压敏胶主要知识点

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初粘力T (Tack)又称快粘力,是指当PSA 制品和被粘物以很轻的压力接触后立即快速分离所表现出的抗分离能力。粘接力 A (Adhesion)是指用适当的压力和时间进行黏贴后,PSA 制品和被粘表面之间所表现出来的抵抗界面分离的能力;内聚力C(cohesion) 是指胶粘剂层本身的强度;粘基力K (keying)是指胶粘剂与基材,或者胶粘剂和底涂剂及底涂剂和基材之间的粘接力。作为一个好的PSA 必须满足四大粘合性能的平衡,即T

压敏胶的剥离力(胶粘带与被粘表面加压粘贴后所表现的剥离力)<胶粘剂的内聚力(压敏胶分子之间的作用力)<胶粘剂的粘基力(胶粘剂与基材之间的附着力)。这样的压敏胶粘剂在使用过程中才不会有脱胶等现象的发生。

丙烯酸聚合物在弱碱水溶液中分散成100μ以下非粘着性的粒子,容易分离.

溶剂型压敏胶高跑龙套含量低粘度,内聚强度高,剥离强度大。因分子结构中含有双键故不耐老化,但经氧化后耐老化性能会有很大改善。有机硅压敏胶以硅橡胶和硅树脂为主要成分。耐高低温性能非常好。对聚烯烃和氟聚合物有良好的粘合性能。

相对分子质量及其分布的影响:相对分子质量及其分布对压敏胶的各种性能都有很大影响。当减小压敏胶的相对分子质量时可以降低本体粘度,有利于对被粘物表面的湿润,从而提高界面粘合力。但相对分子质量过低时,内聚强度差,剥离时胶层易发生内聚破坏。增大相对分子质量可以提高内聚力,但相对分子质量过大又会阻碍分散和湿润。因此,压敏胶的相对分子质量必须在一定的范围内才能获得良好的粘合性能。相对分子质量分布也有较大影响,一般较宽相对分子质量分布的压敏胶则有较好的粘合性能。

玻璃化温度影响:玻璃化温度Tg对压敏胶的性能影响很大,Tg不同的压敏胶其室温下本体粘度和平共处弹性模量增大,剥离强度降低,会失去压敏性。

Tg过低,内聚强度低,会产生剥离破坏,因此,压敏胶粘剂的Tg必须保持在一定的温度范围内一般为-20~600C。热塑性弹体压敏胶组成与配合暖塑性弹性体是1963年之后发展起来的新型合成橡胶,具有热塑性塑料的呆溶性和热加工性,不需化学交联室温下就有硫化橡胶的弹性。因此,又称为第3代橡胶。比较典型的热塑性弹性体是A-B-A嵌段共聚物,是由苯乙烯(St)、二烯烃(D)、苯乙烯(St)三元共聚而成,简称为SDS。详细的品种有SBS和SIS等,它独特结构使其不经塑炼便可在某些有机溶剂中,同时在高温下又有较低的熔融粘度。通过添加与聚苯乙烯(PS)、聚丁二烯(PB)和聚异戊二烯(PI)相容性不同的成分来制备性能不同的压敏胶。由于PB和PI段中存在不饱和键,还可用接枝共聚的方法进行改性。暖塑性弹性体压敏胶主要有溶剂型压敏胶和热熔压敏胶两大类。组成与配合暖塑性弹性体压敏胶是由SBS、SIS、增粘树脂、软化剂、防老剂、着色剂等组成,只有各组分配合适当,才能制得性能优异的压敏胶。

一、SBS和SIS SBS为苯乙烯-丁二烯三元嵌段共聚物,SIS为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物,都具有橡胶和塑料的双重特性,来源容易、价格适中,非常适宜用作压敏胶粘剂的弹性体组分。SBS按其结构可分为线型和星型两类。线型结构相对分子质量较低,溶解性好。但内聚强度不足;星型结构相对分子质量较高,内聚强度较大,但熔融温度高。因此,制造压敏胶粘剂应当选用线型结构的SBS。苯乙烯(St)与丁二烯(Bd)相对含量之比对性能有较大影响。St/Bd大,粘度变小,粘合力大,但弹性和耐寒冷较差;St/Bd 小,粘度增大,弹性增加,但粘接强度和耐暖性降低。作为压敏胶用的SBS一般选用St/Bd 为30/70。SIS为不相容的两相结构,PS分散到聚异戊二烯连续相中,起到"硫化"和补强作用。结构中存在着聚异戊二烯嵌段,具有多个甲基侧链,粘合力较强,比SBS更适宜制造压敏胶,尤其是热熔压敏胶。SIS的玻璃化温度为Tg1-550C,Tg21000C,弹性大,不耐老化,耐水、醇、弱酸、弱碱。酯类、酮类、芳香、烃类化合物能使SIS溶解或溶胀。

二、增粘树脂暖塑性弹性体SIS本身并没有初粘性,必须加入增粘树脂才具有压敏性能。压敏胶性能优劣的关键是胶粘剂的粘弹性,增粘剂的作用主要是赋予压敏胶必要的粘性,由于暖塑性弹性体具有两相聚集态结构,选用增粘树脂时必须考虑它与弹性体两相的相容性。与暖塑性弹性体中橡胶相(PB、PI)相容的增粘树脂有松香和松香脂、萜烯树脂、C5石油树脂等,赋予压敏胶的粘性,与塑料相(PS)相容的增粘树脂有古马隆树脂、芳烃石油树脂、PS树脂等,可改善压敏胶的内聚力。还有一些与两相都相容的增粘树脂,如高软化点的萜烯酚醛树脂、低软化点的芳烃石油树脂。酚醛树脂则与暖塑性弹性体的两相都不相容。加渗透增粘树脂与SBS、SIS混合后,由扭辫分析(TBA)测得两相的玻璃化温度发生了变化从而影响压敏胶粘剂和性能。萜烯树脂使PB相的Tg有较大提高,PS相的Tg略有降低;松香树脂对PB相的Tg影响较大。而对PS相的Tg影响较小;C5石油树脂PB 相Tg提高较小,但PS相的Tg变化很大;芳烃石油树脂(C9)与两相相容性不很高,对Tg影响都不大。萜烯树脂体系性能最佳,具有较好的快粘性和剥离强度,且有较适中的持粘性。C9石油树脂的综合性能最差。暖塑性弹性体为两相不同的结构,除了选用萜烯树脂为主增粘树脂,最好还要加入适当量的其他增粘树脂,以调节压敏胶的综合性能。这种采用混合增粘树脂的方法,则会获得性能更好的压敏胶粘剂。增粘树脂的用量一般与暖塑性弹性体等量或稍多,随着增粘树脂的用量增加,压敏胶的剥离强度提高,当剥离强度达到峰值之后,增粘树脂再增加反而会场使剥离强度急剧下降。

发展前景压敏胶行业曾长期被国际巨头和跨国公司所垄断,国内众多行业所需高端压敏胶均依赖进口或合资产品。自上世纪90 年代起,国内企业、科研所等企事业单位逐渐开始进入该领域产品的自主研究和开发,经过多年的技术积累,逐步在高性能有机硅胶、丙烯酸酯胶、厌氧胶、环氧树脂胶和聚氨酯胶等产品上取得了自主知识产权,其产品多以替代进口为目标。整个国内压敏胶行业中有自主研发能力和一定生产规模[1],拥有自主品牌,并以压敏胶产品为主业的企业约有30 多家。因此目前国内压敏胶形成了跨国公司产品结构全面、技术领先;内资企业专注细分领域、增长较快,紧跟国外竞争对手的竞争格局,整体行业分散度较高。压敏胶是胶粘剂行业中的高端领域,对企业研发能力、产品技术水平、销售渠道等要求都很高。压敏胶经过十年的高速成长期,近几年增长有所减缓,现有生产能力过剩,市场竞争激烈,但应用领域不断被开拓,每年仍以二位数增长,近五年压敏胶产量

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