热熔压敏胶简述 曹通远
热熔压敏胶的配方设计
热熔压敏胶的配方设计2008/09/25 22:04热熔压敏胶HMPsA是以热塑性高聚物为基料的、集热熔胶和压敏胶特点于一体的、无溶剂、无污染及使用比较方便的一类胶粘剂。
它在熔融状态下进行涂布,冷却固化后施加轻度指压就能快速粘合,同时又能够容易地被剥离,不污染被粘物表面。
它被广泛地用于尿布、妇女用品、双面胶带、标签、包装、医疗卫生、书籍装订、表面保护膜、木材加工、壁纸及制鞋等方面I”。
目前国内外对此项的研究进行较多1241,然而大多只是从一般的工艺特点,如对配方的影响、温度的影响等作一些常规的说明和讨论,而很少从分子设计的角度来加以论述。
本文根据作者从事热熔压敏胶研制工作的实践经验对分子设计进行深人分析,从热熔压敏胶的本体性质和使用性质进行配方设计,以满足不同基材和使用条件的要求。
1 热熔压敏胶的组成热熔压敏胶的主要成分包括基体树脂、增粘树脂、软化剂和防老剂等,各组分对热熔压敏胶的性能均有不同程度的影响。
1.1 基体树脂热熔压敏胶的基体树脂主要有三类:一是热塑性弹性体;二是丙烯酸酯类;三是无定型聚烯烃类。
热塑性弹性体主要是指由异戊二烯或丁二烯与苯乙烯形成的A—B—A 型嵌段共聚物,主要包括SBS、SIS、SEBS 等。
这类聚合物需要增粘才能获得压敏特性。
热塑性弹性体在常温下具有橡胶的高弹性,高温下又具有塑料的可塑性,是一种制备热熔压敏胶的理想原料。
热塑性弹性体中苯乙烯与二烯烃含量之比对热熔压敏胶的综合性能影响较大,苯乙烯的含量增加,热熔胶粘度变小,粘接强度提高,但弹性和耐寒性降低;二烯烃含量增高,热熔胶粘度变大,韧性增加,但强度和耐热性变差。
苯乙烯类热塑性弹性体种类很多,若种类不同,所配成的热熔压敏胶的性能也会有所不同。
丙烯酸酯类热熔压敏胶所用的单体主要是丙烯酸一2 一乙基己酯和甲基丙烯酸异辛酯。
丙烯酸酯类热熔压敏胶通常不需要增粘,其压敏性由该类聚合物自身的物理性能产生。
这类胶对聚烯烃、不锈钢、玻璃等材料有良好的粘接力,可用于医用胶带、透明膜、标签等,对皮肤有较好的粘接力,可随意转移而不滞留痕迹。
北京光辉世纪关于热熔压敏胶的简述(3)
三:增粘剂,增加胶的润湿作用,提高粘性,主要由各种树脂充当。
四:填料:有机和无机两种,不与主体成份发生反应,但能改变胶的性能,降低成本。
五:抗氧剂。
六:软化剂。
八:交联剂。
七:着色剂。
九:其他添加剂。热熔压敏胶配方最常用的基料是热塑性弹性体,有SIS和SBS两种,sis最常用,SIS具有橡胶和塑料的特性,弹性大,不耐老化,耐水、醇、弱酸、弱碱,所以说通常热熔压敏胶的配方材料由三大部分组成:橡胶软化油,热塑性弹性体,增粘剂。这三部分都对压敏胶的性能产生较大的影响,它们都能改变热熔压敏胶的软化点,粘度,初粘性,内聚强度,持粘性,耐低温性和耐高温性。热熔压敏胶配方设计的注意事项:(1)增粘树脂的比例问题(2)剥离强度问题(3)能与塑料相相容的增粘树脂使压敏胶变硬,弹性模量和内聚强度增大;而与橡胶相相容的增粘树脂和软化剂。恰则相反。(4)压敏胶的最高使用温度的取决条件(5)压敏胶有最低使用温度取决的取决条件(6)橡胶相相容的增粘树脂和软化剂的使用问题(7)防老剂的使用量比例(8)无机颜填料的性能表现(9)加入适当的交联剂可提高压敏胶的耐高温性能。(10)可用天然橡胶或合成橡胶作为部分弹性体的主体。
热熔压敏胶生产工艺的三大因素影响:
因此配方只是基础,决定压敏胶品质的还有工艺上反应时间,反应温度,搅拌速度这三个因素。
热熔压敏胶贮存,生产方便,生产过程环保,正在逐步取代溶剂型压敏胶,成本低廉是热熔胶压敏胶最大的优点,缺陷是粘性受温度影响较明显。热熔压敏胶主要包括热塑性弹性体压敏胶,即平常所说的sbs和sis热熔压敏胶,丙烯酸系热熔压敏胶,无定型聚烯烃系热熔压敏胶,有机硅类热熔压敏胶,随着生产和生活水平的提高,人们对的热熔压敏胶产品的功能性能提出更高,更多的要求,所以开发多种功能,环保性的热熔压敏胶产品,同时加快压敏胶性能 标准化进程,便于产品的检测和质量监督是以后热熔压敏胶的研发方向。
3-6热熔压敏胶在剥离时的破坏模式
3-6 热熔压敏胶在剥离时的破坏模式曹通远-2011-4-5剥离胶黏力是压敏胶(PSA)的技术资料表(TDS)上最重要的胶黏性能之一。
下列为各国际性胶黏剂组织所提供的几种标准试验方法(表3-6-1)。
试验的几何形状如图3-6-1所示。
不銹鋼板膠黏劑層图3-6-1:180°剥离试验的几何形状180°剥离强度的试验程序如下所述:1. 用4.5磅的橡胶辊将胶带试样贴在不锈钢板上(每个方向各一或三次)。
2. 以12’’/min的速度剥离胶带;取3次测量的平均值。
根据上述的试验方法,我们在试片剥离时总能观察到各种破坏的模式(图3-6-2)。
两种剥离力相同的热熔压敏胶,呈现出完全不同的破坏模式是司空见惯的现象。
这个事实透露出两种胶黏剂在剥离期间具有不同的流变性质(图3-6-3)。
通常,将胶带或标籤从某些被贴物剥离时可能观察到下列几种不同的破坏模式。
除了下列这几种单一的破坏模式外,当试验条件或胶黏剂配方恰巧落在两种不同破坏模式的过渡状态时,有时也会观察到溷合破坏模式。
1. 面材撕裂模式:这是纸标签最常见的破坏模式。
纸张的撕裂强度通常比所用胶黏剂的内聚力和胶黏力要低。
2. 胶转移模式或面材和胶黏剂之间的介面破坏。
对于低表面能塑胶这样的难黏面材来说,在剥离时,胶黏剂层可能会分离面材而转移到被贴物表面上。
3. 内聚破坏模式(CF ):当胶黏剂的内聚强度低于面材的撕裂强度和介面胶黏力时,在剥离时,胶黏剂本身可能会从内部断裂。
4. 介面破坏模式(AF ):断裂发生在胶黏剂和被贴物之间。
对大部分压敏胶带来说,这是典型或需要的破坏模式。
在被贴物上没有任何胶黏剂残留。
5. 被贴物撕裂模式:当被贴物的内聚强度在所有破坏力量中最低时,就会发生被贴物撕裂现象。
在纸张或纸板等较薄弱的被贴物上经常可以看到这种破坏模式。
6. 黏滑振动模式(SS):对于特定的胶黏剂配方来说,仅管整个试验过程中剥离速度是一样的,但是因为在胶黏剂Tg 范围附近,胶体会出现非常大的伸长或变形,在剥离时的应变速率可能因此而不稳定。
APAO热熔压敏胶的流变性能研究
APAO热熔压敏胶的流变性能研究廖坤;卢咏来;罗建勋;毛立新;张立群【摘要】The influence of tackifying resin and plasticizer on the rheological behavior of atactic polymerized alpha olefin (APAO) based hot-melt pressure sensitive adhesive was investigated by means of an Advanced Rheology Expansion System (ARES). It indicated that the shear viscosity of the adhesive increased with increasing molecular weight of APAO. With the increase of C5 petroleum resin content, the shear viscosity achieved a peak value. The smaller the molecular weight of plasticizer was, the smaller the shear viscosity was, but there was no influence on the shear sensitivity with different plasticizers. APAO hot-melt pressure sensitive adhesive had a strong temperature sensitivity. The shear sensitivity increased as shear rate enhanced or temperature decreased.%采用高级流变扩展系统(ARES)研究了基体树脂无规聚α-烯烃(APAO)的牌号、增黏剂C5石油树脂用量和增塑剂种类对APAO热熔压敏胶流变性能的影响。
热熔压敏胶的特点及应用
热熔压敏胶的特点及应用热熔压敏胶是一种具有粘性的固体黏合剂,在加热后变为液体状,并具有粘接性能。
它具有以下特点:1. 温度敏感性:热熔压敏胶在加热到一定温度后变为液体状,可以迅速附着在被粘接物表面,并在冷却后变为固体状态,实现固体的粘接。
加热温度一般在50-200之间。
2. 粘接力强:热熔压敏胶具有良好的粘接力,能够在不同材料表面形成均匀稳定的粘附,并具有一定的抗剪切性能,能够满足不同粘接需求。
3. 快速固化:热熔压敏胶在冷却后迅速固化,形成坚固的粘接,无需等待时间。
这种快速固化的特性适用于高效生产线上的自动化操作。
4. 高温和耐化学性:热熔压敏胶能够在较高温度下保持稳定的粘接性能,耐高温度性能主要取决于其成分的选择。
另外,它还具有一定的耐化学性,能够在一定程度上抵抗一些化学物质的侵蚀。
5. 可重复使用性:热熔压敏胶具有可熔性和可固性,即可多次加热熔化和冷却固化,能够实现多次粘接,并且每次粘接后的强度还能维持在一定的范围内。
热熔压敏胶的应用非常广泛,下面将介绍几个主要的应用领域:1. 包装行业:热熔压敏胶被广泛应用于各类包装材料的封口,如纸盒、纸箱、塑料袋等。
热熔压敏胶在快速固化后能够形成坚固的粘接,可以有效保护包装物品的安全性。
2. 汽车行业:热熔压敏胶用于汽车内饰装饰件的粘接,如车门饰板、仪表盘等。
它具有高强度和良好的粘接性能,能够有效固定汽车内饰件,提高汽车整体质量和安全性。
3. 电子行业:热熔压敏胶用于电子元件的固定和封装,如电子元件的粘接、电路板的固定等。
它具有较好的电绝缘性能和高温耐受性,能够满足电子行业对高质量粘接的需求。
4. 医疗行业:热熔压敏胶被用于医疗设备的组装和封装,如输液器、体外诊断设备等。
它具有良好的生物相容性和较强的抗菌性能,能够满足医疗行业对材料的安全性和卫生性的要求。
总之,热熔压敏胶具有温度敏感、粘接力强、高温耐受和可重复使用等特点,广泛应用于包装、汽车、电子、医疗等行业。
粘扣带用的热熔压敏胶201111
粘扣带用的热熔压敏胶2011-11-11-曹通远近年来粘扣带魔术贴已经广泛的渗透到人类的日常生活当中。
最常见的应用市场有包装、服装、鞋子、行李箱包、家居用品、家俱、文具、运输工具、医疗器材、运动器材、建筑等。
粘扣带可以很容易地被车缝在大多数的织物上。
但是对于金属、玻璃、混凝土、木材、陶瓷、硬质塑胶等无法车缝的被贴物就需要另外加涂一层压敏胶来粘合。
溶剂型、水性和热熔压敏胶或是双面胶带都可以被应用于粘扣带上。
然而由于下列的一些优点使得热熔压敏胶成为较受欢迎的一种胶粘剂环境友好。
整个热熔涂布系统中没有溶剂挥发和废水产生。
压敏胶涂层厚度高。
典型的粘扣带压敏胶涂层厚度是200-250微米。
溶剂型或水性胶粘剂很难透过一次涂布达到这么高的厚度。
热熔压敏胶在粘扣带上的一次最高涂层厚度很容易就可以达到500微米。
涂布速度快。
热熔压敏胶在的涂胶工艺中不需要乾燥烘箱反而需要在上胶之后以一系列冷却风扇对热熔压敏胶进行冷却和固化。
然后立即以离型纸或膜贴合在很粘的胶层表面。
涂层宽度可按照粘扣带的宽幅随意调整或纵向间格涂胶。
为了避免上胶表面的两侧边缘漏胶粘扣带通常都以精确宽度的槽形涂布口模上胶。
粘扣胶带的两侧边缘可以保留0.5-1mm的宽度不上胶。
大部分的热熔压敏胶被涂在粘扣带的背面后先以离型纸或膜覆盖卷绕成卷筒状储存。
最后再按照市场的实际需要裁成各种尺寸和形状图5-3-1。
图5-3-1商品粘扣带粘扣带用热熔压敏胶之上胶方式热熔压敏胶的上胶方式有很多种。
不论以那一种方式上胶热熔压敏胶必需先在熔胶槽内预先加热成熔融状态再以适当之上胶设备将热熔压敏胶直接喷涂或转印于基材或被胶粘物上。
最常用的上胶设备有辊轮Roller和口模Die两种。
为了满足不同的加工设备与个别特殊背胶制程通常须提供不同粘弹性之热熔压敏胶。
如何同时满足热熔压敏胶之特殊胶粘物性与作业性端赖热熔压敏胶生产者、背胶与使用者共同沟通合作完成。
通常以口模背胶可接受较宽之稀稠度范围约2000至20000cps。
热熔压敏胶生产工艺
热熔压敏胶生产工艺
热熔压敏胶是一种在常温下为固体,通过加温可变为液态的胶粘剂,具有高粘度和高粘结强度的特点。
热熔压敏胶广泛应用于电子、汽车、医疗和包装等行业。
下面是热熔压敏胶生产工艺的简要说明。
1.原料配料:根据产品要求,将纯净乙烯基酸树脂、胶乳聚合物、增塑剂、稳定剂、助剂等原料按一定比例混合。
2.胶粘剂制备:将原料送入混合机中进行搅拌混合,在一定温度下进行熔融,使各组分均匀分散,形成均质的热熔胶。
3.涂布:在涂布机上,将熔融的热熔胶均匀地涂覆在基材上。
涂布的速度和温度需根据不同产品的要求进行调节,以保证涂布的均匀性和粘结强度。
4.压延:将涂布好的基材通过压延机进行压延,使热熔胶与基材紧密结合。
压延的温度和压力需控制适宜,以保证热熔胶与基材的结合牢固。
5.冷却:经过压延后的基材,通过冷却装置进行冷却,使其快速固化,增加粘结强度。
6.切割:将冷却后的基材进行切割,根据产品要求切割成所需形状和尺寸。
7.包装:将成品热熔压敏胶按一定数量进行包装,形成最终产
品。
以上是热熔压敏胶的一般生产工艺,当然在实际生产中还需要根据具体需求进行调整和改进。
同时,为了提高生产效率和产品质量,可以在工艺中加入自动化设备和质量控制系统,以提高生产效率和降低产品缺陷率。
同时,还需要进行质量检测和控制,以确保产品符合相关标准和要求。
压敏胶的室温和低温性能
热熔压敏胶的室温和低温性能2011-8-27-曹通远大部分热熔压敏胶都是为在室温或有空调的环境下使用而设计和开发的。
这也是为什么胶粘物性标准测试方法中的温度都被设定在23或25˚C的原因。
一种能在室温下展现出优异压敏胶粘性能(如剥离力和初粘力)的热熔压敏胶,却可能会在室温以下的温度或更低温只表现出差强人意或不满意的性能。
如果在室温和低温同时需要良好甚至于优异的胶黏性能,热熔压敏胶配方设计人员可以开发出满足这种要求的最佳产品吗?在北美洲和西欧国家,即使在不同的地域和不同的季节,气候和温度有很大的差异,大部分热熔压敏胶都是为有空调的室内使用而设计的。
一些需要在低温环境应用的热熔压敏胶,如放置于冰箱/冰柜中的产品,则需要经过特别的设计,它们并不会被用在室温中。
但是,在其他国家的情况就不同了,比如中国和印度,不管是什么样的气候和季节,在工厂、办公室或房间内并不一定有空调。
专为室温(如25°C)使用而设计的热熔压敏胶可能在冬天时就不能用了。
市场上通常不会接受供应商提供不同的产品用在不同的环境。
因此,在这些地区就需要提供温度使用范围较宽的热熔压敏胶。
有可能开发出在室温和低温同时能够提供优异胶粘性能的配方吗?要回答这个问题之前,我们首先需要了解热熔压敏胶为什么能够在室温提供满足需求的压敏胶粘性能。
尽管有很多假说曾经解释材料在室温产生压敏性的原因,近年来大部分胶粘剂研究人员都相信且接受出现这种独特行为的首要原因与胶粘剂配方的玻璃化转变温度(Tg)有关。
在流变学的检测中,将低温区钟形的损耗角正切曲线(Tan δ)的峰值温度规定为Tg。
聚合物分子链在Tg附近会显示出较大的自由体积或较大的流动性质(图4-14-1)。
图4-14-1:典型的室温用通用型热熔压敏胶的流变曲线以10 弧度/秒(rad/sec约1.59 Hz)摆动频率的流变学检测中,大部分室温下使用的通用型热熔压敏胶的Tg在0-10°C的范围内。
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曹通遠 2010-12-28中文简体:2-1 热熔压敏胶的组成分热熔压敏胶通常由下列几个主要成分组成:1. 苯乙烯嵌段共聚物(SBC)SBC为热熔压敏胶提供了内聚力、强度和耐热性。
室温下苯乙烯相在胶粘剂中形成物理性交联网络。
SBC在苯乙烯相的玻璃化转变温度以上熔融并且可以流动,这个温度大约为90到110℃。
热熔压敏胶市场中有四种常用的SBC:苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯(SEBS,氢化的SBS)和苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯(SEPS,氢化的SIS)。
这些SBC的分子结构如图2-1-1中所示。
每种SBC都有着自身特殊的分子结构,可用图2-1-1:SBC的分子结构SBC中苯乙烯(% 苯乙烯)含量、偶联度(% 三嵌段)比例和熔体流动速率(MFR)(或称为熔融指数,MI)是影响热熔感压接着性能和加工性能的三个关键分子结构参数。
SBC的形态如图2-1-2所示。
每个单独的SBC分子链都是由中间嵌段(橡胶相)和端嵌段(塑胶相)组成的。
这些端嵌段结合在一起时就形成了物理性交联相。
当周围温度高于物理性交联相的软化点时,这些结合的相就会再熔融分开。
图2-1-2:SBC 的形态 2. 增黏剂增黏剂是使用石油或天然原料合成的低分子量寡聚合物,软化点的范围从室温以下到160℃;分子量大约介于300到2,500之间。
增黏剂可以为胶粘剂提供特殊的黏着性和较低的熔体黏度。
热熔压敏胶最常使用的增黏剂有两大类(图2-1-3)。
a. 石油烃类树脂:C5(脂肪族)、C9(芳香族)、C10(双环戊二烯,DCPD )、C5/C9(共增黏剂)和C10/C9(共增黏剂)(图2-1-4)。
这些增黏剂的单体都是从石油裂解和精馏得到的。
b. 天然树脂:松香、萜烯以及它们的衍生物。
萜烯是从松节油的馏分和柑橘中得到的。
α-蒎烯、β-蒎烯和柠檬烯是三种主要类型的萜烯原料(图2-1-5)。
松香可以直接从松树中得到(图2-1-6)。
松香酸的三个来源是1)脂松香:直接从成活的松树上割浆採收;2)木松香:从老树根中馏出;3)浮油松香:为木纤维製浆过程中的副产物(图2-1-7).增黏剂的选择主要取决于所用的SBC 和应用市场。
SBC 和增黏剂相容时,溷合得到的热熔压敏胶是透明的,而且室温黏性比较高。
相容性较差或不相容的SBC 和增黏剂共溷物则呈现溷浊或不透明状,室温黏性较低或者根本不黏。
图2-1-3:增黏剂ALIPHATIC RESIN -C5 RESINSPIPERYLENEISOPRENE2 -METHYLBUTENEDICYLOPENTADIENEVINYLTOLUENESTYRENEMETHYLSTYRENE(S)INDENEMETHYLINDENE(S)AROMATIC RESIN -C9 Resins3CH 3图2-1-4:合成增黏剂的分子结构图2-1-5:萜烯增黏剂的分子结构图2-1-6:松香的分子结构图2-1-7:松香衍生物的分子结构3. 增塑剂增塑剂可以有效地大幅降低硬度和黏度,改善热熔压敏胶的耐低温性能,同时还可以降低胶粘剂的配方成本。
热熔压敏胶配方中常用的增塑剂有两种类型。
矿物油是含有不同比例链烷基(Cp)、环烷基(Cn)和芳香基(Ca)组分的溷合物。
具有不同溶解度参数的矿物油与所选用SBC有不同程度的相容性,因此会对接着性能造成某种程度的影响,特别是耐低温和耐高温的性能。
聚丁烯油的极性非常低,因此和多数SBC的橡胶嵌段不太相容。
在与SBC溷合使用时,聚丁烯油的氢化度和分子量是两个相容性的重要参数。
氢化度越高则极性越低,与橡胶中嵌段的相容性越差。
分子量越低,与SBC的相容性越好。
以聚丁烯油取代矿物油可以大幅提高热熔压敏胶的内聚力和耐热性。
4. 抗氧化剂在化学品市场中有很多不同类型的抗氧化剂。
一般来说,适当的抗氧化剂应该能够有效的终结在热老化、机械剪切和长期储存时所产生的反应性自由基,以防止或减少热熔压敏胶的裂解。
热熔压敏胶配方中所使用的成分都是100%不含挥发性有机化合物的固体。
(注:矿物油也被视为一种100%的固体,因为它们在生产和涂胶过程中不会挥发或受热损失。
)热熔压敏胶在生产、储存和涂胶过程中都是安全的,没有火灾和爆炸的危险。
表2-1-1列出了所用的这些成分的一些基本物理性质。
表2-1-1:热熔压敏胶成分的物理性质材料SBC 增黏剂增塑剂抗氧化剂外观固体固体/液体液体固体/液体颜色水白水白、黄色、褐色水白或浅黄白色透明度透明透明透明不透明气味无无或轻微无或轻微无或轻微软化点90-110°C10-160°C-- --生产热熔压敏胶所用的一些典型原材料如图2-1-8所示图2-1-8:热熔压敏胶使用的组分将这些组分在高温条件下溷合在一起时(一般为170-180℃),并没有化学反应或交联现象发生。
热熔压敏胶仅仅是几种组分的均匀溷合物。
这种物理性溷合物的结构如图2-1-9中所示。
我们可以将高分子视为溶质,而将低分子量的添加剂,如増粘树脂和矿物油,视为溶剂;整个溷合物就成为一个「固态溶液」。
固态溶液和一般习惯认知的「流体溶液」有些不同。
在流体溶液中,溶剂可以快速的挥发离开溶质母体;它只是被用来带动高分子的一个媒介物,而非用来调整胶粘剂配方物性的一个成分。
而热熔胶裡用来调整配方物性的低分子量添加剂则需要花很长的时间或等待胶粘剂接触到其他物质后才会慢慢的离开高分子溶质母体。
当这些小分子逐渐离开母体之后,整体配方的比例会产生变化。
接着物性也因此随着老化时间延长或温度上升而慢慢不断的改变。
最显着的例子是,当热熔压敏胶被应用在商标纸或胶带时,会随着储存时间的延长,压力的上升,或温度的提高;使得増粘树脂或矿物油慢慢的离开高分子母体,移行进入所使用的面材中。
严重时,会造成标籤或胶带明显渗油,失粘或翘边的现象。
解决此问题的方法是选择相容性较好的高分子和添加剂体系;同时尽量减少低分子量物质的比例。
治本的方法则是在面材与热熔压敏胶接触的介面上加一层防止移行的底涂剂。
图2-1-9:热熔压敏胶的结构 (固态溶液)中文繁体:2-1熱熔壓敏膠的組成分熱熔壓敏膠通常由下列幾個主要成分組成:1.苯乙烯嵌段共聚物(SBC)SBC為熱熔壓敏膠提供了內聚力、強度和耐熱性。
室溫下苯乙烯相在膠粘劑中形成物理性交聯網絡。
SBC在苯乙烯相的玻璃化轉變溫度以上熔融並且可以流動,這個溫度大約為90到110℃。
熱熔壓敏膠市場中有四種常用的SBC:苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯(SEBS,氫化的SBS)和苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯(SEPS,氫化的SIS)。
這些SBC的分子結構如圖2-1-1中所示。
每種SBC都有著自身特殊的分子結構,可用於各式各樣的特殊應用場合。
SBC 中苯乙烯(% 苯乙烯)含量、偶聯度(% 三嵌段)比例和熔體流動速率(MFR )(或稱為熔融指數,MI )是影響熱熔感壓接著性能和加工性能的三個關鍵分子結構參數。
SBC 的形態如圖2-1-2所示。
每個單獨的SBC 分子鏈都是由中間嵌段(橡膠相)和端嵌段(塑膠相)組成的。
這些端嵌段結合在一起時就形成了物理性交聯相。
當周圍溫度高於物理性交聯相的軟化點時,這些結合的相就會再熔融分開。
圖2-1-2:SBC 的形態2. 增黏劑增黏劑是使用石油或天然原料合成的低分子量寡聚合物,軟化點的範圍從室溫以下到160℃;分子量大約介於300到2,500之間。
增黏劑可以為膠粘劑提供特殊的黏著性和較低的熔體黏度。
熱熔壓敏膠最常使用的增黏劑有兩大類(圖2-1-3)。
a. 石油烴類樹脂:C5(脂肪族)、C9(芳香族)、C10(雙環戊二烯,DCPD )、C5/C9(共增黏劑)和C10/C9(共增黏劑)(圖2-1-4)。
這些增黏劑的單體都是從石油裂解和精餾得到的。
b. 天然樹脂:松香、萜烯以及它們的衍生物。
萜烯是從松節油的餾分和柑橘中得到的。
α-蒎烯、β-蒎烯和檸檬烯是三種主要類型的萜烯原料(圖2-1-5)。
松香可以直接從松樹中得到(圖2-1-6)。
松香酸的三個來源是1)脂松香:直接從成活的松樹上割漿採收;2)木松香:從老樹根中餾出;3)浮油松香:為木纖維製漿過程中的副產物(圖2-1-7).增黏劑的選擇主要取決於所用的SBC 和應用市場。
SBC 和增黏劑相容時,混合得到的熱熔壓敏膠是透明的,而且室溫黏性比較高。
相容性較差或不相容的SBC 和增黏劑共混物則呈現混濁或不透明狀,室溫黏性較低或者根本不黏。
聚苯乙烯端嵌段形成提供交聯結構的相疇橡膠中間嵌段提供接著劑的基礎圖2-1-3:增黏劑ALIPHATIC RESIN -C5 RESINSPIPERYLENEISOPRENE2 -METHYLBUTENEDICYLOPENTADIENEVINYLTOLUENESTYRENEMETHYLSTYRENE(S)INDENEMETHYLINDENE(S)AROMATIC RESIN -C9 Resins3CH 3圖2-1-4:合成增黏劑的分子結構圖2-1-5:萜烯增黏劑的分子結構圖2-1-6:松香的分子結構圖2-1-7:松香衍生物的分子結構3.增塑劑增塑劑可以有效地大幅降低硬度和黏度,改善熱熔壓敏膠的耐低溫性能,同時還可以降低膠粘劑的配方成本。
熱熔壓敏膠配方中常用的增塑劑有兩種類型。
礦物油是含有不同比例鏈烷基(Cp)、環烷基(Cn)和芳香基(Ca)組分的混合物。
具有不同溶解度參數的礦物油與所選用SBC有不同程度的相容性,因此會對接著性能造成某種程度的影響,特別是耐低溫和耐高溫的性能。
聚丁烯油的極性非常低,因此和多數SBC的橡膠嵌段不太相容。
在與SBC混合使用時,聚丁烯油的氫化度和分子量是兩個相容性的重要參數。
氫化度越高則極性越低,與橡膠中嵌段的相容性越差。
分子量越低,與SBC的相容性越好。
以聚丁烯油取代礦物油可以大幅提高熱熔壓敏膠的內聚力和耐熱性。
4.抗氧化劑在化學品市場中有很多不同類型的抗氧化劑。
一般來說,適當的抗氧化劑應該能夠有效的終結在熱老化、機械剪切和長期儲存時所產生的反應性自由基,以防止或減少熱熔壓敏膠的裂解。
熱熔壓敏膠配方中所使用的成分都是100%不含揮發性有機化合物的固體。
(註:礦物油也被視為一種100%的固體,因為它們在生產和塗膠過程中不會揮發或受熱損失。
)熱熔壓敏膠在生產、儲存和塗膠過程中都是安全的,沒有火災和爆炸的危險。
表2-1-1列出了所用的這些成分的一些基本物理性質。
生產熱熔壓敏膠所用的一些典型原材料如圖2-1-8所示圖2-1-8:熱熔壓敏膠使用的組分將這些組分在高溫條件下混合在一起時(一般為170-180℃),並沒有化學反應或交聯現象發生。