择要：以鹿山@热熔胶膜VM2008为胶粘剂，制备了铝/PVC发泡节能复合板材（AEP），通过对不同复合工艺制备的复合构造粘接强度的测试确定热熔胶膜VM2008的最佳复合工艺，研究了复合构造的粘接可靠性包括耐温差性能、耐热老化性能、耐水煮性能、耐高温高湿性能以及耐紫外老化性能。结果表明，该热熔胶膜在160℃、0.4MPa、10s工艺条件复合时能形成良好的粘接强度，利用该胶膜制备的复合构造具有良好的耐温差性能、耐热老化性能、耐水煮性能、耐高温高湿性能以及耐紫外老化性能，能够很好的适用于铝/PVC发泡节能复合板的粘接。
关键词：热熔胶膜，PVC，粘接强度，粘接可靠性
铝/PVC发泡节能复合板（Aluminum/Foamed PVC Energy-saving Composite Panel，简称AEP）是由低发泡结皮PVC板材和铝合金通过胶粘剂粘接组成的一种新型板材[1]，如图1所示。低发泡结皮PVC具有轻质坚硬、隔音隔热、抗化学堕落、阻燃自熄等特点，铝合金具有强度高、密度小、耐堕落、加工性能好的特点，能够加工成各种颜色及纹路，极具装饰性。AEP板综合两者上风形成具备高强度、节能环保、安全防火、美学装饰等上风的复合板材，广泛运用于室内天花柜体、办公隔墙、汽车面板、列车车厢等领域[2]。
图1 AEP构造示意图及实物图
Fig. 1 The structural diagram and the practicality picture of AEP
传统上常日用溶剂型热固性胶粘剂粘接金属与PVC，但存在粘接强度低，需一次性成型无法返工，施工韶光长，施工工艺繁芜，有小分子排放，储存哀求苛刻等缺陷。热熔胶膜具备粘接强度高，可重复加工，适应连续性规模化生产，环保无毒，运输储存方便等特点，在包装、交通运输、鞋材家居、建筑工程等方面都在逐步替代溶剂型胶粘剂[2]。鹿山®热熔胶膜VM2008（以下简称VM2008）产品是采取聚乙烯—酯类共聚物、聚烯烃共聚物等高分子材料作为基体树脂，通过反应挤出、共混挤出等工艺接枝马来酸酐、硅烷等极性单体[3]得到对金属和PVC材料的粘接能力，通过流延、吹膜等成膜技能加工成型的热熔胶膜[4]。
1 实验部分
1.1紧张原材料
热熔胶膜（VM2008），广州鹿山新材料株式会社；发泡结皮PVC，广东骏智兆业建材科技研发实业有限公司；铝板，西南铝业有限任务公司。
1.2仪器与设备
平板硫化机（XLB-25T），广州飞力橡胶设备有限公司；万能电子试验机（CMT4104），美斯特工业系统有限公司；冷热冲击试验箱（ZH-TS-80A），东莞市正航仪器设备有限公司；热氧老化箱DHG-9076A，上海精宏仪器有限公司；数显恒温水浴锅(HH-8)，常州诺基仪器有限公司；高温高湿老化试验箱（KTHB-415TBS），昆山庆声电子科技有限公司；紫外光加速耐候试验机（ZH-UVA-263），东莞市正航仪器设备有限公司。
1.3 AEP复合构造的制备
（1）将结皮发泡PVC和铝板分别剪裁成120mm×30mm（长×宽）的样片，将VM2008热熔胶膜裁剪成80mm×30mm（长×宽）的样膜，将上述剪裁好的样品按照铝板 /VM2008/ 结皮发泡 PVC/VM2008/ 铝板的五层构造对叠整洁，结皮发泡PVC、热熔胶膜、金属板上端对齐，两端对齐；
（2）将上述复合构造在平板硫化机上用选定温度下预热1min，然后利用不同工艺条件下完成复合，取下样品冷却至室温；
（3）将复合好的五层复合构造剪裁成100mm×25mm（长×宽）的样品，完成制备。
1.4 性能测试
1.4.1剥离强度：按照GB/T2790-1995《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》标准，采取万能电子试验机进行；
1.4.2耐温差性能测试：按照高温80±2℃℃下3小时、低温-30℃±2℃下3小时为一个测试周期，统共50个测试周期，采取冷热冲击试验箱进行，每10个周期取出室温静置24h后测定剥离强度；
1.4.3耐热老化性能测试：按照80-82℃、韶光360h，采取热老化箱进行试验，每48h取出，室温静置24h后测定剥离强度；
1.4.4耐热水性能测试：按照温度98-100℃、韶光12h，采取数显恒温水浴锅进行试验，每2h取出，室温静置24h取出，后测定剥离强度测定剥离强度；
1.4.5耐湿热老化性能：按照温度为85℃、相对湿度为85%，韶光14d，采取恒定湿热试验箱进行实验，每3d取出，室温静置24h后测定剥离强度；
1.4.6耐紫外老化性能：按照温度60℃±5℃、辐射强度60W/㎡，韶光300h，采取紫外线加速耐候试验机进行，完成实验后取出室温静置24h后测定剥离强度。
2 结果与谈论
2.1复合工艺对复合构造的粘接强度的影响
热熔胶膜把两种不同的材料粘接形成复合构造，其粘接强度直接影响到复合构造的可靠性，而复合时的温度，韶光，压强对热熔胶膜的粘接强度的都有影响。不同复合工艺下，复合构造粘接强度变革如表1所示。
表1 不同复合工艺对VM2008制备AEP板的粘接强度的影响
Table 1 Effect of different composite processes on peeling strength of AEP prepared by VM2008
编号
温度（℃）
韶光（s）
压强（MPa）
剥离强度（N/25mm）
剥离界面毁坏办法
1#
130
10
0.4
72
PVC与胶膜界面毁坏
2#
140
10
0.4
122
PVC与胶膜界面毁坏
3#
150
10
0.4
146
胶膜内聚毁坏
4#
160
10
0.4
157
胶膜内聚毁坏
5#
170
10
0.4
149
胶膜内聚毁坏
6#
180
10
0.4
109
PVC基材毁坏
7#
160
5
0.4
96
铝与胶膜界面毁坏
8#
160
15
0.4
151
胶膜内聚毁坏
9#
160
10
0.2
135
PVC与胶膜界面毁坏
10#
160
10
0.6
143
胶膜内聚毁坏
图2 不同复合工艺下利用VM2008制备AEP板的剥离界面图片
Fig. 2 Picture of bonding surface of AEP prepared by VM2008 at different composite processes
由表1可知：不同复合温度对复合构造的粘接强度有不同的影响，同时伴随的剥离界面毁坏办法也不同。当复合温度在130-150℃时，复合构造的粘接强度较低且随温度升高而增大，剥离界面毁坏办法由PVC与胶膜之间的界面毁坏转变为胶膜内聚毁坏；当复合温度在150-170℃时，复合构造具有相对较高的剥离强度，其剥离强度随温度升高而变革不大；当复合温度高于170℃时，复合构造的粘接强度有所低落。
当粘接温度较低时，VM2008的分子链运动较缓慢、对PVC的浸润性较差，分子中的极性基团不能很好地发挥浸染表现为复合构造的粘接强度较低，复合构造的剥离界面呈现PVC与胶膜的界面毁坏；当复合温度适宜时，VM2008能对铝板和PVC充分浸润、分子链中的极性基团能与铝板、PVC之间形成很强的相互浸染力，当这种与被粘基材形成的的相互浸染强度高于VM2008胶膜的内聚强度时，复合构造则表现出较高的剥离强度且呈现出胶膜内聚毁坏的剥离界面；当复合温度过高时，结皮发泡PVC受热老化导致PVC基材的内聚能强度低落，剥离界面呈现为PVC基材毁坏，同时温度过高随意马虎导致胶膜流动性增强涌现溢胶征象，反而降落了对复合构造的粘接强度[5]。因此VM2008在150-170℃温度范围内能对铝板和结皮发泡PVC形成良好的粘结。
由表1可知：复合时间太短，复合构造之间的传热较少，不敷以激活足够的极性基团去与铝片形成化学反应，从而导致剥离强度较低，涌现铝片与胶膜间界面毁坏的征象，复合时间过长有可能引起PVC受热老化，复合件的粘接强度反而降落。压强太低，胶膜的受热不敷，胶膜虽然与铝片形成了一定的粘接强度，但是胶膜与PVC粘接效果未达到最佳，压强太大，PVC随意马虎涌现压缩变形，导致剥离强度低落。
综上所述，VM2008在温度160℃，压强0.4MPa，复合时间10s的工艺条件下能够对铝板和PVC形成比较空想的粘接效果。粘接可靠性实验所用到的AEP试件都按照1.3的AEP复合构造的制备步骤在此工艺条件下进行制备。
2.2耐温差性
冷热循环冲击试验是评价胶粘剂可靠性的一种常见的测试手段。检测复合股料在高温及低温的连续转化下的剥离强度变革，可以在短韶光内评价复合股料对热胀冷缩变革的对抗能力。按照1.4.2步骤对VM2008制备的AEP复合构造进行耐温差性能测试，测试结果如表2所示。由表2可知：AEP复合板材在耐温差性能测尝尝验中粘接效果表现稳定，剥离强度没有明显衰减，剥离界面牢固毁坏办法没有发生变革，表明板材在极度温差变革的环境下性能表现精良。
表2 VM2008制备的AEP复合板耐冷热循环冲击测试结果
Tab.2 Cold-hotcycling impact test results of AEP prepared by VM2008
冷热循环次数（次）
剥离强度（N/25mm）
剥离界面毁坏办法
0
151
胶膜内聚毁坏
10
149
胶膜内聚毁坏
20
155
胶膜内聚毁坏
30
156
胶膜内聚毁坏
40
151
胶膜内聚毁坏
50
146
胶膜内聚毁坏
2.3耐热老化性能
热老化是高分子材料常见的一种老化类型，复合板材哀求具有较长的利用寿命，因此热熔胶膜作为粘接材料，必须具备良好的耐热老化性能。按照1.4.3步骤对VM2008制备的AEP复合构造进行耐热老化性能测试，测试结果如表3所示。由表3可知：AEP复合板材耐热老化性能精良，经由永劫光的热老化板材的剥离强度没有明显衰减，板材粘接界面牢固稳定。
表3 VM2008制备的AEP复合板耐热老化性能测试结果
Tab.3 Heat aging resistance test results of AEP prepared by VM2008
热老化实验韶光（h）
剥离强度（N/25mm）
剥离界面毁坏办法
0
160
胶膜内聚毁坏
48
156
胶膜内聚毁坏
96
151
胶膜内聚毁坏
144
155
胶膜内聚毁坏
192
158
胶膜内聚毁坏
240
150
胶膜内聚毁坏
288
149
胶膜内聚毁坏
336
154
胶膜内聚毁坏
360
146
胶膜内聚毁坏
2.4耐水煮性能
耐水煮实验是快速验证热熔胶膜对被粘基材的粘接可靠性的一种常用评价手段，因此对复合板材进行水煮实验也是评价复合板材粘接可靠性的一种方法。按照1.4.4步骤对VM2008制备的AEP复合构造进行耐水煮性能测试，测试结果表4所示。由表4可知：在水煮实验的前10h，VM2008对铝板和发泡结皮PVC的粘接没有衰减；在水煮实验10h后，AEP复合板材的剥离界面毁坏办法为稠浊毁坏，个中以胶膜内部毁坏为主，局部地方可以看到涌现了VM2008与PVC的之间的界面毁坏，但是AEP复合板材仍旧就有较高的剥离强度。造成这种征象的缘故原由是当发泡结皮PVC水煮10h后，其内部的增塑剂、稳定剂、润滑剂迁移到PVC表面[6]，弱化了VM2008对PVC的粘接，但此时AEP复板材仍旧具有较高的粘接强度，表明VM2008制备的AEP复合板材的耐水煮性能相对较好，界面涌现稠浊毁坏是由于PVC发泡板材不耐水煮导致。
表4 VM2008制备的AEP复合板材耐水煮性能测试结果
Tab.4 Boiling resistance test results of AEP prepared by VM2008
水煮实验韶光（h）
剥离强度（N/25mm）
剥离界面毁坏办法
2
164
胶膜内聚毁坏
4
157
胶膜内聚毁坏
6
152
胶膜内聚毁坏
8
155
胶膜内聚毁坏
10
142
稠浊毁坏
12
141
稠浊毁坏
2.5耐湿热老化性能
AEP复合板材用于户外时会同时暴露在热、水汽等自然成分下，这时非常磨练热熔胶膜的耐湿热老化性能。按照1.4.5步骤对VM2008制备的AEP复合构造进行耐高温高湿性能测试，测试结果如表5所示。由表5可知：在高温高湿环境下，AEP复合板材的剥离强度随韶光的延长没有明显低落，解释VM2008制备的AEP复合板材具有良好的耐湿热老化性能。
表5 VM2008制备的AEP复合板耐湿热老化性能测试结果
Tab.5 High temperature and humidity resistance test results of AEP prepared by VM2008e
湿热老化实验韶光（d）
剥离强度（N/25mm）
剥离界面毁坏办法
0
153
胶膜内聚毁坏
3
148
胶膜内聚毁坏
6
149
胶膜内聚毁坏
9
150
胶膜内聚毁坏
12
145
胶膜内聚毁坏
14
149
胶膜内聚毁坏
2.6耐紫外老化性能
太阳光照能够对高分子材料进行毁坏导致材料发生降解。紫外老化试验可以在几天内或几周内呈现户外数月或数年的老化效果。按照1.4.6步骤对VM2008制备的AEP复合构造进行耐紫外线老化性能测试进一步磨练胶膜的粘结可靠性，测试构造如表6所示。由表6可知：在紫外线加速老化的环境中，AEP复合板材的剥离强度没有明显低落，这是由于铝合金板作为保护层阻挡了紫外线，防止紫外线对内部的高分子材料产生毁坏，解释VM2008制备的AEP具有良好的耐紫外老化性能。
表6 VM2008制备的AEP复合板耐紫外老化性能测试结果
Tab.6 Ultraviolet-resistant ageing test results of AEP prepared by VM2008
紫外老化实验前
紫外老化实验后
剥离强度（N/25mm）
剥离界面毁坏办法
剥离强度（N/25mm）
剥离界面毁坏办法
157
胶膜内聚毁坏
150
胶膜内聚毁坏
3 结论
VM2008对发泡结皮PVC和铝板具有良好的粘接强度，在温度160℃，压强0.4MPa，复合时间10s的工艺条件下能得到比较空想的粘接效果。VM2008制备的AEP复合板材分别经历冷热循环冲击，热老化，热水煮，高温高湿老化，紫外老化处理后，仍具有良好的粘接性能，非常适用于低发泡结皮PVC与铝的粘接。参考文献
[1]杜壮,唐舫成,汪加胜. 热熔胶在航空工业级节能板(AEP)中的运用研究[A]. 中国建筑材料联合会金属复合股料分会.2018金属复合股料年会会议专刊[C].中国建筑材料联合会金属复合股料分会:中国建材科技杂志社,2018:2.
[2]蒋荃,刘婷婷,刘玉军,等.金属复合股猜中国制造20年[M].北京:中国建材工业出版社,2017.
[3]向明,蓝方,陈明.热熔胶粘剂[M].北京:化学工业出版社,2002.
[4]、[5]伍金奎,唐舫成,张阳阳,汪加胜,罗海亚. 一种PVC/金属粘接热熔胶膜及其制备方法[P]. 广东：CN103756577A,2014-04-30.
[5]杜壮,唐舫成,朱庆柯,刘嘉贤,汪加胜.PVC与金属复合用热熔胶膜的粘接性能研究[J].粘接,2019,40(01):11-14+10.
[6]王贵斌,邓婕,李生德,等.硬质聚氯乙烯制品及工艺[M].北京:化学工业出版社,2006.
Adhesion durability study of hot melt adhesive film for foamed PVC / aluminum composite Panel
Zhu Qing-ke,Du Zhuang,Tang Fang-cheng,Wang Jia-sheng,Deng Zhi-ye
（Gaungzhou Lushan New Materials Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong510530,China）
Abstract:The composite specimens of Aluminum/Foamed PVC Energy-saving Composite Panel were prepared with the VM2008(Lushan) hot melt adhesive film as the adhesive. The best composite process of the VM2008 hot melt adhesive film was found out by testing peel strength of the composite specimens under the different composite processes.the bonding durability of the composite specimens in resistanting cold-hotcycling impact,hot air aging ,hot water aging , high temperature and high humidity aging and ultraviolet-resistant ageing was studied in this article. The results showed that the adhesive film has good adhesive strength at the composite process of 160℃, 0.4MPa and 10s.That hot melt adhesive was very suitable for the bonding of Aluminum/Foamed PVC Energy-saving Composite Panel with good temperature difference resistance, heat aging resistance,hot water resistance,high temperature and high humidity resistance and ultraviolet ageing resistance.
Key words: hot melt adhesive film, PVC, peeling strength, adhesive durability
