IXPE胶带产品的表面粘连性研究

尹志豇 田原 田然 杨玺

【摘 要】随着当前社会发展各项新型技术得以不断创新研发，IXPE（辐射交联聚乙烯）胶带产品作为本次研究的主要研究对象，在满足该IXPE胶带产品的本身性能及具体涂胶要求前提之下，展开本次实验研究确定出现交代产品表面粘连的主要成因。并根据原因对具体加工工艺、配方、具体包装运输条件等多方面为研究切入点，寻找对表面粘连加以解决的方法，以此最大限度的保障产品在运输及存储中，不会发生与IXPE交代产品的粘连。

【关键词】IXPE胶带产品；表面粘连性；电晕

中图分类号： TQ433.434 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）28-0288-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.28.135

IXPE胶带产品作为发泡卷材的关键类型之一[1]，同时也作为辐射交联类产品自身特点，化学交联无法竞争的产品之一，大约占据IXPE的总产量30%[2-3]，IXPE胶带产品作为目前在各方面领域应用的主要产品之一，在当前我国各行业领域市场的销量，已经占据了国内总销量的20%，且仍然在不断拓展[4]。但是在不断对其销量扩大的同时，也发现在夏季时节将该商品营销至南方地区客户群体中，出现了新的胶带受热受压引发存储运输中，自身粘连问题无法正常打开，对客户的正常使用造成极大影响。

1 实验方案

通过运用连续生产方案制作得出15倍1mm胶带型产品样品应用于本次实验。通过对配方加以调整，对电晕处理工艺加以改变，处于不同压力条件及不同温度下存放，对样品的粘连情况加以观察。通过针对本次实验中所得的试验结果分析，最终对发生胶带产品表面粘连情况的主要成因，寻求针对性的解决方法。在对其产品配方加以调整过程中，为了能够加快速度在实验中采用实验室样品制备辅助手段。

2 实验

2.1 材料及设备

在本次实验中主要采用的原材料包括LDPE-0274、EVA-14-2、POE-DF840、AC、助剂；以及设备包括自制的KDIII-0.5型号电子万能试验机发泡炉、SHJ-58、ELV-8型号的加速器连粒机、以及105/25、CW1006的高效电子冲击机挤出机。

2.2 制备样品

在展开本次实验过程中制品试验样品步骤如下：通过在双辊开捡机内部分别加入POE、助剂、PE、EVA以及AC，在机器设备内混炼之后基于平板硫化机设备上，经过热压熔融冷压成型，之后将所得到的样品片经过辐射处理之后发泡，通过测试发泡样品的性能。小批量连续实验样品的具体制备步骤如下：首先完成造粒，之后经过挤片完成辐照处理之后发泡，后形成电晕至裁边，这一完整的生产流程完成样品制备，展开性能测试。

2.3 试验方法

为了能够进一步对产品后续的涂胶工艺具体要求加以满足，势必需要针对产品完成电晕处理，从而对其表面张力有效提升。通过借助高效电子冲击机设备，针对样品完成电晕处理，通过适当调节电晕具体的输出功率，确保制片样品的表面张力相符于预期数值。处理之后在达到25℃、75kg重物的压置条件下放置样品，经过一段时间之后对样品的表面粘连情况仔细观察。

2.4 测试方法

（1）借助达因液对制品表面的张力完成测定；

（2）判定是否粘连，通过借助设置电压200V的力矩电机，反复卷折样品，将复卷情况是否能够顺利完成，作为评判是否发生粘连的依据；

（3）依据GB/T 6343-2010的有关规定对制品密度加以测定；

（4）借助GB/T 6344-2010的相关规定，对制品的拉伸强度以及断裂伸长率加以测定，拉空机的空载速度在100mm/min。

3 讨论分析

3.1 配方影响样品表面粘连性

通过完成对制品的电晕处理之后，产品表面张力达到38，采用达因液旧胶带配方样品，放置对比普通配方样品，按照1次/1周的观察间隔时间。可以发现经过3周，普通配方样品都并未发生粘连，但是旧胶带配方样品，仅仅在第1周的时候出现微微粘连还能够打开，在第2周已经粘连比较严重，在第3周已经无法正常打开。由此也表明处于等同条件下的普通配方样品，相较旧胶带配方样品不易粘连。对于此种情况笔者认为是由于旧胶带配方内含有较高EVA含量，而EVA又具備了较低的软化点，因此极为容易出现样品自身粘连情况。通过对比普通配方样品及旧胶带配方样品的性能，结果可以发现旧胶带配方样品的性能较好，而普通配方样品的性能并未能够符合客户应用需求。普通配方的性能如下：EVA（20份）、PE（80份）、容重（68kg/m2）、PE蜡（1份）、厚度（1mm）、断裂伸长率（173/226%）、拉伸长度（0.84/0.48MPa）；旧胶带配方的性能如下；EVA（50份）、PE（50份）、容重（67kg/m2）、PE蜡（1份）、厚度（1mm）、断裂伸长率（294/239%）、拉伸长度（1.02/0.78MPa）

3.2 电晕处理影响样品表面粘连性

通过调整高效电子冲击机输出功率，对样品的表面张力有所改变，两者呈正相关。通过将分别为36、37、38、39达因不同的表面张力旧胶带配方样品，正常放置3周对其粘连情况加以观察。可以发现并未经过电晕处理的旧胶带配方样品，并未发生粘连情况。经过电晕处理之后的旧胶带配方样品，在放置3周之后均出现不同程度粘连，并且具体粘连的严重程度随着样品表面张力的大小而改变，样品表面张力越高则代表越严重的张力。也由此表明电晕处理程度的逐步增强，极为容易导致产品发生粘连。笔者认为主要由于针对样品完成电晕处理之后，样品的表面带上极性基因，会使得表面存在极性化，提升样品的表面活性。而电晕处理则对样品的表面粗糙度有效提升，因此也在一定程度上，对样品表面的机械啮合作用有效增加产生粘连。

3.3 不同环境温度影响样品表面粘连性

通过将设置38达因表面张力的旧胶帶配方样品，在达到25℃、75kg重物的压置条件下放置样品，放置1周时间发现样品发生轻微粘连可以打开。但是在处于夏季高温11：00～15：00期间暴晒温度下，放置1周时间发现样品发生粘连情况无法打开。笔者认为出现这一情况主要是由于在胶带产品的主料内含有EVA，而EVA又具备了软化点较低这一特性[5-6]。因此产品所处的环境温度越高，便会与产品的软化点越接近，进而导致引起胶带样品出现粘连情况。

3.4 不同压力影响样品表面粘连性

通过将设置38达因表面张力的旧胶带配方样品，在达到25℃温度环境下，设置不同的重物压力条件，在放置1周后对比有无重物压所致影响样品粘连性。发现处于75kg重物压情况下的样品，在放置1周之后出现轻微粘连，而并未重物压的样品则并未发生粘连情况。

4 解决措施

4.1 调整配方

在能够对IXPE胶带产品本身机械性能及易涂胶基础之上，借助如下两种调整配方策略减缓表面粘连性：

其一，对产品中的PE蜡添加量减少，考虑到PE蜡作为润滑剂的一种[7]，通过将其运用至生产中，会对物料的熔融状态自身流动性造成较大影响[8]。通过处于不对加工条件造成影响的情况下，减少原本的PE蜡添加量1份至0.5份。对比放置1份PE蜡及0.5份PE蜡的不同添加量，在其他条件等同情况下展开实验发现放置0.5份PE蜡的样品并未发生粘连情况。这主要是由于对PE蜡的添加量减少之后，减少了小分子物质向样品的表面析出量，因此对样品所受电晕处理程度有效减少，根据如上实验结果自然减轻了样品的粘连程度。

其二，通过减少EVA的添加量，在有关文献研究中指出POE及EVA弹性体的添加量在27份以内，POE相较EVA对PE具体改性成效较优，由此可以将部分EVA替代为POE。通过将调整配方之前的50份EVA调整至40份，且能够保证满足用户对胶带产品的性能需求基础之上，并未将生产成本、加工难易度考虑其中，对新胶带的配方设置（见表2）。通过对其展开性能测试发现，经过调整之后的配方能够满足用户对旧胶带配方样品的性能需求。新胶带配方及性能如下：EVA（30份）、PE（60份）、容重（69kg/m2）、PE蜡（0.5份）、厚度（0.96mm）、POE（10份）、断裂伸长率（312/257%）、拉伸长度（1.09/0.9MPa）；旧胶带配方的性能如下；EVA（50份）、PE（50份）、容重（67kg/m2）、PE蜡（1份）、厚度（1mm）、断裂伸长率（294/239%）、拉伸长度（1.02/0.78MPa）。

4.2 调整生产工艺

通过根据上一部分展开的电晕处理程度、复卷，对样品粘连性影响研究，笔者发现针对新胶带配方样品相较旧胶带配方样品，在不同表面张力情况下的粘连性对比研究，发现处于张力等同情况下，新胶带的配方样品并不容易出现粘连情况，也证实了通过调整配方有效减少了产品粘连发生率。处于常规情况下产品通常需要达到38达因的表面张力，才能够达到涂胶要求，通过对生产工艺调整之后，发现可以在37达因表面张力即可达到要求。在此基础之上完成复卷操作有效避免发生产品粘连情况。

5 结语

本次研究通过在满足该IXPE胶带产品的本身性能及具体涂胶要求前提之下，分析产品表面粘连的主要成因，即配方、电晕处理、不同环境温度、不同压力。根据原因对具体加工工艺、配方、具体包装运输条件等多方面提出对策，最大限度的保障产品在运输及存储中，不会发生与IXPE交代产品的粘连。

【参考文献】

[1]杨鸿昌，李志刚.配方因素对IXPE发泡材料性能的研究[J].广东化工，2015，42（10）：45-46.

[2]瞿建峰.HK公司产品竞争战略与运营管理的研究[D]. 华北电力大学（北京），2017.

[3]张雪平，周光来，张志凯.mPE对IXPE发泡材料性能的影响[J].橡塑资源利用，2018（3）：3-6.

[4]王伟，王鹏飞，张萌萌.永久导电辐射交联聚烯烃泡沫塑料的开发与研究[J].塑料工业，2015，43（3）：136-139.

[5]周光来，夏顺国，陈海文，等.POE和EVA对IXPE发泡材料的改性研究[J].橡塑资源利用，2016（4）：1-4.

[6]杨鸿昌.IXPE泡棉表面张力影响因素的研究[J].塑料工业，2016，44（3）：69-71.