胶粘带和标签用压敏胶粘剂 压敏胶粘剂（PSA）是在室温呈干状，具有干粘性和{yj}粘性的材料，用手指或手轻轻加压就能牢固地粘附在各种不同的表面上。〔1〕压敏胶粘剂广泛应用于家用和日用产品，例如遮蔽胶粘带、办公用胶粘带、手指绷带和标签。 真正的压敏胶粘剂无需溶剂或热活化就能够牢固地粘附在各种表面上。凭借压敏胶粘剂的干粘性“用手指能把胶粘带粘贴在光滑的表面上，再剥开时，被粘物表面没有残留的胶粘剂”。〔1〕 最早的重要的商品压敏胶是由xx橡胶（NR）和木松香混合制成的。〔2〕松香是后来分类称为增粘树脂的材料（给予橡胶必需的粘性）。在油漆施工中，大多用xx橡胶与松香的混合物用于保护需要遮蔽的部分，这就是压敏胶粘剂工业的起源。随后，利用其他的弹性体，并对原始的木松香进行化学改性得到各种各样的增粘剂。在第2次世界大战后增加了烃类增粘剂，其他的弹性体聚合物，特别是聚丙烯酸酯也进入应用。 随着压敏胶粘剂性能的改进，它的应用迅速增长〔3〕。美国压敏胶工业产值在第2次世界大战后不到1亿美元，1984年已增加到约30亿美元。粗略估计，胶粘带约占压敏胶市场的60%，标签包括转移印花约占30%，其余的用于装饰片、保护片、卫生巾、地板砖、各种医药应用、遮阳膜、电磁干扰屏蔽和为数众多的特殊产品。另外，压敏胶市场还需要金额较大的隔离涂层，以使压敏胶粘剂对涂有隔离剂的表面粘附力小，便于压敏胶粘制品的解卷和转移。 最初制造压敏胶粘制品是将胶粘剂的溶液涂布在适当的背材上，然后干燥除去溶剂。70年代由于溶剂价格上涨，并受有关排放溶剂的法规限制，压敏胶粘制品工业转向水基（乳液）压敏胶粘剂和{bfb}固体成分的所谓热熔压敏胶粘剂（HMPSA）。这些市场压力已对选择压敏胶粘剂材料产生意义深远的影响。 虽然橡胶型压敏胶粘剂仍构成压敏胶市场的{zd0}部分，但是xx橡胶已被苯乙烯－异戊二烯－苯乙烯（SIS）嵌段共聚物所取代作为这个范围内占优势的烃类弹性体，因为在很大程度上SIS聚合物适合于热熔胶配方，相反，xx橡胶胶粘剂基本上仍是溶剂型的。利用以烃类弹性体为基料的乳胶基料用量较小，基本上限于苯乙烯－丁二烯乳液和某些xx橡胶胶乳。然而，就丙烯酸系压敏胶而言，现在其乳液的消耗量已超过溶剂型胶粘剂。 预计用水基和热熔配方逐渐取代聚合物溶液的趋势在继续增长。一种较新的技术－压敏胶的辐射聚合和固化，虽然现在工业的重要性较小，但据报道，至少有二个较大的压敏胶制品生产厂家应用电子束射线固化的生产线。紫外线固化的应用过一定时间可能会增加。 构 造 压敏胶粘制品基本上是由胶粘剂涂布在背材或载体上组成的。通常，背材是柔韧性的薄膜、金属箔或织物，不过也有许多压敏胶粘制品利用刚性背材，或者胶粘剂直接涂在准备粘于另一表面的物体上。典型的结构如图1所示。 制造 压敏胶粘剂以几种方式涂布在背材上（涂布方式决定于胶粘剂的性能），溶液或乳液涂在移动的背材带上或隔离衬上，连续涂布并连续在干燥机中干燥。如果胶粘剂涂在隔离纸或隔离衬上，接着就要贴合或转移到所需的背材上，隔离衬可以保留或移动。 可用热熔涂布机、辊压涂布机或挤出涂布机将热熔或{bfb}固体胶粘剂涂布在背材上。在很多场合下，{zh1}一道涂层比较薄，厚度约2～3mil,但是也可以厚至12 mil。一般，{bfb}固体胶粘剂比溶液胶粘剂或乳液胶粘剂更适合于较大的涂胶量。 干燥作业线 干燥箱式干燥作业线需要较大的投资额，大约几百万美元。同一作业线常常用于加工溶剂胶粘剂和乳液胶粘剂。调节涂胶量的设备可以用适应性强的逆式辊涂机或不太贵的辊式刮涂机（Knife-over-coater）。如需薄的涂膜，可用缠绕钢丝螺旋的棒刮去过量的胶粘剂。因为对于薄的涂膜制品，涂布乳胶料遇到涂布困难的情况下有时采用象气刀辊涂机或挠性刮涂机这样的装置。 胶粘带的涂层通常直接涂在背材上。相反，标签胶粘剂常常涂在隔离衬上，然后用包胶的夹辊压到纸或其它背材上，并以这样的结构或出售。 为了避免鼓泡等必须分级慢慢干燥，在工业烘箱中干燥速度通常限制在25～50yard/min,热空气烘箱是最通用的干燥箱，空气流常常由红外线加热。关于溶剂的处理，先进的烘箱或者采用焚烧溶剂（利用溶剂的燃烧值），或者采用冷凝方法或活性炭吸附方法回收溶剂〔4〕。干燥乳液所需的能量实际上小于溶剂型胶粘剂，因为干燥乳液只需较小量的热空气，而对溶剂型胶粘剂来说，空气体积必须大到使溶剂蒸气的浓度在爆炸限以外。 在几乎所有情况下，胶粘剂都是涂布在宽幅的材料上，然后再裁切成窄胶粘带，接着成卷，其他制品，则裁切小方块或其他想要的形状。 热熔涂布 将热熔压敏胶加热熔化达到适合设备使用的熔融粘度，然后输送到涂布机进行涂布。热熔涂布机指的是有粘度限制的设备，而挤出涂布器可以涂布粘度很高的胶粘剂。所以适合于热熔涂布的胶粘剂分子量受到限制，最通用的热熔涂布机是用泵使溶化的聚合物从贮槽流出通过涂布辊的缝隙，其他的装置也可以使用。 挤出涂布虽然目前被几个大的压敏胶厂家应用，但是重要性显然不断增加，因为挤出涂布可以使用高分子量组分。挤出涂布机可为橡胶系胶粘剂在机内混合橡胶与增粘剂创造条件。双螺杆挤出机可为丙烯酸系胶粘剂溶液或乳液除去挥发分并通过挤出机的缝隙输送{bfb}固体。热熔涂布机和挤出涂布机的涂胶量都在10001b/h以上。 热熔涂布机需要在投资比挤出机小得多，窄幅的热熔涂布机被标签生产厂家使用，或用于较小规模的胶粘带生产，挤出机只用于产品批量大、品种单一的场合。 辊压涂布 这种是较老的涂布技术，投资大，在压敏胶方面的应用正在减少，因为对厚涂层辊压涂布是较佳的工艺，故辊压涂布仍用于制造管道包敷胶粘带，胶粘剂厚度可大至12 mil。辊压涂布也可用于制造织物背衬的管道胶带（duct tape）。此外，为了补充渗入背衬中的胶粘剂需增大上胶量。新的压敏胶粘制品是否仍会用辊压涂布还难以确定。 背材 由于发现压敏胶粘制品有数不清的用途，所以需要许多种背材或载体，以便满足最终应用的要求。对于胶粘带和标签，背材主要选用薄而柔韧的材料，例如纸、薄膜、织物和金属箔。对于其他制品例如地板或铭牌板，背材可以是坚硬而厚的。其他背材，例如Velcro条可以是中等硬性的。 纸是最广泛使用的背材。事实上，纸占了大约80%的标签市场（按面积计）。最通常采用的厚度大约是5～6 mil，纸比薄膜便宜但易分层。因此，用作胶粘带的纸常用聚合物浸渍增强。这类聚合物浸渍剂可用苯乙烯－丁二烯乳液或丙烯酸系乳液。经常将纸皱化以增加纸的可舒展性，从而使纸能适应粗糙的表面。纸胶带用于遮蔽、包装、电气绝缘、识别或拼接，其中汽车工业用遮蔽的胶粘带用量{zd0}。在许多应用例如包装，纸正在被薄膜，特别是聚丙烯取代。标签用的纸背材很少浸渍乳液。用量{zd0}的是白土涂敷的纸，以使印刷质量更好。 薄膜背材每单位厚度的强度比纸大，还具有其他优点，如透明度和耐水性。赛珞玢是最早用于压敏胶粘制品的薄膜，但现在已被醋酸纤维素取代用作办公用胶粘带和家庭用胶粘带背材。OPP用量极大，接近于纸的用量，主要用于尿布用胶粘带、捆扎胶粘带和作其他包装应用。其它广泛使用的薄膜有聚酯，主要用于电气和包装应用以及装饰片。聚氯乙烯用于电工胶粘带、手指绷带、医药制品、装饰片和标签。聚乙烯除了厚膜用作地下输送管道用的防腐保护胶粘带外，在其它方面很少应用。用得更少的薄膜是尼龙、聚酰亚胺、喷镀金属的聚酯、氟碳树脂和聚氨酯－所有这些薄膜在市场上适于某些特殊的用途。 许多薄膜用纤维增强或层压在织物上，管道胶带市场是一个重要的部分，并且也用于金属铭牌板。 织物或布背材用于医疗胶粘带、手指绷带和电器胶粘带。其他特殊的背材包括金属箔或泡沫塑料。 隔离涂层和隔离衬 隔离涂层是压敏胶工艺的一个主要特性。胶粘带的背面常常需要涂防粘剂，使胶粘带解卷容易。标签和许多特殊制品常常要衬以防粘衬或隔离衬。有些胶粘带也需和隔离衬夹层一起卷取成卷。隔离衬通常涂有低表面能的聚合物材料，或由低表面能的薄膜构成。压敏胶对低表面能的聚合物材料粘附不好。注意，如果背材对压敏胶没有好的附着力，只有通过涂底胶或用化学方法处理才对压敏胶有较好的附着。在这种情况下，背材就不需要隔离涂层。 隔离剂在背材的反面涂成十分薄的薄层（见图1）。它可以是有机硅、醇酸树脂或含长链脂肪烃组分的共聚物。例如，乙烯替双十八酰胺可以加入涂料基料中或单独用。共聚物是含有丙烯酸硬脂酸酯单体的可交联的丙烯酸酯乳液或可交联的醋酸乙烯乳液。用其他聚合物或材料使用的范围很窄，这些聚合物或材料含有一部分低能的趋向于集中在表面的那些碳氢化合物。 有机硅涂料占胶粘带隔离涂层约1/4（按面积计），但有机硅涂料xx占领了隔离衬领域，最普通的隔离衬材料是牛皮纸。涂布聚乙烯的纸也有少量应用。有机硅涂料可以是溶液（最通用的），或自交联聚二甲基硅氧烷聚合物的乳液，用连续操作的方式进行涂布涂料和干燥。现已开发了无溶剂或{bfb}固化的涂料。电子束固化的涂料也是无溶剂的，预计将来可被接受，但现在只占市场的极小部分。许多压敏胶带和标签厂家自己制造隔离衬，但大多从造纸公司购买。 胶粘剂体系 xx橡胶，碳氢化合物弹性体是最早用于制造压敏胶的材料，现在仍广泛使用。现在“橡胶”这个术语包括许多新的合成弹性体以及xx橡胶（NR）。所有的橡胶系压敏胶的一种主要组分是增粘剂，通常占胶粘剂重量的30%～50%。这些增加粘性的材料也和其他类型的弹性体一起使用，从而成为压敏胶配方中重要的甚至是主要的原料。 |
