增粘剂 最初从木材中的松香生产增粘剂,由老树树桩得到木松香(或松脂类原料)含有各种不饱和酸,例如作为主要组分的松香酸和左旋海松酸。为了获得更好的老化稳定性以及和基本聚合物的相容性,需对这些酸进行氢化、岐化和酯化改性(见图2),常用甘油或季戊四醇酯化。现在几乎没有使用未改性的松香,越来越多利用部分氢化的松香酯。 木松节油(也来自树桩)是另一类重要的增粘剂的来源。双戊烯和α-蒎烯及β-蒎烯(松节油的主要组分)经阳离子聚合得到萜烯树脂增粘剂(见图3)。 妥尔油,为造纸工业的副产物,作松香的来源现在已超过松脂类原料。 妥尔油松香与木松香十分相似,改性方法也相同。 从不饱和的石油馏分的低聚化得到价格较低的增粘剂,现在{zd0}量用于压敏胶制造C5和C9馏分都被利用。由于C5馏分制成的增粘剂和压敏胶基本聚合物有较大的相容性,而C9馏分有较大的工业重要性。 含芳香族化合物的增粘剂,特别是α-甲基苯乙烯、甲基苯乙烯共聚物和香豆酮-茚树脂有重要的工业价值。 增粘剂都是低分子量的物质,分子量约为300~3000。有些增粘剂是液体,但是最广泛使用的增粘剂是脆性的固体,环球软化点约60~115℃。作为xxx的情况,增粘剂的溶解度参数应接近于之混合的弹性体的溶解度参数。因此,脂肪烃类增粘剂不适用于极性的丙烯酸系压敏胶。 和乳胶胶粘剂一起使用时,增粘剂应制成水分散体。所用的分散剂与该聚合物乳液中的表面活性剂应是相容的,这一点是很重要的。 橡胶类胶粘剂 xx橡胶 xx橡胶全是顺1,4-聚异戊二烯,可用xx乳胶形式利用,但是作为压敏胶的主要原料是再生的固体或打成包的树胶状的橡胶。用作压敏胶的xx橡胶的主要类型是白皱片或一级烟片。烟片较便宜但颜色较深。打成包的橡胶在使用前必须塑炼,以降低它的分子量。 多数的xx橡胶类胶粘剂是以溶液形式出售,固含量通常约35%,溶剂为C6 ~C7脂肪烃,还经常与甲苯混合,几乎任何的增粘剂都可以用于这种弹性体,但是萜烯和C5石油树脂{zshy}。每100份xx橡胶用50~70份增粘剂(用量决定于增粘剂的类型)时,快粘性(见下述)可达{zd0}值。用混合增粘剂往往可得到更好的性能。压敏胶的成分常包括填料和增塑剂。填料例如陶土,用以降低成本和改变性能;增塑剂例如石油润滑或低分子量聚异丁烯。也常加入抗氧剂以保护不饱和的骨架免受氧化降解。表1列出一些典型的配方。 xx乳胶用作压敏胶用量不大,增粘剂必须用水分散体的形式。 合成聚异戊二烯,在化学结构上与xx橡胶相同,其优点是在制备溶液时不需塑炼,而xx橡胶需塑炼,但是聚异戊二烯在压敏胶中的用量只是xx橡胶的1/10,这是由于成本较高,内聚力比xx橡胶差。由于这些原因以及由于面临来自其他的弹性体的竞争,预计聚异戊二烯的应用不会增长。 嵌段共聚物 在压敏胶中享有{zd0}用量的碳氢化合物弹性体是A-B-A三嵌段共聚物。A是聚苯乙烯链段,B是聚异戊二烯或聚丁二烯链段。Shell Chemical公司生产的三嵌段共聚物商标为Kraton.它是美国国内{wy}的生产这类聚合物的厂商。非常通用的共聚物是中间嵌段异戊二烯链段组成的共聚物。这种共聚物生产的胶粘剂,其快粘性高于中间嵌段丁二烯链段组成的共聚物。这些共聚物的分子量约100000,聚苯乙烯含量约为15%~30%〔6〕。 这些三嵌段共聚物形成区域结构,来自各个聚合物的聚苯乙烯嵌段聚集成区域,起不耐热的交联的作用。在加热到聚苯乙烯端部的Tg以上时,材料的性能象典型的热塑性塑料,可以用泵输送和挤出。冷却时,聚苯乙烯区域重新形成,共聚物的性能象交联的橡胶。同样,共聚物可以象热塑性塑料那样溶解,溶剂蒸发时重新恢复为区域结构,重新得到好象交联了的性能。“交联”的不耐热性使Kraton能用作热熔压敏胶的成分。现在,三嵌段系胶粘剂几乎占领了{bfb}的热熔压敏胶市场。 S-B-S共聚物的二烯烃中嵌段经加氢反应制得一种弹性体,牌号为Kraton G,适用于热熔压敏胶。与S-I-S共聚物相比,S-B-S虽然快粘性较差,但耐氧化裂解性较好。由于聚异戊二烯主要因断链作用而降解,而聚丁二烯则侧倾向于交联。为了减小降解的影响,有时使用S-I-S和S-B-S聚合物的混合物。 近来,Firestone提出了一种以热熔胶市场为目标的类似的嵌段共聚物。这种产品的牌号为Stereon 表2 Stereon 三嵌段共聚物的增粘不同于其他弹性体,三嵌段共聚物经常使用二种增粘剂。这二种增粘剂的溶解度参数δ差别很大。一种增粘剂δ小于9,与中间嵌段相容;而另一种增粘剂δ大于9,与高Tg的二端嵌段相容。早间嵌段的增粘剂主要是C5石油树脂和萜烯。二端嵌段的增粘剂例如α-甲基苯乙烯聚合物或香豆酮-茚树脂是高Tg的聚合物,可用于增强或硬化聚苯乙烯区域。在许多配方中含有油,是为了降低熔融粘度。所用的油几乎没有芳香性,是为了避免油进入聚苯乙烯区域中,避免软化聚苯乙烯区域。表3列出了使用Kraton嵌段共聚物的典型配方。 |