SBS,SIS型热熔压敏胶成分分析,配方研发及制备

SBS/SIS型热熔压敏胶成分分析，配方研发及制备
导读：本文详细介绍热熔压敏胶的研究背景，理论基础，参考配方等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。

进口热熔压敏胶广泛应用于电子元件及日常用品粘接，禾川化学引进国外配方破译技术，专业从事清洗剂成分分析、配方还原、研发外包服务，为胶水相关企业提供一整套配方技术解决方案。

一、背景
热熔压敏胶是继溶剂型和乳液型压敏胶之后的第三代压敏胶产品，较之前两者，热熔型压敏胶无溶剂，更有利于环保和安全生产，生产效率高，生产成本相对低，所以目前世界各国正大力开发热熔型压敏胶。

尤其因为它不需要溶剂，在人们环保意识和保健意识日趋强烈的今天，比溶剂型压敏胶更加有市场和发展潜力，有希望代替溶剂型压敏胶。

美国1965年Shell化学公司将SBS、SIS商业化后，热熔型压敏胶（HMPSA）就有一定程度的发展，到了70年代，此时世界正面临石油危机，能源的缺乏环保的需要使HMPSA得到了年增长率大于10%的快速发展。

据统计，全世界热熔胶的年增长率约为8%，是胶粘剂总增长率的2倍。

我国热熔胶的研制发展很迅速，平均年增长率高达35.9%，其中热熔压敏胶的年增长率为50.96%左右。

热熔压敏胶最大的优点是不含有机溶剂，低公害、涂布速度快、自动化程度高、制品成本低，其价格是溶剂型压敏胶的50%～70% 。

在美国最近设置的压敏胶带生产线均为热熔胶生产线，美国年产60亿平方米的胶带中热熔型占64%，在欧洲50亿平方米的胶带中热熔型占30%，日本年产
l4亿平方米的胶带中热熔型占18%，而亚太其他地区47亿平方米的胶带中热熔型只占7%。

近十年来热熔压敏胶增长最快，水溶型压敏胶略有增长，而溶剂型压敏胶则以每年3%的速率递减。

保护膜胶带在l0年前几乎全部是用溶剂型压敏胶，而今天热熔型保护膜胶带产量已超过了溶剂型压敏胶。

热熔压敏胶在轻工产品的升级换代中发挥了很大作用，与传统的溶剂型或乳液型压敏胶比较有其特点和优势。

它的应用范围很广，可用于汽车工业、电子工业、包装、医疗卫生、木材加工、双面胶带、标签壁纸及军用侦毒制品等方面。

我国的HMPSA占有率较低，约占总压敏胶的5%，仍在逐年增加。

HMPSA 制品市场广泛，潜力很大。

近几年来由于生产设备的发展和原料大量进口的带动，我国热熔压敏胶出现了一个快速发展期，年产近五万吨的热熔压敏胶中，大多数用于一次性卫生材料，其次是制备胶带(称涂布胶)。

因为热熔压敏胶带配方比较简单、成本较低，已出现热熔压敏型的保护膜胶带、双面胶带、皱纹纸胶带、泡棉胶带等产品直逼传统压敏胶的产品。

尤其是浙、广等省热熔压敏胶带发展更快，占全国同类产品的95%以上。

由于热熔压敏胶具有明显优点，正在以较快速度进入市场。

除了热塑性弹性体外，丙烯酸酯、有机硅、无定形聚烯烃以及辐射固化型热熔压敏胶也均已投产，扩大了其应用领域。

在环保要求日益提高的今天，可以预测在未来的几年内，热熔压敏胶制品将继续保持较快速度发展。

随着中国加入世贸组织，越来越多的跨国企业将在中国投资，与中国的生产厂商合作。

由此可见，对环境无污染，对人体无危害，符合“环保、健康、安全”三大要求的面向21世纪的生态环境胶粘剂是发展的必然趋势。

禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业
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二、SBS/SIS型热熔型压敏胶
2.1热熔型压敏胶的配方组成
热熔压敏胶的一般组成为：高分子弹性体、增黏树脂、增塑剂、填充剂、软化剂、抗氧剂等组成。

2.1.1 SBS/SIS热塑性弹性体
高分子弹性体，如SIS、SBS、SEBS、SEPS等。

常见的热熔压敏胶主要是指苯乙烯及其嵌段共聚物(SBS、SIS)类热熔压敏胶。

苯乙烯－丁二烯－苯乙烯(SBS)又称热塑性丁苯橡胶，是一种热塑性弹性体，它既有聚苯乙烯(PS)的溶解性和热塑性，又具有顺丁橡胶(PB)的柔韧性和回弹性。

SBS溶解性好，与很多聚合物都相容，不需高温硫化，加入树脂和增黏剂可以降低其熔融黏度，非常适合制备热熔压敏胶。

如图1.1所示，其中苯乙烯塑料相在整个结构中起物理交联点的作用，因此塑料相在被溶解或是熔融的情况下，会失去交联作用，变成流体；而在熔体冷却或溶剂挥发后，塑料相又可以恢复物理交联作用。

SIS是苯乙烯和异戊二烯的嵌段共聚物，它的模量低，溶液黏度和熔融黏度小，加工性能好，由于SIS中间嵌段聚异戊二烯，结构上具有侧链甲基，使它具
有很好的内聚力和优良的粘附性能以及与其他添加物良好的相容性，因此SIS系热熔压敏胶比SBS系热熔压敏胶初粘性能更优。

2.1.2增粘树脂
增粘树脂是压敏胶粘剂中除主体弹性体外的另一个最重要成分，它的主要作用是赋于压敏胶以必要的粘性。

就是说，正是由于在橡胶弹性体中混入了增粘树脂，才使混合体系对被粘材料表面产生必要的初粘性和粘合力，才使其成为一个真正的压敏胶粘剂。

增粘树脂的加入可以降低热熔胶的熔融粘度，涂胶后使之易于润湿被粘物表面、延长保存期、提高粘接强度和柔韧性，也便于涂胶操作。

增粘树脂是分子量为几百到几千、软化点为60~150℃的一类无定型热塑性聚合物。

增粘树脂的玻璃化温度在室温以上，常温下呈固态，几乎没有力学强度。

此外增粘树脂还可以调整热熔胶的耐热温度及露置时间。

要求增粘树脂与弹性体相容性好(溶解度参数接近)，粘接力强，热稳定性好，增粘剂的添加量为50~150份(以100质量份弹性体计)。

常用的增粘剂可分为两大类：
常用的增粘剂可分为两大类：
增粘树脂应具备以下几个条件：
与胶粘剂主体树胎的相容性要好，即它们的溶解度参数(SP，与solubility parameter)应相近。

增粘效果持久且随时间的变化小不影响橡胶的硫化
2.1.3软化油
在胶粘剂中加入软化剂的目的是①降低熔融粘度，以利于涂布工艺；②增加热熔压敏胶的初粘力，降低和调节热熔胶的熔融粘度，并改善它的粘接性能；③降低胶粘剂成本。

“一定量的软化剂可以提高胶粘剂的初粘性,”但会使剥离强度迅速下降。

因此，软化剂不易大量的使用。

常用的软化剂有环烷油、白矿油等物质。

制胶的过程是先把软化剂（如环烷油）和热塑弹性体混合以降低其内聚能，然后加入增粘树脂溶胶。

实践证明，第一步环烷油与热塑弹性体混合溶胶的过程十分重要，若此步中油和弹性体混合均匀，则下一步与增粘树脂混合时就能混合
均匀，粘性达到最佳值。

若热塑弹性提没有与软化剂相容，则在与增粘树脂混合时不仅会有块状树脂无法完全溶解，而且会使制得的胶有油腻感，无粘性。

2.1.4 抗氧化剂
热熔压敏原料SBS、SIS、改性松香等都含有不饱和双健，高温下易被氧化，制好之后也会随着存放时间的增长被空气中的氧氧化，导致链段变短胶失去粘性，因此需要考虑防老化的改性。

常用的防老化方法是在加工时加入防老剂和抗氧剂，以防止高温下原料变质。

三、SBS/SIS型热熔压敏胶实用配方参考
SBS与SIS热熔型压敏胶体系中最佳配方为：
成分质量百分比成分说明
SIS 10-15% 主体树脂
SBS 10-15% 附加主体树脂
软化剂10-15%
增粘剂50-60%
防老剂1%
其中不同牌号的基体对体系力学性能影响明显，SIS为基体热熔型压敏胶性能优于SBS热熔型压敏胶，但是为降低成本，可两者混合作为基体。

对于不同SIS基体的热熔型压敏胶体系，需要通过不同的方法进行接枝丙烯酸丁酯基团改性。

SIS基体通过熔融接枝丙烯酸丁酯等极性基团，可以明显提高SIS的极性，制得的热熔型压敏胶持粘性能和剥离性能有明显提高；
配方1：SBS性热熔胶
成分质量百分比成分说明
SBS 28-35% 主体树脂
C9石油树脂15-20% 增粘树脂
萜烯树脂25-30% 增粘树脂
环烷油15-18% 软化剂
抗氧剂1010 0-2% 抗氧剂
配方2：SIS性热熔胶
成分质量百分比成分说明
SIS 55-65% 主体树脂
聚异丁烯5-15% 增粘树脂
萜烯树脂15-20% 增粘树脂
环烷油15-20% 软化剂
抗氧剂1010 0-2% 抗氧剂
配方3：SEBS型热熔胶
SBS、SIS的氢化改性：由于在SBS、SIS分子中存在不饱和双键，因此易受热氧化，影响了热熔压敏胶的粘接性能和使用寿命。

通过对SBS、SIS氢化制得饱和的热塑性弹性体SEBS、SEPS，用于制备压敏胶，可以提高其耐氧化，耐紫外线和耐热性能。

成分质量百分比成分说明
氢化改性的SBS 10-20% 主体树脂
SIS 15-25% 增粘树脂
C5石油树脂15-25% 增粘树脂
松香树脂15-25% 软化剂
环烷油25-35%
抗氧剂1010 0-2% 抗氧剂
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