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压敏胶

补充:0  浏览:7543  发布时间:2011-12-7


  压敏胶pressure sensitive adhesive 压敏胶粘剂的简称。是一类具有对压力有敏感性的胶粘剂。主要用于制备压敏胶带。一般压敏胶的剥离力(胶粘带与被粘表面加压粘贴后所表现的剥离力)<胶粘剂的内聚力(压敏胶分子之间的作用力)<胶粘剂的粘基力(胶粘剂与基材之间的附着力)。这样的压敏胶粘剂在使用过程中才不会有脱胶等现象的发生。
  压敏胶按照主体树脂成分可成分可分为橡胶型和树脂型两类。橡胶型又可分为天然橡胶和合成橡胶类;树脂型又主要包括丙烯酸类、有机硅类以及聚氨酯类。   
  橡胶类压敏胶除主要成分为橡胶外,还要加入其他辅助成分,如增粘树脂、增塑剂、填料、粘度调整剂、硫化剂、防老剂、溶剂等配合而成。   
  而树脂类压敏胶除主体树脂外,还需加入消泡剂、流平剂、润湿剂等助剂。   
  除以上分类方法外压敏胶还可按照分散介质不同,分为水性和溶剂型压敏胶;又可按用途不同分为包装、保护、绝缘、警示、标示、文具等产品。   
  目前市场上看到的以聚丙烯封箱、美纹纸(皱纹纸)、PVc电工胶带为多。    
  压敏胶主要是丙烯酸系和橡胶系的溶剂型或胶乳型胶粘剂。由于高速操作、合理涂布、排除溶剂公害问题的需要,发展了暖熔压敏胶,集热熔胶和压敏胶的特点于一体,无溶剂,无污染,使用比较方便。它在熔融状态下进行涂抹,冷却固化后施加轻度指压就能起到粘合作用。   
  它的应用范围很广,可用于尿布、妇女用品、双面胶带、标签、包装、医疗卫生、书籍装订、表面保护膜、木材加工、壁纸及制鞋等方面。其中,包装用HMPSA消费量最大, 几乎占总量的一半。热熔压敏胶主成分较多应用苯乙烯类热塑弹性体。热熔压敏胶优点是无溶剂,因而无大气污染,且生产率高。但缺点是耐热性、内聚力不足。新的SEBS、SEPS、环氧化SBS等热塑性弹性体,用于制备更高性能的暖熔压敏胶。   
  新的丙烯酸酯嵌段共聚体耐热性、氧化稳定性、UV稳定性、对HDPE、不锈钢、玻璃、聚苯乙烯、丙烯酸板、聚碳酸酯、尼龙、聚丙稀等材料良好粘合,可用于制医用带、透明膜、标签等。丙烯酸聚合物配合水溶性聚合物制成能水分散的热熔压敏胶。丙烯酸聚合物在弱碱水溶液中分散成100μ以下非粘着性的粒子,容易分离,适用于旧纸回收。含二苯甲酮基的丙烯酸酯单体共聚得到低Tg的丙烯酸共聚体。   
  制暖熔压敏胶,受UV照射易交联,优点是不需添加光引发剂, 也无引发剂残留问题。   
  能低温(120~140℃)暖熔涂布,低VOC、低臭气、无皮肤刺激性、热稳定性良好。压敏胶的组成胶粘带是胶粘剂中特殊类型,即将胶液涂于基材上加工成带状并制成卷盘供给的,包括溶剂活化型胶粘带、加热型胶粘带和压敏胶粘带。例如医学上日常用的橡皮膏和电气绝缘胶即属于压敏胶粘带.压敏胶带的组成①压敏胶粘剂 ②基材③底层处理剂④背面处理剂⑤隔离纸压敏胶的主要成分包括橡胶型和树脂型。   
  如聚丙烯酸酯或聚乙烯基醚两类,基材要求均匀,伸缩性小的且对溶剂浸润性好,包括:   
  (1)织物类的如棉布, 玻璃布或无纺布等。   
  (2)塑料薄膜类如PE, PP,PVC和聚酯薄膜。   
  (3)纸类如牛皮纸,玻璃透明纸等。   
  基材原度在0.1-0.5之间.底层处理剂的作用是增加胶粘剂与基材间的粘附强度,以便揭除胶粘带时不会导致胶粘剂与基材脱开而玷污被粘表面,并使胶粘带具有复用性。常用的底层处理剂是用异氰酸酯部分硫化的氯丁橡胶,改性的氯化橡胶.背面处理剂一般由聚丙烯酸酯,PVC,纤维素衍生物或有机硅化合物等材料配制而成的.可以起到隔离剂作用.双面胶粘带如须加一层隔离纸如半硬PVC薄膜,PP薄膜或牛皮纸.压敏胶的粘附特性压敏胶不需加暖,用指压即可粘接,是一种抗剥离强度的胶粘剂,其粘附特性为四大要素:T(快粘力)胶粘剂层的内聚强度;K-粘基力即胶粘剂与基材之间的粘附力。   
  压敏胶的配合   
  1、天然橡胶基体的压敏胶:例如医用橡皮膏和电工绝缘胶带。   
  2、合成橡胶基体的压敏胶:常用丁苯橡胶,聚异丁烯和基橡胶作主要成分。   
  例如透明压敏带是聚异丁烯弹性体的高分子与半液体按一定比例混和后涂于透明基材上的。3、烯类聚合物压敏胶带。主要是聚乙烯苯醚和聚丙烯酸酯两类。压敏胶粘剂性能的影响主要成分的影响压敏胶粘剂的性能因组成不同而异。   
  橡胶型压敏胶主要是以天然橡胶为主要原料,由于相对分子质量高,玻璃化温度低,与增粘树脂相容性好,故制得的压敏胶持粘力很好,低温性能也好,快粘性和粘合力都比较好。主要缺点是耐老化较差。丙烯酸酯压敏胶主要是由丙烯酸酯单体共聚而成,透明性、内聚强度和粘合性能均好,尤其是对极性被粘物表央和多孔表面有良限的粘合性能,耐老化性极佳。暖塑性弹性体压敏胶主要成分是苯乙烯系弹性体SIS和SBS。   
  制得的溶剂型压敏胶高跑龙套含量低粘度,内聚强度高,剥离强度大。因分子结构中含有双键故不耐老化,但经氧化后耐老化性能会有很大改善。有机硅压敏胶以硅橡胶和硅树脂为主要成分。 耐高低温性能非常好。对聚烯烃和氟聚合物有良好的粘合性能。   
  相对分子质量及其分布的影响相对分子质量及其分布对压敏胶的各种性能都有很大影响。当减小压敏胶的相对分子质量时可以降低本体粘度, 有利于对被粘物表面的湿润,从而提高界面粘合力。但相对分子质量过低时,内聚强度差,剥离时胶层易发生内聚破坏。增大相对分子质量可以提高内聚力,但相对分子质量过大又会阻碍分散和湿润。因此, 压敏胶的相对分子质量必须在一定的范围内才能获得良好的粘合性能。相对分子质量分布也有较大影响,一般较宽相对分子质量分布的压敏胶则有较好的粘合性能。   
  玻璃化温度影响玻璃化温度Tg对压敏胶的性能影响很大,Tg不同的压敏胶其室温下本体粘度和平共处弹性模量增大,剥离强度降低,会失去压敏性。   
  Tg过低, 内聚强度低,会产生剥离破坏,因此,压敏胶粘剂的Tg必须保持在一定的温度范围内一般为-20~600C。热塑性弹体压敏胶组成与配合暖塑性弹性体是1963年之后发展起来的新型合成橡胶,具有热塑性塑料的呆溶性和热加工性,不需化学交联室温下就有硫化橡胶的弹性。因此,又称为第3代橡胶。比较典型的热塑性弹性体是A-B-A嵌段共聚物,是由苯乙烯(St)、二烯烃(D)、苯乙烯(St)三元共聚而成。   
  简称为SDS。详细的品种有SBS和SIS等,它独特结构使其不经塑炼便可在某些有机溶剂中,同时在高温下又有较低的熔融粘度。通过添加与聚苯乙烯(PS)、聚丁二烯(PB)和聚异戊二烯(PI)相容性不同的成分来制备性能不同的压敏胶。由于PB和PI段中存在不饱和键,还可用接枝共聚的方法进行改性。暖塑性弹性体压敏胶主要有溶剂型压敏胶和热熔压敏胶两大类。组成与配合暖塑性弹性体压敏胶是由SBS、SIS、增粘树脂、软化剂、防老剂、着色剂等组成,只有各组分配合适当,才能制得性能优异的压敏胶。   
  一、SBS和SIS SBS为苯乙烯-丁二烯三元嵌段共聚物,SIS为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物,都具有橡胶和塑料的双重特性,来源容易、价格适中,非常适宜用作压敏胶粘剂的弹性体组分。SBS按其结构可分为线型和星型两类。线型结构相对分子质量较低,溶解性好。但内聚强度不足;星型结构相对分子质量较高, 内聚强度较大,但熔融温度高。因此,制造压敏胶粘剂应当选用线型结构的SBS。苯乙烯(St)与丁二烯(Bd)相对含量之比对性能有较大影响。St/Bd大,粘度变小,粘合力大,但弹性和耐寒冷较差;St/Bd小,粘度增大,弹性增加,但粘接强度和耐暖性降低。作为压敏胶用的SBS一般选用St/Bd为30/70。SIS为不相容的两相结构,PS分散到聚异戊二烯连续相中,起到"硫化"和补强作用。结构中存在着聚异戊二烯嵌段,具有多个甲基侧链,粘合力较强,比SBS更适宜制造压敏胶, 尤其是热熔压敏胶。SIS的玻璃化温度为Tg1-550C,Tg21000C,弹性大,不耐老化, 耐水、醇、弱酸、弱碱。酯类、酮类、芳香、烃类化合物能使SIS溶解或溶胀。   
  二、增粘树脂暖塑性弹性体SIS本身并没有初粘性,必须加入增粘树脂才具有压敏性能。压敏胶性能优劣的关键是胶粘剂的粘弹性增粘剂的作用主要是赋予压敏胶必要的粘性,由于暖塑性弹性体具有两相聚集态结构,选用增粘树脂时必须考虑它与弹性体两相的相容性。与暖塑性弹性体中橡胶相(PB、PI)相容的增粘树脂有松香和松香脂、萜烯树脂、C5石油树脂等,赋予压敏胶的粘性,与塑料相(PS)相容的增粘树脂有古马隆树脂、芳烃石油树脂、PS树脂等,可改善压敏胶的内聚力。还有一些与两相都相容的增粘树脂,如高软化点的萜烯酚醛树脂、低软化点的芳烃石油树脂。酚醛树脂则与暖塑性弹性体的两相都不相容。加渗透增粘树脂与SBS、SIS混合后,由扭辫分析(TBA)测得两相的玻璃化温度发生了变化从而影响压敏胶粘剂和性能。萜烯树脂使PB相的Tg有较大提高,PS相的Tg略有降低;松香树脂对PB相的Tg影响较大。而对PS相的Tg影响较小;C5石油树脂PB相Tg提高较小,但PS相的Tg变化很大;芳烃石油树脂(C9)与两相相容性不很高, 对Tg影响都不大。萜烯树脂体系性能最佳,具有较好的快粘性和剥离强度,且有较适中的持粘性。C9石油树脂的综合性能最差。暖塑性弹性体为两相不同的结构,除了选用萜烯树脂为主增粘树脂,最好还要加入适当量的其他增粘树脂,以调节压敏胶的综合性能。这种采用混合增粘树脂的方法,则会获得性能更好的压敏胶粘剂。增粘树脂的用量一般与暖塑性弹性体等量或稍多,随着增粘树脂的用量增加,压敏胶的剥离强度提高, 当剥离强度达到峰值之后,增粘树脂再增加反而会场使剥离强度急剧下降。

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