压敏胶作用原理与技术介绍

粗糙的表面
化学溶剂的影响
胶的溶胀 胶的软化 胶的溶解
增塑剂的影响
增塑剂使胶
– 软化 – 纤化 – 变色
紫外光的影响
紫外光对于胶会产生很大的负面影响
– 变色 – 变脆 – 化学降解
温度的影响
低温的影响
– 使胶变脆、变硬 – 降低胶的初粘性
高温的影响
– 使胶变软 – 降低剪切强度
如何取得最大的接触面积
压压敏敏胶胶的的作作用用原原理理与与技技术术
PPrreessssuurreeSSeennssititiviveeAAddhheessiviveeTTeecchhnnoolologgyy
压敏胶的定义
拥有持久的高粘度 应用时只需用手或手指施压 不需水, 溶剂或加热过程 有牢靠的粘接力 有足够的内聚力和弹性
表面能
高高表表面面能能 HHiigghhSSuurrffaacceeEEnneerrggyy
容易粘接
低低表表面面能能 LLoowwSSuurrffaacceeEEnneerrggyy
难以粘接
金属Metals 聚碳Polycarbonate 聚酯Polyester 聚氯乙烯PVC 聚氨Polyurethane 丙烯酸Acrylic
粘接失败的原因?
压敏胶与底材不匹配
表面平整度
表面污染
– 脱模剂 – 尘埃
增塑剂迁移
– 软质聚氯乙烯 – 橡胶
挥发出的潮气
聚碳酸酯
粘接失败的原因?(其它原因)
养护时间 施工压力 施工环境 温度
表面污染
油脂, 指纹, 水, 油 和 注塑用的离型剂
– 阻碍胶与背材接合
尘埃, 石粉, 纤维持等
– 影响胶的粘性 – 减少有效的接触面积
Optional second coating (ie polyethylene)
Silicone Coating 硅 油 层
影响粘接性能和效果的 12个因素
基材
表面粗糙度 表面轮廓
表面能 TC BATH 010.01 (03.96)
使用环境
化学溶剂 潮气
紫外线辐射 增塑剂 老化
贴覆期间
时间 温度 压力 表面污染状况
TTeesst t PPaanneell
TTaappee LLooaadd
标准面积的胶带在恒定的 负重（剪切力）作用下从 试验板材上下来所需要的 时间
变量
– 基材的材质和表面情况 – 温度
动态剪切强度
标准面积的胶带以恒定的 速度从试验板材上剪切下 来时所需要的力
变量
– 速度 – 基材的材质和表面情况 – 温度
Maximum
Maximum
粘性与剪切力
低粘性材料
(例如： 水)
– 高流动性 – 不须施加压力 – 无剪力
高粘性材料
(例如： 油, 蜂蜜)
– 只需少许压力便可以 流动
– 低剪力
– 无法持久承受荷重
硬性与软性压敏胶的比较
硬性压敏胶
– 较小的初期接触面积 – 较低的初期粘接力 – 须较长的驻留时间
软性压敏胶
耐化学品差 耐紫外差 耐老化性能差 适用于室内
丙丙烯烯酸酸型型 AAccrryylliicc
耐久性能优异 粘接多种材质 耐高温, 可达 230C
优异的耐紫外 和化学品 初粘性略低 成本适中 可用于户外
有有机机硅硅型型 SSiilliiccoonnee
耐高温, 260 C 耐低温 耐老化 优异的耐紫外 和耐溶剂性能 初粘性一般 成本高
3M 纯胶膜产品
卷卷状状单单层层隔隔离离纸纸胶胶膜膜
双双层层隔隔离离纸纸胶胶膜膜
基材的作用及其种类
基材的功用
– 确保尺寸的稳定性 – 可模切 – 易操作
• 纸巾基材可撕断 • 薄膜类抗撕, 强度高 • 有贴附性(PVC,PE)
– 可使胶带较容易地移去 – 调节厚度 – 功能性（导电，屏蔽）
基材的种类
表 面 结 构与压敏胶的厚薄度
薄薄
TThhininAAddhheessivivee
有有限限度度的的接接触触 LLimimitieteddCCoonntatacct t
厚厚
TThhicickkAAddhheessivivee
最最大大接接触触面面积积 MMaaxximimuummCCoonntatacct t
– 良好的初期接触面积 – 较高的初期粘接力 – 较短或不须驻留时间
硬性与韧性的压敏胶
粘接力
硬性胶 Firm
软性胶 Soft
驻留时间
初粘力与终粘力
初初粘粘力力 无无驻驻留留时时间间
IInnititiaiallAAddhheessioionn NNooDDwweellllTTimimee
终终接接力力 驻驻留留时时间间::
– 纸基 – 棉纸类 – 塑料薄膜类
• PET 膜 • UPVC 膜 • PE膜 • HDPE 膜 • PP膜
隔 离 纸 的 结构
Silicone Coating 硅 油 层
Optional second coating (ie polyethylene)
Base material (paper, film…) 材料如纸，薄膜
耐温性
温度
有机硅胶
丙烯酸型
橡胶型
胶粘剂类型
橡胶与丙烯酸类胶粘剂的比较
粘接力
丙烯酸类 Acrylic
橡胶类 Rubber
驻留时间
单面胶带的结构
解卷涂层 背材
压敏胶
带隔离纸的单面胶带
背材 压敏胶 隔离纸
有基材的双面胶带
两两面面涂涂有有有有机机 硅硅的的隔隔离离纸纸
压压敏敏胶胶 基基材材:: 棉棉纸纸或或聚聚酯酯 等等塑塑料料 压压敏敏胶胶
表面清洁
针对不同的表面污染采用不同的清洁剂：
污染类型 指纹 水汽 油、脂 重度油污 脱模剂
清洁剂 异丙醇（IPA） 异丙醇（IPA） 庚烷（Heptane） 丁酮（MEK） 向制造商咨询
注意：对于塑料基材，进行合适的清洁非常重要！
表面打磨
对表面进行打磨可以增加接触面积并锐化表面沟纹，提高胶接强度
剥离力与剪切力的测试
剥剥离离力力 PPeeeell 衡衡量量 粘粘接接力力
剪剪切切力力 SShheeaarr 衡衡量量 内内聚聚力力
剪切强度测试
剪切强度: 胶粘剂抗滑移的能力 用于表征胶粘剂自身的内聚强度及胶接建立后的稳定程度
Dynamic Shear
Static Shear
静态剪切强度 ----- 反映内聚强度, 持粘性
Substrate Adhesive Substrate
粘性、弹性和粘弹性
粘性
Viscous
粘弹性
Visco-elastic
弹性
Elastic
固体
Solid
软
压敏胶
Pressure Sensitive
硬
Soft
Adhesives
Firm
粘接性
Adhesion Properties
内聚力特性
Cohesion Properties
压力
粘接时施加足够的压力会使得胶的 流动更为充分，提高粘接强度。
压敏胶带类型的选择小结
底材 耐温性 使用条件 终粘性 初粘性 耐久性 成本
粘接力和内聚力
粘接力Adhesion
存在两种表面之间的力量
内聚力Cohesion
材料自身的力量
Substrate Adhesive Substrate
Substrate Adhesive Substrate
Rolldown Machine
拉力测试仪（剥离力，动态剪切）
剥离力测试条件
环境条件：温度：23c 湿度：55％ 辊压条件：辊重：4.5磅
辊速：304.8mm/min (1个来回)
背材：PET膜或铝箔 板材：ASTM标准钢板 测试条件：拉伸速度：304.8mm/min
动态剪切测试条件
环境条件：温度：23c 湿度：55％ 板材：标准钢板或由客户提供 测试条件：搭接面积：0.5*1或 1*1平方英寸
UUltltimimaatteeAAddhheessioionn 7722 小小时时//2255ººCC
压敏胶的化学构成
橡胶类
– 天然胶 – 人造胶
丙烯酸类
– 纯丙烯酸类 – 改良丙烯酸类
有机硅类
压敏胶的化学构成
橡橡胶胶型型 RRuubbbbeerr
初粘性好 适合多种材质 成本低 耐温< 90 C
时间
– 胶需要时间流动
温度
– 高温可以减低胶的粘性 – 促进胶的流动性 – 促进胶的润湿能力
压力
压力
– 促进胶的流动性 – 避免汽泡的产生
成功粘接的要素
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时间
粘接72小时后再进行强度测试，这 样会使胶有充分的时间来润湿粘接 表面
温度
室温下粘接使最好的。适当提高温 度会使得胶的流动更为充分。
压敏胶的工作原理
胶必须通过流动与基材 充分接触
胶与基材相互作用
压敏胶带的好处
不须涂布，混合等预处理步骤 胶量均匀 使用方便，快捷 可以模切成各种形状 持久的粘弹性可以避免脆化，断裂等现 象
表面能
粘接力是不同材料分子间的相互吸引作
用，材料的表面能决定了这种吸引力的 大小。表面能越高，吸引力越大，表面 能越低，吸引力越小。
PVA Polyvinyl Acetate 聚乙烯 Polyethylene 聚苯 Polystyrene 聚丙烯 Polypropylene 聚氟Teflon
粘接力和内聚力
粘接力Adhesion
存在两种表面之间的力量
内聚力Cohesion
材料自身的力量
Substrate Adhesive Substrate
静态剪切测试仪
静态剪切测试条件
环境条件：温度：23c 湿度：55％ 辊压条件：辊重：4.5磅
辊速：304.8mm/min (1个来回)
背材：PET膜 板材：标准钢板 测试条件：负重：250、500、1000克
搭接面积：0.5*1或 1*1平方英寸
Q&A
剥离力测试
剥离强度 = 粘附力的测量标准
用于表征胶粘剂对材料的亲和能力
180 deg
90 deg
动态剥离强度---- 反映粘性, 操作方便
标准面积的胶带以恒定 的速度和一定的角度从 试验板材上剥离下来时 所需要的力
118800PPeeeell
变量
– 速度 – 基材的材质和表面情况 – 温度
9900ººPPeeeell