压敏胶黏剂的研究进展与运用

压敏胶黏剂的研究进展

与运用

Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

《胶黏剂与涂料》

课程论文

（二零一五至二零一六学年度第一学期）论文题目：压敏胶黏剂的研究进展与应用

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完成日期：2015年11月9日

制

压敏胶黏剂的研究进展与运用

摘要叙述了压敏胶粘剂在国内外的应用情况。着重介绍了橡胶型、聚丙烯酸酯型压敏胶黏剂和有机硅型压敏胶的研究现状。介绍了国内压敏胶的生产设备技术，指出了国内外的差距并阐述了其发展趋势。

关键词压敏胶，橡胶型压敏胶，丙烯酸酯压敏胶，热塑性弹性体型压敏胶，应用

1.前言

压敏胶粘剂是一类无需借助于溶剂或热，只需施加轻度压力，即可与被粘物粘合牢固的胶粘剂。主要用于制造压敏胶带、胶粘片和压敏标签等。由于使用方便，揭开后一般又不影响被粘物表面，因此用途非常广泛。它是以长链聚合物为基料，加入增粘树脂和软化剂制得。为了改善流动性能、提高内聚力、稳定性和抗氧化性，常需加入各种填充剂和防老化剂等

压敏胶粘剂按原料可分为聚丙烯酸酯压敏胶粘剂、有机硅压敏胶粘剂和橡胶型压敏胶黏剂。聚丙烯酸酯压敏胶粘剂应用最为广泛。而聚丙烯酸酯压敏剂又可分为乳液型、溶剂型和热熔型等六种。随着人们对环保的日益重视,环保型热熔压敏胶逐渐成为市场上最重要的压敏胶品种。压敏胶粘剂与制品由于使用简便,功能提高,得到越来越广泛的应用。1998年,美国、西欧、日本、中国及台湾地区等国家或地区的压敏胶粘剂的销售量估计1000千吨,大约占胶粘剂销售总量的14%,并以每年3%左右的速率持续增长。

2.聚丙烯酸酯压敏胶粘剂

聚丙烯酸酯聚合物优点是耐候性、耐光性、耐油性和耐水性好,不存在相分离和迁移现象,涂膜无色透明;在医用领域也有广泛地应用。按照不同类型分为乳液型、辐射固化型、热熔型、水溶胶型、溶剂型和再剥离型等6种。

乳液型

乳液型压敏胶是压敏胶中产量最大、应用最广的品种,80%以上的相关文献中都涉及丙烯酸酯单体。乳液型聚丙烯酸酯压敏胶具有污染小、性能稳定、合成条件容易控制等优点,缺点是粘接性能不够、无法达到内聚强度、剥离强度及初粘力三者之间的平衡。原位乳液聚合法成为提高乳液型聚丙烯酸酯压敏胶内聚强度、剥离强度的重点研究方向,其基本思路是直接将无机纳米粒子引入到聚合物乳液,制备出具有核-壳结构的有机-无机纳米复合压敏胶乳液。有文献报道了在聚丙烯乳液中分别添加粒径约15μm的石墨和粒径约30nm 的炭黑,制备了电气用聚丙烯酸压敏胶。该两种型号的压敏胶具有防湿、耐电应力等优点,在电气连接器中有广泛地应用。值得一提的是,刘国军等[8]采用原位乳液聚合法成功制备了高性能的聚丙烯酸酯/纳米SiO2有机-无机复合压敏胶乳液,该压敏胶的初粘力>20﹟球、持粘力>100h、180°剥离强度达到11N/25mm以上。700L釜进行的放大性实验无残渣或凝胶生成,性能也与小试结果一致。

聚丙烯酸酯乳液型压敏胶在医用绷带中也有广泛地应用。

辐射固化型

UV交联压敏胶也是目前国内外研究重点方向之一,基本原理是将UV能量转化为化学能。压敏胶中的光引发剂在吸收了特定波长的光线后,生成光化学活性的自由基,这种自由基可以引发快速的链增长反应。

在有机溶剂中,合成了丙烯酸2-乙基已酯(2-EHA)/丙烯酸4-二苯酮基酰氧基共聚物,该共聚物可用做UV交联压敏胶。通过调节主体树脂的比例和其它助剂用量,可以获得内聚强度、剥离强度和初粘力最佳匹配。

陈榕珍等以普通的丙烯酸酯作为单体采用本体聚合方法制备预聚体,通N2,采用核-壳聚合法的单体投料方式同时加入链转移剂十二烷基硫醇,通过调整引发剂和链转移剂的用量来控制本体聚合的进程,在预聚反应后期加入功能单体:N-羟甲基丙烯酰胺(NMA),获得功能化的预聚体。利用其官能团的交联功能,加入适当的交联剂,在常温下涂布后直接紫外光交联固化。

热熔型

热熔压敏胶的主要性能来源于聚合物粘弹特性的设计与优化,初粘性取决于胶粘剂中的增粘组分和软化组分,剥离性能取决于胶粘剂的玻璃化转变温度,而持粘性则取决于基体树脂的分子量和交联密度。这些性能的优化是热熔压敏胶配方设计的关键。

温度扫描方法得到的热熔压敏胶流变学曲线,可较好地转化为不同时间标度的流变学行为,用于解释热熔压敏胶的粘接现象。粘合和剥离过程都受到弛豫的显着影响。热熔压敏胶的玻璃化温度是初粘

力和剥离强度的一个决定因素,最佳的性能需要满足一定的玻璃化温度。

水溶胶型

水溶性丙烯酸酯共聚物是指在特定溶剂下进行的溶液共聚合的产物,其结构中有较大一部分的羧基官能团,能够被胺化或皂化成为可溶于水的分散液,相当于高分子水溶胶。

文献介绍了丙烯酸水溶胶的制备及其在印刷工业上的应用,带羧基的丙烯酸酯共聚物经过部分醇解(皂化反应)或碱中和成盐,制备可溶于水的丙烯酸酯聚合物分散体,应用于印刷品的UV底涂上光(粘接UV树脂层与印品,提高附着力)以及覆膜粘接,还可用于制备可回收的环保压敏胶带。特殊制备的水性丙烯酸树脂可单独用于印刷品上光(水性上光油)。

溶剂型

溶剂型压敏胶已被广泛用于制作医用胶带、压敏标签、双面胶带、防爆胶带等。唐中华等[15]采用溶液聚合制备了溶剂型聚丙烯酸酯类压敏胶。原料包括:丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)作为软单体;甲基丙烯酸甲酯(MMA)、醋酸乙烯酯(VAc)作为硬单体;丙烯酸羟乙酯(HEA)、丙烯酸(AA)作为功能单体;甲苯和乙酸乙酯作为溶剂;过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂;十二硫醇作为链转移剂。制备过程是:将溶剂、单体投入反应器中,加热至合适温度后,分批次逐渐加入引发剂和链转移剂的溶液,加完后继续保温反应2h。降温至50℃,结束反应,出料。最后讨论了改性单体的种类及用量、链转移剂