體)增加表面極性與粗糙度,涂覆底涂劑(如含羥基 / 羧基樹(shù)脂)增強(qiáng)界面結(jié)合,控制鍍鋁溫度與真空度,調(diào)整蒸發(fā)速率使鋁粒子均勻沉積,或?qū)?PE 膜進(jìn)行化學(xué)接枝改性,提升鍍鋁層附著力。

    • PE 膜預(yù)處理:通過(guò)電暈處理、等離子體處理或火焰處理,增加 PE 膜表面極性和粗糙度;對(duì) PE 膜進(jìn)行化學(xué)涂覆,涂覆含有羥基、羧基等極性基團(tuán)的底涂劑,增強(qiáng)與鍍鋁層結(jié)合力。

    • 鍍鋁工藝優(yōu)化:精準(zhǔn)控制鍍鋁時(shí)的真空度、蒸發(fā)速率和基材運(yùn)行速度,確保鋁層均勻致密;適當(dāng)提高鍍鋁溫度,增強(qiáng)鋁原子與 PE 膜表面的結(jié)合活性。

    • 后處理強(qiáng)化:對(duì)鍍鋁后的 PE 膜進(jìn)行熱壓處理,通過(guò)加熱加壓促進(jìn)鋁層與 PE 膜融合;采用交聯(lián)處理,使鍍鋁層與 PE 膜分子間形成化學(xué)鍵,提升附著力。


  • 要改善PE膜(聚乙烯薄膜)鍍鋁的附著力,需重點(diǎn)解決PE表面惰性強(qiáng)、極性低的問(wèn)題。以下是關(guān)鍵改善方案與技術(shù)要點(diǎn):


    一、基材預(yù)處理強(qiáng)化?

    表面清潔?

    去除油污、灰塵等雜質(zhì),確保鍍鋁面潔凈度高??刹捎玫入x子清洗或溶劑擦拭,避免殘留物影響鋁層結(jié)合。

    電暈處理?

    提高PE膜表面粗糙度及極性,增強(qiáng)鋁原子沉積錨定效果。處理達(dá)標(biāo)表面張力應(yīng)≥42 dynes/cm。

    等離子體處理?

    使用氬氣/氧氣混合氣體活化表面,引入極性基團(tuán)(如羥基、羧基),促進(jìn)與鋁的化學(xué)鍵合。

    二、專(zhuān)用底涂劑(PP水/PE處理劑)應(yīng)用?

    操作流程:

    噴涂處理劑?

    選擇與PE相容的專(zhuān)用底涂劑(如免火焰PP水),均勻噴涂于PE表面。

    干燥固化?

    室溫下干燥30分鐘或60℃烘烤5分鐘,形成活性過(guò)渡層。

    真空鍍鋁?

    在底涂層固化后直接進(jìn)行鍍鋁工藝。

    優(yōu)勢(shì):

    取代火焰處理,消除安全隱患;

    底涂劑樹(shù)脂與PE分子鏈纏結(jié),同時(shí)與鋁層形成化學(xué)鍵,附著力提升50%以上;

    通過(guò)百格測(cè)試且耐100℃水煮30分鐘。


    kaihanggk
    湖北開(kāi)航智能裝備有限公司

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    | 發(fā)布于2025-06-30
  • 改善 PE 膜(聚乙烯膜)上鍍鋁層的附著力,需從 PE 基材表面改性、鍍鋁工藝優(yōu)化及界面層設(shè)計(jì)等多維度入手,解決因 PE 非極性表面、結(jié)晶度高導(dǎo)致的鍍鋁層結(jié)合力不足問(wèn)題。以下是具體技術(shù)方案:

    一、PE 基材預(yù)處理:提升表面活性

    1. 電暈處理強(qiáng)化

    • 參數(shù)優(yōu)化

      • 功率密度:從傳統(tǒng)的 2~3 W/m 提升至 5~8 W/m,處理速度降至 10~15 m/min,使 PE 表面氧化度(C=O 峰面積占比)從 3% 提升至 8% 以上。

      • 處理后立即鍍鋁:間隔時(shí)間≤30 分鐘,避免表面活性衰減(超過(guò) 2 小時(shí)表面張力從 40 mN/m 降至 36 mN/m 以下)。

    2. 等離子體處理(Plasma)

    • 氣體組合

      • 氧氣 + 氬氣(體積比 1:3),處理功率 100~150 W,氣壓 50~100 Pa,刻蝕時(shí)間 30~60 秒,在 PE 表面形成納米級(jí)溝槽(深度 50~100 nm),同時(shí)引入羥基(-OH)、羧基(-COOH)等極性基團(tuán),附著力可提升 50%~80%。

    二、界面層設(shè)計(jì):增強(qiáng)過(guò)渡結(jié)合

    1. 底涂劑(Primer)應(yīng)用

    • 功能性底涂配方

      • 馬來(lái)酸酐接枝 PE(PE-g-MAH):濃度 5%~8%,溶于甲苯 / 乙醇混合溶劑(體積比 7:3),涂布量 1~2 g/m2,干燥后形成極性錨定層,與鋁原子形成化學(xué)鍵(Al-O-C),附著力測(cè)試(3M 膠帶剝離)從 1.5 N/10mm 提升至 3.5 N/10mm 以上。

      • 硅烷偶聯(lián)劑改性:γ- 甲基丙烯酰氧基丙基***氧基硅烷(KH-570)與 PE-g-MAH 按 1:2 復(fù)配,固化后形成 Si-O-Al 共價(jià)鍵,耐濕熱性能(80℃/90% RH,24 小時(shí))提升 40%。

    2. 共擠改性 PE 基材

    • 中間粘結(jié)層設(shè)計(jì)

      • 三層共擠結(jié)構(gòu):PE(表層)/PE-g-MAH(中間層,厚度 5~10 μm)/PE(芯層),中間層 MAH 接枝率≥1.2%,使鍍鋁層與基材的界面剪切強(qiáng)度從 2.0 MPa 提升至 4.5 MPa(ASTM D2095 測(cè)試)。

    三、鍍鋁工藝調(diào)控:優(yōu)化成膜質(zhì)量

    1. 真空鍍鋁參數(shù)優(yōu)化

    • 蒸發(fā)速率與真空度

      • 鋁絲蒸發(fā)速率:從 0.5~1 nm/s 提升至 1~1.5 nm/s,形成更致密的鋁層(孔隙率 <5%),同時(shí)真空度維持在 1×10?? Pa 以下,減少鋁氧化(Al?O?含量 <3%)。

    • 基材溫度控制

      • 鍍鋁時(shí) PE 膜預(yù)熱至 50~60℃(低于熔點(diǎn)),提升分子鏈活動(dòng)性,使鋁原子擴(kuò)散深度從 5 nm 增至 15 nm,結(jié)合力測(cè)試(彎曲 180°)鋁層無(wú)脫落。

    2. 離子輔助沉積(IAD)技術(shù)

    • 引入離子束轟擊

      • 在鋁蒸發(fā)過(guò)程中,同步開(kāi)啟氬離子束(能量 50~100 eV,束流密度 10~20 μA/cm2),轟擊剛沉積的鋁層,促進(jìn)鋁原子與 PE 表面的原子級(jí)混合(混合層厚度 10~20 nm),附著力提升 *** 以上,達(dá)到 PET 鍍鋁膜的結(jié)合力水平(5.0 N/10mm)。

    四、后處理與性能測(cè)試

    1. 熱定型處理

    • 鍍鋁后在 60~70℃下熱定型 10~15 分鐘,減少 PE 基材內(nèi)應(yīng)力(內(nèi)應(yīng)力從 15 MPa 降至 8 MPa 以下),避免因應(yīng)力松弛導(dǎo)致的鋁層開(kāi)裂,濕熱循環(huán)(-20℃~80℃,50 次循環(huán))后附著力保留率 > 90%。

    2. 附著力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

    • ASTM D3359 劃格法:使用 1 mm 間距劃格,3M 610 膠帶剝離后,評(píng)級(jí)從 4B 提升至 5B(無(wú)脫落)。

    • 水煮測(cè)試:90℃熱水煮 30 分鐘,鋁層無(wú)起泡、剝離,傳統(tǒng)工藝(無(wú)預(yù)處理)的 PE 鍍鋁膜在此測(cè)試中易出現(xiàn)大面積脫落。

    五、典型方案效果對(duì)比

    改進(jìn)措施附著力(N/10mm)鍍鋁層厚度(nm)成本增加(%)
    未處理 PE 鍍鋁膜1.0~1.530~500%
    電暈 + 底涂劑(PE-g-MAH)3.0~3.530~508%~12%
    等離子體 + IAD 工藝4.5~5.020~3015%~20%
    全方案協(xié)同(預(yù)處理 + 界面 + 工藝)5.0~6.020~3020%~25%

    六、應(yīng)用注意事項(xiàng)

    • 食品包裝場(chǎng)景:底涂劑需符合 FDA 21 CFR 175.300 遷移***(總提取物≤0.5 mg/in2),優(yōu)先選用無(wú)溶劑型 PE-g-MAH 底涂劑。

    • 耐候性要求:在戶(hù)外應(yīng)用時(shí),可在鍍鋁層外再涂覆一層 UV 固化丙烯酸酯保護(hù)層(厚度 1~2 μm),防止鋁層氧化,同時(shí)保持附著力≥4.0 N/10mm。

    • 環(huán)保替代方案:電暈處理可搭配生物基底涂劑(如淀粉接枝馬來(lái)酸酐),在滿(mǎn)足附著力(≥3.0 N/10mm)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)涂層生物降解率 > 60%。


    通過(guò)上述方案,PE 鍍鋁膜的附著力可提升 3~5 倍,滿(mǎn)足高端包裝(如茶葉、藥品防潮包裝)對(duì)鍍鋁層耐彎折、耐濕熱的要求,同時(shí)避免因附著力不足導(dǎo)致的鍍鋁層脫落、透氧率升高(透氧率可控制在 5 cc/(m2?24h?0.1MPa) 以下)。


  • 改善 PE 膜(聚乙烯膜)上鍍鋁層的附著力,需從 PE 膜表面改性、鍍鋁工藝優(yōu)化及界面層設(shè)計(jì)等方面入手,以下是具體解決方案:

    一、PE 膜表面預(yù)處理

    1. 電暈處理強(qiáng)化

    • 原理:通過(guò)高頻高壓電暈放電,在 PE 膜表面引入羥基(-OH)、羧基(-COOH)等極性基團(tuán),提升表面能(目標(biāo)表面張力從 38~40 dyn/cm 提高至 42~45 dyn/cm)。

    • 工藝參數(shù):

      • 電暈功率:從常規(guī) 20~30 kW/m 提升至 35~45 kW/m,處理時(shí)間延長(zhǎng)至 0.5~1s。

      • 電極間距:控制在 1~2 mm,避免因間距過(guò)大導(dǎo)致處理不均勻。

    2. 等離子體處理

    • 優(yōu)勢(shì):相比電暈處理,等離子體(如氬氣、氧氣等離子體)可更深度刻蝕 PE 表面,形成納米級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)(粗糙度 Ra 從 0.2μm 增至 0.5μm),同時(shí)增強(qiáng)極性。

    • 工藝:采用射頻(RF)等離子體,功率 100~300 W,處***壓 10~50 Pa,時(shí)間 30~60 s。

    3. 化學(xué)涂層預(yù)處理

    • 涂覆底涂劑:在 PE 膜表面涂覆含馬來(lái)酸酐接枝 PE(PE-g-MAH)的底涂液(干涂量 0.5~1.0 g/m2),通過(guò)極性基團(tuán)與鋁層形成氫鍵或化學(xué)鍵合。

    • 交聯(lián)劑處理:添加硅烷偶聯(lián)劑(如 KH-570),通過(guò)水解后與 PE 表面羥基及鋁層氧化物反應(yīng),形成 “PE - 硅烷 - Al” 橋接結(jié)構(gòu)。

    二、鍍鋁工藝優(yōu)化

    1. 鍍鋁前表面活化

    • 真空等離子體預(yù)處理:在真空鍍鋁腔內(nèi)增設(shè)等離子體槍?zhuān)冧X前用氬等離子體轟擊 PE 表面(功率 500~1000 W,時(shí)間 10~30 s),進(jìn)一步清除污染物并活化表面。

    • 氧化層沉積:先在 PE 膜表面蒸鍍一層超薄二氧化硅(SiO?,厚度 5~10 nm)或三氧化二鋁(Al?O?),形成極性過(guò)渡層,增強(qiáng)與鋁層的結(jié)合力。

    2. 鍍鋁參數(shù)調(diào)控

    • 鋁蒸發(fā)速率:將蒸發(fā)速率從常規(guī) 1~2 nm/s 提高至 3~5 nm/s,使鋁原子以更高能量沉積,增強(qiáng)與 PE 表面的機(jī)械咬合。

    • 真空度控制:將真空度從 10?3 Pa 降至 10?? Pa 以下,減少鋁原子與殘留氣體的碰撞,提高沉積粒子能量。

    • 基板溫度:鍍鋁時(shí)將 PE 膜加熱至 50~80℃,促進(jìn)鋁原子與 PE 表面的擴(kuò)散結(jié)合(需注意 PE 的耐熱性,避免過(guò)熱變形)。

    三、界面層設(shè)計(jì)

    1. 過(guò)渡層材料添加

    • 金屬氧化物過(guò)渡層:在 PE 膜與鋁層之間蒸鍍鈦(Ti,厚度 1~2 nm)或鉻(Cr,厚度 5~10 nm),利用金屬間化合物(如 TiAl?)增強(qiáng)界面結(jié)合。

    • 聚合物過(guò)渡層:涂覆乙烯 - 乙烯醇共聚物(EVOH)或尼龍(PA)薄層(厚度 0.5~1 μm),通過(guò)極性基團(tuán)與鋁層氧化物形成氫鍵。

    2. 復(fù)合結(jié)構(gòu)優(yōu)化

    • 共擠 PE 膜設(shè)計(jì):采用三層共擠結(jié)構(gòu)(如 PE/PE-g-MAH/PE),中間層馬來(lái)酸酐接枝 PE 可直接與鋁層作用,提升附著力。

    • 夾層法:在 PE 膜與鍍鋁層之間復(fù)合一層 1~2 μm 的鍍鋁專(zhuān)用 PET 膜,利用 PET 與鋁的良好相容性間接增強(qiáng)整體附著力。

    四、后處理與質(zhì)量控制

    1. 熱定型處理

    • 鍍鋁后在 60~80℃下進(jìn)行熱定型(時(shí)間 10~20 min),消除 PE 膜內(nèi)應(yīng)力,減少因收縮導(dǎo)致的鋁層開(kāi)裂。

    2. 附著力測(cè)試與調(diào)控

    • 百格測(cè)試:按 *** 2409 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃格,要求 0 級(jí)(無(wú)脫落)或 1 級(jí)(脫落面積 <5%)。

    • 水煮測(cè)試:將鍍鋁膜在 90℃水中煮 30 min,觀(guān)察鋁層是否起泡或脫落,合格標(biāo)準(zhǔn)為無(wú)明顯異常。

    五、典型案例與數(shù)據(jù)參考

    優(yōu)化措施附著力提升效果(百格測(cè)試)附加影響
    電暈功率提升至 45 kW/m從 2 級(jí)升至 0 級(jí)膜表面輕微粗糙(Ra 0.4μm)
    蒸鍍 5 nm SiO?過(guò)渡層附著力提高 30%~50%透氧率降低 10%~15%
    涂覆 PE-g-MAH 底涂劑從 1 級(jí)升至 0 級(jí)成本增加約 0.1 元 / 平方米

    注意事項(xiàng)

    • PE 類(lèi)型匹配:線(xiàn)性低密度聚乙烯(LLDPE)比高密度聚乙烯(HDPE)更易鍍鋁,優(yōu)先選擇 LLDPE 基膜。

    • 環(huán)保與成本平衡:等離子體處理或金屬過(guò)渡層可能增加設(shè)備投資,需根據(jù)產(chǎn)能規(guī)模評(píng)估性?xún)r(jià)比。

    • 生產(chǎn)連續(xù)性:預(yù)處理后的 PE 膜需在 24 小時(shí)內(nèi)完成鍍鋁,避免表面極性基團(tuán)衰減導(dǎo)致附著力下降。


    通過(guò)上述方法,可將 PE 鍍鋁膜的附著力從常規(guī) 2~3 級(jí)(百格測(cè)試)提升至 0~1 級(jí),滿(mǎn)足食品包裝、藥品包裝等對(duì)阻隔性和附著力要求較高的場(chǎng)景。


  • 不知道

    匿名用戶(hù) | 發(fā)布于2025-06-30
  • 改善 PE(聚乙烯)膜上鍍鋁層的附著力,需從 PE 基材表面改性、鍍鋁工藝優(yōu)化及界面層設(shè)計(jì)等多維度入手,以下是具體技術(shù)方案及實(shí)施要點(diǎn):

    一、PE 基材預(yù)處理:提升表面活性與粗糙度

    1. 電暈處理強(qiáng)化

    • 原理:通過(guò)高壓電暈放電使 PE 表面產(chǎn)生自由基、羰基等極性基團(tuán),并形成納米級(jí)刻蝕結(jié)構(gòu),增強(qiáng)與鋁層的物理嵌合和化學(xué)結(jié)合。

    • 工藝參數(shù):

      • 處理能量:常規(guī) PE 膜電暈值需達(dá)到 38~42 dyn/cm(鍍鋁專(zhuān)用 PE 可提升至 44~46 dyn/cm)。

      • 電極間距:控制在 3~5mm,配合 15~20kHz 高頻電源,避免過(guò)度刻蝕導(dǎo)致膜面脆化。

    • 注意事項(xiàng):電暈處理后需在 24 小時(shí)內(nèi)完成鍍鋁,防止表面極性基團(tuán)衰減。

    2. 等離子體處理

    • 優(yōu)勢(shì):相比電暈處理,等離子體(如氧氣、氬氣混合氣體)可實(shí)現(xiàn)更深層改性(刻蝕深度 10~50nm),附著力提升 30%~50%。

    • 設(shè)備類(lèi)型:選用射頻(RF)或微波等離子體設(shè)備,處理功率 100~300W,氣體流量 50~100 sccm。

    3. 化學(xué)涂層預(yù)處理

    • 底涂劑涂布:

      • 涂布含馬來(lái)酸酐接枝 PE(PE-g-MAH)或丙烯酸酯類(lèi)底涂劑(干膜厚度 0.1~0.3μm),通過(guò)極性基團(tuán)與鋁形成氫鍵作用。

      • 典型配方:PE-g-MAH 10%~20% + 甲苯溶劑 + 偶聯(lián)劑(如硅烷 KH-560)0.5%~1%。

    • UV 預(yù)處理:采用 UV 光引發(fā) PE 表面交聯(lián),形成極性位點(diǎn),適用于厚規(guī)格 PE 膜(>50μm)。

    二、鍍鋁工藝優(yōu)化:控制鋁層成膜質(zhì)量

    1. 真空鍍鋁參數(shù)調(diào)控

    • 蒸發(fā)速率:

      • 常規(guī) PE 膜鍍鋁速率控制在 0.5~1.0nm/s,過(guò)快會(huì)導(dǎo)致鋁原子沉積不均勻;若 PE 膜預(yù)處理充分,可提高至 1.5nm/s 以增厚鋁層(>30nm 提升附著力)。

    • 真空度:

      • 鍍鋁時(shí)真空度維持在 1.0×10?3~5.0×10?? Pa,避免殘留氧氣氧化鋁層,影響與 PE 的結(jié)合。

    • 基材溫度:

      • 鍍鋁時(shí) PE 膜溫度控制在 40~60℃(通過(guò)加熱輥實(shí)現(xiàn)),促進(jìn)鋁原子與 PE 表面的擴(kuò)散結(jié)合,但需避免超過(guò) PE 熔點(diǎn)(110~130℃)。

    2. 過(guò)渡層沉積

    • 鍍鋁前蒸鍍金屬氧化物:

      • 先蒸鍍 5~10nm 的 SiO?或 TiO?過(guò)渡層,通過(guò)極性界面(如 Si-O 鍵)與 PE 表面羥基、羧基形成化學(xué)鍵,同時(shí)為鋁層提供粗糙錨定結(jié)構(gòu)。

    • 磁控濺射法制備過(guò)渡層:

      • 采用磁控濺射技術(shù)沉積 Cr 或 CrO 過(guò)渡層(厚度 1~2nm),Cr 與 Al 的晶格匹配度高,可***提升界面結(jié)合力。

    三、界面層設(shè)計(jì):增強(qiáng)化學(xué)與物理結(jié)合

    1. 共擠 PE 膜結(jié)構(gòu)優(yōu)化

    • 表層改性:

      • 采用三層共擠(A/B/C)結(jié)構(gòu),表層 A 使用改性 PE(如含 5%~10% 乙烯 - 丙烯酸乙酯共聚物 EAA),利用羧基與鋁形成離子鍵。

      • 典型結(jié)構(gòu):A 層(EAA + 電暈處理)/B 層(純 PE)/C 層(熱封層),A 層厚度占比 10%~15%。

    2. 功能性助劑添加

    • 基材改性助劑:

      • 在 PE 原料中添加 0.5%~2% 的極性相容劑(如 EVA、EMA),提升表面極性;或添加 0.1%~0.3% 的納米 SiO?,通過(guò)無(wú)機(jī)填料的粗糙表面增強(qiáng)機(jī)械錨定。

    • 鍍鋁層附著力促進(jìn)劑:

      • 在鋁蒸發(fā)源中混入 0.1%~0.5% 的鎂(Mg)或鈦(Ti),形成 Al-Mg 或 Al-Ti 合金層,提高與 PE 的界面反應(yīng)活性。

    四、后處理與性能測(cè)試

    1. 熱定型處理

    • 鍍鋁后在 60~80℃下進(jìn)行熱定型(張力 5~10N/m),消除 PE 膜內(nèi)應(yīng)力,避免因收縮導(dǎo)致鋁層開(kāi)裂脫落。

    2. 附著力測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)

    • 百格測(cè)試:按 GB/T 9286 標(biāo)準(zhǔn),用 3M 600 膠帶測(cè)試,要求 0 級(jí)(無(wú)脫落)或 1 級(jí)(脫落面積 <5%)。

    • 剝離強(qiáng)度測(cè)試:使用電子拉力機(jī),以 180° 剝離法測(cè)試,鍍鋁層與 PE 的剝離強(qiáng)度需≥1.5N/15mm(常規(guī)要求)。

    五、典型失效分析與解決方案

    問(wèn)題現(xiàn)象原因解析改進(jìn)措施
    鋁層大面積脫落電暈處理不足 / 真空度偏低提高電暈?zāi)芰恐?42 dyn/cm,真空度≤1×10?? Pa
    鋁層呈片狀剝離過(guò)渡層缺失或厚度不均增加 SiO?過(guò)渡層(5nm),優(yōu)化蒸鍍速率
    高溫環(huán)境下附著力下降PE 與鋁的熱膨脹系數(shù)差異(PE 150×10??/℃,Al 23×10??/℃)采用 Cr 過(guò)渡層緩解熱應(yīng)力,或選用低收縮 PE

    工藝組合推薦

    • 低成本方案:電暈處理(42 dyn/cm)+ 基材添加 EAA(8%)+ 常規(guī)鍍鋁(Al 層 25nm),適用于普通包裝場(chǎng)景。

    • 高性能方案:等離子體處理 + SiO?過(guò)渡層(8nm)+ Al 層 35nm + 熱定型(70℃×30min),適用于耐蒸煮、高阻隔包裝。


    通過(guò)上述方法,可將 PE 膜鍍鋁層的剝離強(qiáng)度從常規(guī)工藝的 0.8~1.2N/15mm 提升至 2.0N/15mm 以上,滿(mǎn)足食品包裝、電子器件防潮等場(chǎng)景的附著力要求。實(shí)際生產(chǎn)中需根據(jù) PE 膜厚度(薄規(guī)格 <20μm 需更精細(xì)處理)、鍍鋁設(shè)備條件選擇適配的技術(shù)組合。


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    匿名用戶(hù) | 發(fā)布于2025-06-30
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  • 改善 PE 膜鍍鋁附著力可從三方面入手:預(yù)處理時(shí)通過(guò)電暈、等離子體或火焰處理提升表面極性與粗糙度;調(diào)整鍍鋁工藝,控制蒸發(fā)溫度與真空度,增加鋁原子沉積能量;涂覆過(guò)渡層,如丙烯酸酯底涂劑或硅烷偶聯(lián)劑,增強(qiáng) PE 與鋁層間化學(xué)鍵合,同時(shí)優(yōu)化冷卻速率防止鍍層內(nèi)應(yīng)力開(kāi)裂。

  • 改善PE膜上鍍鋁的附著力有等離子處理、使用特定涂層、調(diào)整鍍鋁工藝等方法

    匿名用戶(hù) | 發(fā)布于2025-06-30
  • 改善PE膜上鍍鋁的附著力有等離子處理、使用特定涂層、調(diào)整鍍鋁工藝等方法

    匿名用戶(hù) | 發(fā)布于2025-06-30
  • 改善PE膜上鍍鋁層的附著力,需從PE膜表面改性、鍍鋁工藝優(yōu)化及中間層設(shè)計(jì)等方面增強(qiáng)界面結(jié)合力,具體方法如下:

    一、PE膜表面預(yù)處理

    1. 電暈處理強(qiáng)化

    ? 提高電暈處理功率(如從3kW升至5kW),使PE膜表面引入羥基(-OH)、羰基(-C=O)等極性基團(tuán),表面張力從31-34dyn/cm提升至38-42dyn/cm,增強(qiáng)與鋁層的化學(xué)鍵合(類(lèi)似粗糙墻面更易掛住涂料)。

    ? 處理后立即鍍鋁(間隔≤30分鐘),避免表面極性基團(tuán)因氧化衰減導(dǎo)致附著力下降。

    2. 等離子體處理

    ? 采用氧氣或氬氧混合等離子體處理(功率100-200W,處理時(shí)間10-20s),在PE表面刻蝕出納米級(jí)凹凸結(jié)構(gòu)(如溝槽或微孔),同時(shí)引入極性基團(tuán),通過(guò)“機(jī)械錨定+化學(xué)結(jié)合”雙重作用提升附著力(鍍鋁層剝離強(qiáng)度可從1.5N/15mm增至3.0N/15mm以上)。

    二、原料配方與膜結(jié)構(gòu)調(diào)整

    1. 添加極性改性劑

    ? 在PE原料中加入5%-10%的馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)或乙烯-丙烯酸乙酯(EEA),通過(guò)極性基團(tuán)與鋁層形成氫鍵或配位鍵,改善界面相容性(類(lèi)似膠水增強(qiáng)貼合效果)。

    ? 避免使用高含量爽滑劑(如油酸酰胺>0.3%),以防遷移至表面形成隔離層,削弱鋁層附著。

    2. 多層共擠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    ? 采用三層共擠(如A/B/A):表層(A層)使用PE-g-MAH或含極性單體的改性PE,中間層(B層)為普通PE,通過(guò)表層極性基團(tuán)與鋁層化學(xué)結(jié)合,同時(shí)***膜的力學(xué)性能(剝離強(qiáng)度可提升40%-60%)。

    三、鍍鋁工藝優(yōu)化

    1. 真空度與蒸發(fā)速率控制

    ? 提高真空度至1.0×10?3Pa以下,減少殘留氣體對(duì)鋁原子的散射,使其更密集地沉積在PE表面;控制鋁絲蒸發(fā)速率為1.0-1.5nm/s,形成連續(xù)致密的鋁層(類(lèi)似均勻噴漆覆蓋更牢固)。

    2. 鍍鋁溫度與基材預(yù)熱

    ? 對(duì)PE膜進(jìn)行預(yù)熱(40-60℃),降低表面張力波動(dòng),同時(shí)提高鋁原子的擴(kuò)散能力,促進(jìn)界面原子互擴(kuò)散(類(lèi)似加熱后膠水更容易滲透);鍍鋁時(shí)滾筒溫度控制在30-40℃,避免PE膜過(guò)熱變形。

    四、中間層與后處理技術(shù)

    1. 涂覆底涂劑

    ? 在PE膜表面涂覆含硅烷偶聯(lián)劑(如KH-560)或聚氨酯類(lèi)底涂劑(干膜厚度0.5-1μm),通過(guò)硅烷的烷氧基與PE表面羥基反應(yīng),另一端的有機(jī)基團(tuán)與鋁層形成共價(jià)鍵,起到“橋梁”作用(剝離強(qiáng)度可提升至4.0N/15mm以上)。

    2. 后處理交聯(lián)

    ? 鍍鋁后進(jìn)行UV固化處理(能量80-120mJ/cm2),使底涂劑中的官能團(tuán)進(jìn)一步交聯(lián),增強(qiáng)與鋁層的鍵合;或在50-60℃下熱老化處理24小時(shí),促進(jìn)界面間的化學(xué)反應(yīng)(類(lèi)似膠水固化后更牢固)。

    五、性能測(cè)試與應(yīng)用注意事項(xiàng)

    ? 附著力測(cè)試:采用180°剝離法(GB/T 2792-2014),以PET膜為剝離基材,測(cè)試速度300mm/min,要求剝離強(qiáng)度≥2.5N/15mm,且鋁層斷裂而非界面脫落。

    ? 環(huán)境控制:避免鍍鋁膜接觸水或極性溶劑(如乙醇),以防底涂劑水解失效;儲(chǔ)存時(shí)保持干燥(RH<50%),防止PE膜表面吸潮影響附著力。

    通過(guò)上述方法,可將PE膜鍍鋁層的附著力從1-2N/15mm提升至3-5N/15mm,滿(mǎn)足食品包裝、藥品包裝等對(duì)耐摩擦、耐蒸煮的要求,同時(shí)減少鋁層脫落導(dǎo)致的阻隔性能下降問(wèn)題。


  • 不了解

    匿名用戶(hù) | 發(fā)布于2025-06-28
  • 不清楚

    匿名用戶(hù) | 發(fā)布于2025-06-28
  • 不懂

    匿名用戶(hù) | 發(fā)布于2025-06-28
  • 不了解

    匿名用戶(hù) | 發(fā)布于2025-06-28
  • 改善 PE 膜上鍍鋁層的附著力需從基材預(yù)處理、表面改性、鍍鋁工藝優(yōu)化及中間層設(shè)計(jì)等方面入手,解決 PE 非極性表面與金屬鋁的界面結(jié)合力不足問(wèn)題(通常未處理 PE 鍍鋁附著力<1N/15mm,優(yōu)化后可提升至 5N/15mm 以上)。以下是具體技術(shù)方案及作用機(jī)制:

    一、基材表面預(yù)處理:提升 PE 膜表面活性

    1. 電暈處理強(qiáng)化
      • 參數(shù)優(yōu)化:將電暈功率從 20-30W/m2 提升至 40-60W/m2,處理速度降至 100-150m/min,使 PE 表面引入羥基(-OH)、羰基(C=O)等極性基團(tuán)(表面含氧基團(tuán)占比從 5% 增至 12%),表面張力從 31mN/m 提升至 38-42mN/m(鍍鋁附著力可從 1.5N/15mm 提升至 3N/15mm)。

      • 雙面處理:對(duì) PE 膜正反兩面均進(jìn)行電暈處理,避免鍍鋁時(shí)因表面活性不均導(dǎo)致附著力波動(dòng)(如單面處理時(shí)附著力偏差 ±1N/15mm,雙面處理后偏差<0.5N/15mm)。

    2. 等離子體處理(Plasma)
      • 采用氬氣(Ar)或氧氣(O?)等離子體轟擊 PE 表面,刻蝕微觀(guān)凹槽(深度 50-100nm)并增加極性基團(tuán)(如 O?等離子體處理后表面粗糙度 Ra 從 0.2μm 增至 0.5μm,附著力提升至 4N/15mm)。

      • 優(yōu)勢(shì):處理均勻性?xún)?yōu)于電暈,且無(wú)臭氧污染,適合高端包裝(如醫(yī)用 PE 鍍鋁膜)。

    二、材料改性:增強(qiáng) PE 與鋁的界面親和性

    1. 共擠改性 PE 基材
      • 表層引入極性樹(shù)脂:通過(guò)三層共擠(A/B/A 結(jié)構(gòu)),表層 A 層使用 5%-10% 的乙烯 - 丙烯酸乙酯(EEA)或馬來(lái)酸酐接枝 PE(PE-g-MAH),中間層 B 為純 PE(如 LLDPE)。極性樹(shù)脂中的酯基(-COO-)或酸酐基團(tuán)與鋁層形成氫鍵或弱化學(xué)鍵(附著力可提升至 4-5N/15mm)。

      • 示例配方:A 層(PE-g-MAH 8%+LDPE 92%),B 層(LLDPE ***),鍍鋁后附著力測(cè)試達(dá) 4.8N/15mm。

    2. 表面涂覆底涂劑(Primer)
      • 水性底涂劑:成分包含丙烯酸酯共聚物(含羥基、羧基),涂覆量 1-2g/m2,干燥后在 PE 表面形成錨定層(如羥基與鋁層形成 Al-O 鍵),附著力可從 2N/15mm 提升至 5N/15mm 以上。

      • 溶劑型底涂劑:采用聚氨酯(PU)類(lèi)底涂劑,含異氰酸酯基團(tuán)(-NCO),與 PE 表面殘留的羥基反應(yīng),同時(shí)與鋁層形成物理纏繞(如 PU 底涂劑處理后,鍍鋁層剝離時(shí)呈現(xiàn)膜破而非界面分離)。

    三、鍍鋁工藝優(yōu)化:改善鋁層與 PE 的界面結(jié)合

    1. 蒸鍍溫度與速率控制
      • 提升蒸鍍溫度:將鋁絲蒸發(fā)溫度從 1200℃升至 1400℃,增加鋁原子動(dòng)能(平均動(dòng)能從 0.1eV 增至 0.3eV),使其更易嵌入 PE 表面微觀(guān)凹坑(如溫度提升后,鋁層與 PE 的機(jī)械咬合強(qiáng)度提升 30%)。

      • 分段控制蒸鍍速率:初始階段以 1nm/s 速率預(yù)鍍 5nm 薄鋁層,再以 2nm/s 速率蒸鍍至目標(biāo)厚度(如 20nm),避免因速率過(guò)快導(dǎo)致鋁原子堆積疏松(如分段蒸鍍后鋁層致密度從 85% 提升至 95%,附著力增加 1N/15mm)。

    2. 真空度與氣氛調(diào)控
      • 提高真空度:將蒸鍍真空度從 1×10?3Pa 降至 5×10??Pa 以下,減少鋁原子與殘留氣體分子的碰撞,提高沉積效率(如真空度提升后,鋁原子平均自由程從 10cm 增至 20cm,附著力提升 20%)。

      • 引入反應(yīng)性氣體:蒸鍍時(shí)通入少量氧氣(O?,流量 5-10sccm),使鋁層表面形成 Al?O?過(guò)渡層(厚度 1-2nm),通過(guò) Al?O?與 PE 表面極性基團(tuán)的化學(xué)鍵合(如 Al-O-C 鍵)增強(qiáng)附著力(如通 O?后附著力從 3N/15mm 提升至 4.5N/15mm)。

    四、中間過(guò)渡層設(shè)計(jì):構(gòu)建界面橋接結(jié)構(gòu)

    1. 金屬氧化物過(guò)渡層
      • 蒸鍍 SiO?過(guò)渡層:在 PE 膜上先蒸鍍 5-10nm 的 SiO?,再蒸鍍鋁層。SiO?中的 Si-O 鍵與 PE 表面羥基形成氫鍵,同時(shí)與鋁層形成物理鑲嵌(如 SiO?過(guò)渡層使附著力提升至 5N/15mm 以上,且耐水煮測(cè)試后附著力保留率>90%)。

      • TiO?過(guò)渡層:利用 TiO?的高折射率(n=2.5)和極性表面,與 PE 及鋁層形成雙重界面作用(如 TiO?過(guò)渡層使鋁層附著力提升 40%,同時(shí)增強(qiáng)膜的阻隔性)。

    2. 有機(jī) - 無(wú)機(jī)復(fù)合過(guò)渡層
      • 采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù),在 PE 表面沉積 SiOx-CyHz 復(fù)合層(厚度 50-100nm),兼具有機(jī)物的柔韌性與無(wú)機(jī)物的極性(如復(fù)合層使附著力達(dá) 6N/15mm,且彎曲 180° 無(wú)鋁層脫落)。

    五、后處理與質(zhì)量控制

    1. 退火處理消除應(yīng)力
      • 鍍鋁后將 PE 膜在 50-60℃下退火 2-4 小時(shí),釋放蒸鍍過(guò)程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力(PE 與鋁的熱膨脹系數(shù)差異大,易導(dǎo)致界面微裂紋),如退火后附著力穩(wěn)定性提升,7 天儲(chǔ)存后衰減<5%。

    2. 附著力測(cè)試與工藝監(jiān)控
      • 十字劃格法:按 GB/T 9286 標(biāo)準(zhǔn),用 3M 600 膠帶測(cè)試,0 級(jí)為無(wú)脫落(優(yōu)化后可達(dá) 0 級(jí)或 1 級(jí))。

      • 實(shí)時(shí)監(jiān)控表面張力:鍍鋁前 PE 膜表面張力需穩(wěn)定在 38mN/m 以上,可通過(guò)達(dá)因筆定期檢測(cè)(如每小時(shí)一次),避免因電暈失效導(dǎo)致附著力下降。

    六、特殊場(chǎng)景解決方案

    • 耐水煮包裝:采用 “PE-g-MAH 共擠膜 + SiO?過(guò)渡層 + 鋁層” 結(jié)構(gòu),水煮(121℃,30min)后附著力仍≥3N/15mm(普通工藝水煮后附著力<1N/15mm)。

    • 高拉伸強(qiáng)度需求:在 PE 基材中添加 5% 線(xiàn)性低密度聚乙烯(LLDPE)提高柔韌性,同時(shí)采用 PU 底涂劑增強(qiáng)界面韌性,避免拉伸時(shí)鋁層開(kāi)裂(如拉伸 20% 后附著力保留率>80%)。

    總結(jié)

    改善 PE 膜鍍鋁附著力的核心是 “表面極性化 + 界面橋接”,例如:采用三層共擠 PE-g-MAH 膜(表層含量 8%)+ 電暈處理(40W/m2)+SiO?過(guò)渡層(8nm)+ 鋁層(20nm)工藝,可使附著力提升至 5-6N/15mm,滿(mǎn)足食品包裝、藥品包裝等場(chǎng)景需求。生產(chǎn)中需注意電暈處理的時(shí)效性(處理后 24 小時(shí)內(nèi)完成鍍鋁),并通過(guò) FTIR(檢測(cè)表面極性基團(tuán))、SEM(觀(guān)察界面結(jié)合形態(tài))等手段分析失效原因,持續(xù)優(yōu)化工藝參數(shù)。


  • 沒(méi)有

    匿名用戶(hù) | 發(fā)布于2025-06-27
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