双面胶基础

2. 粘接的基本原理
2.2.1 粘接力原理 – 表面张力
浸润程度
差
被粘物 好
被粘物
表面张力
胶粘剂 > 被粘物 胶粘剂 = 被粘物
非常好 被粘物
胶粘剂 < 被粘物
2. 粘接的基本原理
2.2.1粘接力原理 – 表面张力
极性
简称
Polypropylene聚丙烯 Polyethylene聚乙烯 Aluminium铝 Polystyrene聚苯乙烯 Polyvinylchloride聚氯乙烯 ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 Polyethylenterephthalate聚脂 Steel钢铁 Polycarbonate聚碳酸酯
3.1 胶带应用的相关条件
外力作用
• 剥离强度(对极性表面) • 剥离强度(对非极性表面) • 剥离强度(对粗糙表面) • 初粘力 • 起始与最终剥离强度 • 抗杠杆作用力 • 抗剪切力(静态/动态) • 抗张强度 • 抗震
外界环境（户外）影响
• 溶剂 • 湿度 •水 • 增塑剂 • 紫外线/阳光 • 老化
加工处理
• 模切性能 • 溢胶 • 手撕 • 抗张强度/延展性 • 弹性和硬度 • 重新定位/可逆性 • 无残胶遗留
温度影响
• 耐高温(短期,长期) • 耐低温 • 高温抗剪切力
其他
• 颜色 • 透明度 • 发雾性 • 气味 • 厚度及容差 • 厚度补偿 • 电绝缘性
3. 胶带应用的相关条件
3.2 万能胶带 – mission impossible…
简称
SR Ac modif. Ac pure
表面张力
[dyne or Nm/m]
28 - 39 34 - 49 45 - 56
极性
2. 粘接的基本原理
2.2.2 外力作用 – 粘接力测试
剥离强度 (180°) 在标准测试表面上使用特定速度剥离标准尺寸的胶带所 需要使用的力。
加强膜 F
双面胶带 被粘物表面
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1.3.1 标准胶粘剂
纯丙烯酸胶 改性丙烯酸胶 水基丙烯酸胶 天然橡胶 合成橡胶
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1.3.2 压敏胶粘剂及其特性
粘接力 • 极性表面 • 非极性表面
初始粘接力
高温抗剪切力
耐温性
丙烯酸 天然橡胶 合成橡胶
耐溶剂
耐老化/ 耐侯性 成本
差
中等
tesa 4965 and 4974 的粘接力失效(下) 和内聚力失效(上)
在粘接力失效中，钢板一侧并无残胶遗留，整块胶带粘 于铝条之上。 在内聚力失效中，钢板和铝条上均有残胶遗留，表示出 胶层从中间被破坏。
内聚力失效
粘接力失效
2. 粘接的基本原理
2.2.5 应用中粘接力和内聚力
被粘物
Substrate 被粘物 被粘物
4
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1.1 双面胶带结构
离解涂层 (硅)
预处理涂层 • 化学处理 (底涂剂) • 物理处理 (电晕)
胶粘剂
• 纯丙烯酸胶 • 改性丙烯酸胶 • 天然橡胶 • 合成橡胶 • 硅胶
离型纸
胶粘剂(闭面，离型纸面)
基材 胶粘剂(开面)
基材
• 聚合物薄膜 • 无纺布 • 泡棉 • 织物
2. 粘接的基本原理
2.2.3 初粘力原理 - 滚球实验
高初粘力 = 对表面抓合力强 = 滚动距离短 低初粘力 = 对表面抓合力弱 = 滚动距离长
初粘力
接触“粘性”
2. 粘接的基本原理
2.2.4 内聚力原理
内聚力 ...
内聚力
“保持力”
• 描述胶粘剂的内部强度
• 主要决定了应用中的保持力(抗剪切力) • 如果外力平行作用在粘接面方向，此应用就与内聚力相关 • 内聚力强的胶带普遍具有
有助于确保粘接效果
2. 粘接的基本原理
2.2.2 外力作用 - 剥离强度(对极性表面)
背景: • 极性表面(活跃金属, PC, PET, PMMA，ABS, PU, PVC)容易被粘贴 • 表面张力越大，则胶粘剂对表面的吸引力就越大 • 两个极性表面间的粘接力在没有苛刻的外界条件的影响下(如升温)
试验条件
- 测试： - 测试条件：
- 滚压： - 加强： - 剥离速度：
立即或14天后 23 ± 1°C 50 ± 5 % 相对湿度 4 kg, 5 次, 10 m/min，2cm宽
聚合物薄膜 40 µm 300 mm/min
数值单位: N/cm
每个试验参数都会对剥离力数值带来影响！
2. 粘接的基本原理
• 半透明 • 耐温性好
• 服帖性好
• 不易撕裂
• 增加胶带厚度 • 具有缓冲作用
• 可以平衡应力 • 填充不平表面
• 服帖性极好 • 成本低
• 不易翘边(没有基材的硬度) • 透明性好
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1.4.1 基材及其特性
无基材胶带因为胶软而 无支撑，在解卷的过程 中会产生粘连，到目前 为止，所有的此类产品 都有这样的问题
产品: 表现良好的产品: 橡胶胶粘剂；涂布量大的丙烯酸胶带
表现较差的产品: 涂布量少的丙烯酸胶带
2. 粘接的基本原理
2.2.2 外力作用 - 剥离强度
EPDM橡胶块；经喷涂处理过 的手机外壳
(非极性)
用于门板保护的ABS板 (极性)
2. 粘接的基本原理
2.2.2 外力作用 - 剥离强度(对粗糙表面)
• 高耐温性 • 低初粘力，不易溢胶 • 保持力强
2. 粘接的基本原理
2.2.4 内聚力原理
被粘物 胶粘剂
被粘物
被粘物
被粘物
强内聚力
被粘物
被粘物
弱内聚力
2. 粘接的基本原理
2.2.5 应用中粘接力和内聚力
抗剪切力测试：
tesa 4965 和tesa 4974 5N = 0.5 kg
胶带粘于铝条和钢板之间，砝码的重力平行作用在粘 接区域上。在砝码脱落之后可以观察到粘接力失效或 者内聚力失效。
背景: • 通常来说，被粘物的表面结构将影响粘接效果 • 粗糙表面(开空泡棉, 砂纸)难以被粘贴 • 对泡棉的粘接力取决于泡棉的孔型(开孔泡棉较难粘贴) • 粘贴时加压或升温将改善粘接效果 • 柔软基材的胶带可以因为增大了粘贴面积而取得较好的粘接效果 应用: • 贴合绝缘泡棉,网纱
产品:
“硬”胶
“软”胶
2.2.2 外力作用 - 起始与最终剥离强度
Peel adhesion /in (%)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0
20
40
60
80
tim e/ (h)
粘贴后的72小时内，剥离强度往往会显著增加。如果客户在粘贴后立即进
行测试，往往得不到合理的测试结果
对于不同的胶带与被粘物，剥离强度的增加会有所不同，常常在15%与 150%之间 特别是对于较难粘贴的表面，胶带粘贴后放置48小时再进行后面的工序会
差
中等
好
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1.2.1 加工处理 -- 抗张强度/延展性
force
聚合物薄膜(MOPP) 比玻纤纸抗张强度 更好
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1.2.2 耐湿性 - 玻纤纸与涂布纸
用湿度测试仪测试离型纸的含湿量
增加湿度 – PE涂布纸的湿量基本保持不变
增加湿度 – 玻纤纸的含湿量显著增加，样品变 形
• 穿透型(无基材)
离型纸
• 玻纤纸(格拉辛纸) • 聚合物涂层纸 • 聚合物薄膜
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1.2 离型纸
玻纤纸
PET
MOPP PE涂层纸
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1.2 离型纸
玻纤纸 PE涂层纸
塑料薄膜 塑料薄膜
(PP)
(PET)
成本 耐湿性 模切表现 抗张强度 延展性 手撕性 透明度
2. 粘接的基本原理
2.1 不同类型的粘接方式
不同类型的粘接作用方式
“PSA”
“粗糙表面”
胶粘剂
接触表面
被粘物
物理粘接过程
化学粘接过程
机械粘接过程
2. 粘接的基本原理
2.2 压敏胶 (PSA) 的”三角参数”
PSA = Pressure Sensitive Adhesive
粘接力பைடு நூலகம்
内聚力
初粘力
2. 粘接的基本原理
2.2 压敏胶 (PSA) 的”三角参数”
粘接力
被粘物表面 胶粘剂在被粘物表面的
贴合力
内聚力
被粘物表面 胶粘剂的内部强度
“内聚力”
初粘力
胶粘剂和被粘物表面的接触“粘性”
2. 粘接的基本原理
2.2 压敏胶 (PSA) 的”三角参数”
“蜂蜜演示实验” 蜂蜜在两块PC板间的表现可以清晰地演示粘接力、内聚力和初粘力
2. 粘接的基本原理
2. 粘接的基本原理
内容
2.1 不同类型的粘接方式 2.2 压敏胶 (PSA) 的“三角参数”
43 2.2.1 粘接力原理 2.2.2 外力作用 2.2.3 初粘力原理 2.2.4 内聚力原理 2.2.5 应用中粘接力和内聚力
17 18-
18-23 24-32 33-34 35-36 37
是容易保证的
应用: • 基本上所有的胶带应用都会涉及
产品： 表现良好的产品: 通常在5-9 N/cm即可满足要求, 若达到 > 9N/cm则表现出色 表现较差的产品: 纯丙烯酸胶粘剂; 胶粘剂涂布越薄则粘性越差
2. 粘接的基本原理
2.2.2 外力作用 - 剥离强度(对非极性表面)
背景: • 非极性表面(喷涂过或油漆过的表面, 硅橡胶，PA)不容易被粘贴 • 非极性表面较难与胶粘剂相互吸引，对其进行粘贴往往较难 • 通过预处理（如电晕，电离，涂表面处理剂）会明显提高粘贴效果 应用: • 喷涂过的塑壳表面，防水网纱，非极性的聚合物材料等
2. 粘接的基本原理
2.2.2 外力作用 - 不同压力下的剥离强度
0.1 kg
胶水
10 kg
胶水
被粘物
被粘物
在被粘物表面的浸润比较差 低初始剥离强度
很好的表面浸润 高初始剥离强度
2. 粘接的基本原理
2.2.3 初粘力原理
0,0 千克 胶粘剂
被粘物
初粘力
接触“粘性”
初粘力 ...
• 描述胶粘剂在第一次接触被粘物表面时的表现 • 在最小的压力和最短的接触时间下即可生效 • 胶粘剂的类型决定了初粘力的大小 • 与压力作用之后产生的粘接力(初始粘接力)无关 • 强初粘力可以支持对粗糙表面的粘接力 •“手指测试”并非正确的初粘力测试实验
好
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1.4 基材
PU泡棉 PET薄膜 织物 无纺布
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1.4.1 基材及其特性
塑料薄膜 (PET, PP,PVC)
无纺布
织物 泡棉Foam (PUR, PE)
无基材
• 尺寸稳定 • 抗撕裂 • 适合模切及自动加工
• 服帖性好 • 可手撕
• 抗张强度高 • 抗增塑剂 • 耐温性好 电绝缘性
良好: 涂胶量大的产品；“软”的胶粘剂；较柔软的基材(无基材、无纺布基材)
较差: 涂胶量少以及选用厚的薄膜类基材的产品
2. 粘接的基本原理
2.2.2 外力作用 –不同压力下的剥离强度（粗糙表面）
2. 粘接的基本原理
2.2.2 外力作用 –不同压力下的剥离强度（粗糙表面）
tesa 4972 贴在泡棉上， 不施加压力，施加0.5 kg 和2 kg 压力 施加高的压力，剥离强度越强．
PP PE Alu PS PVC ABS PET steel PC
表面张力
[dyne or Nm/m] 29 - 31
29 - 31 非极性表面
32 - 36
36 - 40 中等极性表面
37 - 41 40 - 44 42 - 46
极性表面
42 - 46 44 - 48
Synthetic rubber 合成橡胶 Modified Acrylic 改性丙烯酸 Pure Acrylic 纯丙烯酸
粘接力
(上下搬动PC板)
内聚力
(将PC板左右拉开)
初粘力
(用手指接触蜂蜜)
强
弱
非常强
2. 粘接的基本原理
2.2.1 粘接力原理
1千克
胶粘剂
被粘物
粘接力
粘接力 ...
• 描述胶粘剂和被粘物表面的吸引力 • 是非常重要的胶带性能指标(往往是最重要的) • 对粘接表面施加压力产生了粘接力 • 在完成粘贴的第一天之内通常常会增加15%至150% • 由胶粘剂、被粘物、压力、时间和环境条件所决定 • 不可以和初粘力相混淆
高抗剪切力(内聚力)和高剥离力(粘接 力)体现在不同的方向上
在每一个具体应用中两个参数需要均 衡以保证良好的粘贴效果
内聚力失效
粘接力失效
3. 胶带应用的相关条件
3. 胶带应用的相关条件
内容
3.1 胶带应用的相关条件
41
3.2 万能胶带 mission impossible 42
40
3. 胶带应用的相关条件
tesa 胶带基础知识
目录
1. 双面胶带结构及常用组成材料 2. 粘接的基本原理 3. 胶带应用的相关条件
4 – 14 15 – 38 39 – 42
1. 双面胶带结构及常用组成材料
1. 双面胶带结构及常用组成材料
内容
1.1 双面胶带结构 1.2 离型纸 1.3 标准胶粘剂 1.4 基材
5 6-9 10-11 12-14