无溶剂复合工艺特点及其对设备的基本要求

A023-无溶剂复合工艺特点及其对设备的基本要求

无溶剂复合在我国已经进入加速推广和全面普及阶段,但对于其工艺特点及对设备的要求许多人还有建立起应有的认知。

与干法复合相比,无溶剂复合在工艺上有许多差别,有些还是本质的差别。相应地,对复合设备也有不同的要求。按照重要性和工序先后,大致有如下几点: 

一、在线适时输胶混胶,混胶机是心脏。

干式复合胶黏剂混合通常都是“离线预混”方式,即在复合生产之前在机外将胶黏剂和溶剂进行均匀搅拌,制备量、配比、搅拌速度和时间、检测和存储等调整都非常自由,发现异常可以随时补救。而且这一过程与复合机运行状态和工作速度无关,通常情况下,极少出现混合不匀导致复合质量事故的现象。

但在无溶剂复合工艺中,双组分胶采用的是“在线适时混胶”方式,即在复合机运作过程中边输胶、边混合。为达到正确使用,混合对两组分胶的工作粘度、出胶同步性、混胶均匀性安全性等都有特别严苛的要求,而且与机器运行状态紧密相关。

在线适时输胶混胶是无溶剂复合工艺实现和品质质量保障的首要前提,而双组分胶混胶机则是整个复合设备的 “心脏”。这也是无溶剂与干式复合最明显的区别。

据不完全统计,无溶剂复合的质量事故50%以上与混胶机有关。

 二、初粘力很低。

无溶剂复合初粘力低是双组分胶黏剂的典型特征,相应地对复合、收卷和张力控制系统都提出了更高的要求。

一般认为,干式复合初粘力很高,可达到最大复合牢度50~70%。而无溶剂复合在下机时的牢度可能只有最大值的10~20%。

这些要求是多方面的,比如:

  1. 收卷需要合适更一致的松紧度。
  2. 刚性材料复合时要更细心的操作。
  3. 复合需要更均匀一致的压力,且需要较小的复合压力。
  4. 扰动对复合质量的影响更敏感。比如,收卷段(从复合钢辊到收卷轴之间)路径要越短越好,且包角要非常讲究,相应的张力控制系统要更精密更灵敏等。

三、涂胶量更小。

多数情况下,无溶剂涂胶量1.2~1.6g/m2, 仅为干式复合的1/2~1/3。

干复与无溶剂复合涂胶量控制方式不同,导致对涂布精度和稳定性差别很大。干式复合涂胶量控制主要通过网纹辊来实现,只能对涂胶量实现有限级差调整。而无溶剂采用光辊转移涂布,涂胶量可以任意在线设定,且可实现涂胶量的最优化。

从制造和控制角度看,无溶剂涂胶量必须达到±0.1 g/m2,而涂胶量分辨率必须达到0.01 g/m2。因此,它对涂布单元都有更高的要求。其实,它对复合和收卷单元要求也有所提高。

 四、速度大幅度提高。

通常情况下,无溶剂复合机的常见最高运行速度350~400m/m,不少机器速度达到500~600 m/m,比干式复合速度高1~2倍。

速度提高的直接影响就是,一旦出问题就容易导致更大量的废品;从操作角度看,机械电气防护的要求也会更高。因此,无溶剂复合机的整体精度、稳定性可靠性都比干式复合机有更高的要求,当然更重要的是安全性。 

五、胶黏剂粘度在机上变化很小。

首先我们要区别,干式复合采用的挥发性干燥模式,而无溶剂利用的是反应固化。前者以物理反应为主,后者以化学反应为主。

由于没有干燥箱和冷却辊,因此无溶剂复合在机器上对胶黏剂粘度的改变比较困难。

由于无溶剂复合速度很高,料带行进时间很短。即使采用在线人工干预,也不能像干式复合那样产生胶粘度的明显改变。

就目前技术方案而言,无溶剂复合从涂布到复合再到收卷,胶黏剂的粘度变化幅度相当小。虽然我们尝试过不同干预措施,试图提高复合或收卷粘度,但效果并不明显。

 六、下机操作和固化对品质影响更重要。

收卷时初粘力很低,而且固化所需时间较长,因此,无溶剂复合的下机操作和固化条件对复合质量的影响要比干式复合大得多。

从固化时段上看,干式复合在机器上已经完成了主要的固化过程,下机后只是起辅助固化和次要作用。而无溶剂双组分胶的固化大部分在下机后完成,时间较长,固化环境和工艺管理对品质有更明显影响。因此,机上和机下两个工步都非常重要,且后者作用更为重要。

在厚基材复合时,如何下机保持收卷状态成为工艺成功的一个关键性挑战。

(供稿 左光申)

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