SBS和SIS在热熔胶中的应用

SBS、SIS在热熔胶中的应用

1 前言

据报道，今后数年，我国务类胶粘剂及密封剂的需求量预测每年将以高于10%的速度增长，到2010年总产量将达到730万吨，平均年增长率为11.5%，总价值达570亿元。热熔胶粘剂以其粘合速度快，便于连续化自动化高速作业，无溶剂公害，不燃烧，有较好的粘合强度与柔韧性，即粘接义密封，经济实惠，用途广泛等优点，以每年约2 5%的速度高速发展。

早期热熔胶主要采用乙基纤维素和动物胶或皮胶，后来很快被合成树脂如聚酰胺和EVA共聚物所取代。热塑性橡胶SBS、SIS因其特殊的分子结构和性能，是当前热熔胶市场发展最快的一部分。

2 SBS、SIS热熔胶组成

SBS、SIS热熔胶主要包括SBS、SIS热塑性橡胶、增粘树脂、增塑剂、稳定剂等成分。面分别加以分析和讨论。

2.1 SBS、SIS的结构及性能

SBS、SIS是嵌段共聚物中的一类。其橡胶状中间嵌段分子是不饱和的橡胶。其具有聚苯乙烯的可溶性和热可塑性，而在室温它义具有硫化天然橡胶或硫化取：二烯的韧性利弹性。其特性来源了其独特的分子结构。其简单的结构设想如图一所示。

图中，菱形代表塑料末端嵌段的单体苯乙烯，圆点代表橡胶中间嵌段的单体二烯或异戊二烯。图1表示热塑性橡胶分子包括一个橡胶状的中间嵌段带两个塑料的末端嵌段。

SBS、SIS嵌段共聚物除具有图1所示的线型结构外，还有昂型结构等。所有这些嵌段共聚物均具有两相组成。SBS、SIS嵌段共聚物的动态力学试验发现，SBS、SIS嵌段共聚物有2个Tg峰值，这表明，这些叹段共聚物中存

在着分离的聚苯乙烯相和聚二烯(聚异戊二烯)相。根据制备工艺的不同，两个分散相的形态或儿何形状可以是球形的、圆柱状的、片状的，如图2所示。

图2中，圆球、圆柱、薄片代表聚苯乙烯末端嵌段形成的相区，线条代表橡胶中间嵌段形成的相区。当末端嵌段相相浓度在20%以上时，B、C两种情况才会有山现的趋向。冈相态的不同，使产品的应力应变性能受到很大影响。随着末端嵌段相浓度的提高，共聚物的粘度变小、粘接强度提高，但弹性和耐寒性下降。中间橡胶段相浓度提高，胶液粘度韧性提高，但强度和耐热性变差。通过控制嵌段头聚物中塑料相和橡胶相的比例、以及产品的加工工艺、添加不同的助剂均可制得不同结构和相态的产品，获得所需的产品性能，从而制得各种要求的热熔胶产品。

2.2增粘树脂

增粘树脂对胶粘剂性能的影响，取决于其在嵌段共聚物二相间的分布趋向。软化点高于85℃的聚芳烃、萜烯树脂、古马隆-茚或石油树脂与聚苯乙烯塑料末端嵌段有较好的相容性，主要用于调节胶粘剂的熔融粘度、控制胶粘剂的模量，使胶粘剂在高温，仍具有较高的内聚强度。低软化点树脂粘度与上述相反，使胶粘剂在低温产生粘性，降低热熔胶的操作温度。脂肪族烯烃类树脂、松香酯树脂、聚萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、C3石油树脂等与中间橡胶嵌段有较好的相容性，主要刚于赋予胶粘剂的初粘力利剥离力，提高胶粘剂对极性基材的粘接强度，控制胶粘剂的模量，使胶粘剂软化。此类树脂使胶粘剂的低温柔软性降低，可加入相应的增塑剂进行改进。根据胶粘剂的性能要求，可选择一种或多种增粘树脂配合使用，以获得满意的结果。

2.3增塑剂

增塑剂用于改进胶粘剂的粘接力、耐寒性、耐冲击性和柔性，降低胶粘剂的熔融粘度，提高胶粘剂的可操作性等。SBS、SIS类热熔胶一般应选择与嵌段共聚物中间橡胶嵌段相相容性奸、与端聚苯乙烯塑料相相容性差的焊类油，如环烷油、液压油、40#机油等。若采用与端聚苯乙烯塑料相相容性好的

增塑剂如DOP等，将使端塑料相区软化，从而使胶粘剂的粘接强度迅速下降。在实际使用中，根据每一种增塑剂的特性，选择一种或多种增塑剂配合使用，以满足各种性能要求。

2.4稳定剂

如前所述，SBS、SIS嵌段共聚物橡胶状中间嵌段分子是不饱和的橡胶，在碳-碳双键处易受化学攻市，发生氧化降解或分子交联生成难熔的网状结构物，导致胶粘剂的性能卜降。因此需加入抗氧剂、抗臭氧刑、紫外线稳定剂等稳定剂进行保护。稳定剂的选择，取决于不同配方成分的选扦、产品稳定性指数等性能的选择。常用稳定剂有1010、168、264、Butyl Zimate等。研究表明，多种稳定剂混合使川时，可获得很好的防护效果。

3应用实例

3.1鞋跟用热熔胶

表1 鞋跟用热熔胶基本配方

SBS可采刚YH792、Krston1102等，SIS可采川岳化1105，环烷油采刚克炼4010，防老剂可采用防老剂1010或使用主抗氧剂1010与168等辅助抗氧剂的混合抗氧剂。

加热油至160℃加入SIS和S路，继续加热搅拌至160℃，保温2小时左右至全部溶解，加入树脂，继续搅拌至全部溶解，加入抗氧剂，继续搅拌至混合，出料，冷却既可。为防止不饱和的中间橡胶段发生裂解，加工过程中通过充氮气进行保护。

3.2鞋帮用热熔胶

表2 鞋帮用热熔胶基本配方

SBS可采用YH792、Krston1102等，环烷油采刚4010环烷油，防老剂可采川防老剂1010或使用土抗氧剂1010与168等辅助抗氧剂的混合抗氧剂。

加热油至160℃加入SBS，继续加热搅拌至160℃，保温2小时左右至全部溶解，加入树脂，继续搅拌至全部溶解，加入抗氧剂，继续搅拌至混合均匀，出料，冷却。为防止不饱和的中间橡胶段发生裂解，加工过程中通过充氮气进行保护。

3.3 SIS热熔压敏胶

表3 SIS热熔压敏胶基本配方

SIS可采用Kraton1107或国产SIS1105，C5树脂可选择PRS--A1095等软化点为95℃的树脂，古马隆-茚树脂的软化点最好为155℃，抗氧剂可采川防老剂264、防老剂SP、OctopoIMB以及复合型抗氧剂。

按比例加入SIS、古马隆-茚树脂、环烷油及抗氧剂，加热至165℃，保温、搅拌直至成均匀粘稠液体。山料、冷却。为防止不饱和的中间橡胶段发

生裂解，加工过程中通过充氮气进行保护。

3.4装配用热熔胶

表4装配用热熔胶基本配方

SBS可采刚Kraton1102，C5树脂可选择软化点为100℃的树脂，抗氧剂采用非污染型防老剂如1010、264等。

按比例加入SBS、C5树脂、石蜡及抗氧剂，加热至160℃，保温、搅拌直至成均匀粘稠液体。原料、冷却。为防止不饱和的中间橡胶段发生裂解，加工过程中通过充氮气进行保护。

4结束语

以SBS、SIS为主成分的热熔胶，不需要硫化，耐蠕变性较好，与各种添加剂相容性好，能对各种材料进行粘接。近年来，这类热熔胶应用范围不断扩大。但也存在耐热性差、不耐紫外线照射、不耐烃类溶剂等缺点。今后这类热熔胶的重要课题足对SBS、SIS嵌段共聚物进行化学改性，开发出新型的增粘树脂等，以扩大其应用领域。