橡胶密封制品技术讲座《六十》附三_武工_新浪博客

丙烯酸酯系压敏胶有交联型和非交联型之分。非交联型丙烯酸酯压敏胶黏剂的制备较为简单,缺点是它的内聚力和耐热性比较低。为了克服这一缺点,可以向丙烯酸酯压敏胶黏剂中添加增黏树脂(如松香或C5石油树脂)。

交联型丙烯酸酯压敏胶的内聚强度和弹性及使用温度范围都比非交联型的大,其耐热性、耐油性和耐水性等性能都得以提高。如羧酸-三聚氰胺、羧酸-金属化合物等都属于此类交联型丙烯酸酯压敏胶的配合剂。

1.现状及发展方向

溶剂型压敏胶黏剂的干燥性、工艺操作及加工都比较好,因此目前还不会xx被乳液和热熔性压敏胶所取代。在许多应用领域仍占据着相当的比例。丙烯酸溶剂压敏胶适宜于生产中、xx胶黏制品。它今后的发展方向应当是:①制备高含固量胶黏剂可用现有涂布机涂布的压敏胶;②开发耐增塑剂的压敏胶黏剂,内聚力不下降,对PVC初粘力高,持粘力沔降;③开发粘接力、内聚力和初粘力三者之间较好平衡的品种,在高温和高湿下变化不大,对高、低极性的被粘材料都具有较高的粘接强度;④开发粘接聚烯烃和光学膜用的压敏胶黏剂及医用压敏胶。

一、无溶剂型压敏胶黏剂

无溶剂型压敏胶是随着人们对环境的无公害、生产成本降低、操作加工方便、黏度下降等要求与日俱增的前提下应运而生的。由于无溶剂型压敏胶具有溶剂型压敏胶所无法替代的一系列优点,因而发展速度很快,正在逐步取代溶剂型压敏胶,在市场上占有相当的份额。

1.乳液型压敏胶黏剂常用的乳液为xx橡胶胶乳、聚异戊二烯胶乳和丙烯酸酯乳液等,其中用量最多的是丙烯酸酯胶乳,这是因为它无需外加增黏剂,软化剂和防老剂,工艺相对比较简单。

乳液型压敏胶黏剂制备的关键是高浓度、低黏度、干燥快。影响这些性能的因素也有多项。如所用乳化剂的种类和用量都会对乳液的性能产生不同的影响。

其次,交联剂的用量对乳液性能也有重要的影响。交联剂的用量控制在0.4%~0.6%时乳液的剥离强度和耐水性较好。

除上述因素以外,加工工艺条件(如反应温度、滴加速度)对其性能也会有所影响。如果滴加速度加快,产生的乳液粒径大,乳液会变得粗糙。所以滴加速度以乳液细腻为准,滴加时间一般为2h左右。

从总体上讲,乳液型压敏胶在剥离强度和耐温性方面还不如溶液型压敏胶的好。为了改善这些性能,可从以下三个方面进行改进:①采用多种丙烯酸酯单体共聚,优化调节压敏胶的强度;②尽可减少乳化剂用量,减少低分子物形成的弱界面层;③加入适量丙烯酸(AA)和羟甲基丙烯酰胺(HMAM)。

除了丙烯酸酯类乳液型压敏胶以外,xx橡胶到目前为止仍然是生产压敏胶黏制品的主要胶种。这是因为xx橡胶具有非常独特的性能,其某些性能是其他合成橡胶所无法比拟的。这些性能包括干黏性、较高的分子量、橡胶分子间内聚强度较高等。特别是xx胶乳具有黏合适应面广,胶层弹性良好,粘接强度高,原料来源方便,xx,安全及无污染等一系列优点,从而使它在压敏胶黏制品方面得到广泛应用。

xx胶乳压敏胶的一般组成为:xx胶乳100份,增黏树脂乳液40~120份,防老剂及其他助剂1~10份。增黏树脂乳液的制备是提高胶料对被粘物及胶黏带基材黏附力的关键所在。制备时必须考虑增黏树脂的种类,分子量和极性,乳化方法,乳液的粒度、均一性和稳定性。常用于溶剂型压敏胶的增黏树脂(如松香、改性松香酯、萜烯树脂)经过乳化后皆可用于xx胶乳系统。比较成熟的乳化方法有反转乳化法、高压乳化法、自然乳化法和聚合乳化法等。

xx胶乳用于压敏胶,也存在其不足之处,如胶乳干燥后胶层过于柔软,粘接强度 会下降;由于xx胶乳分子量过大,导致触变性较差;橡胶分子缺乏极性官能团,对强极性基材(如木材、玻璃等)的粘接强度不高等。

当然,可以采取改进措施,xx上述缺陷。①使xx胶乳解聚,解聚的方法可采用羟胺、过氧化物以及空气中的氧等,部分解聚的xx胶乳与未解聚胶乳并用,调节初粘力、剥离强度与持粘力三者之间的平衡关系。②使xx胶乳与其他单体或活性高分子接枝,如与MMA(甲基丙烯酸甲酯)接枝共聚。③与其他树脂胶乳(如丁苯胶乳)并用。通过这些措施的推广,上述不足之处将得到弥补,xx橡胶乳液型压敏胶黏剂的性能将更加完善,应用范围也将进一步拓宽。

2.热熔型压敏胶黏剂

热熔压敏胶黏剂是继溶剂形和乳液型压敏胶之后的第三代压敏胶制品,其{zd0}的优点是无溶剂,不会产生废液,对环境不会造成污染。用作热熔型压敏胶的主体材料为SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SEBS(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯四嵌段共聚物)、EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)等。除此以外,最近还新开发了不少新的热熔型压敏胶,如丙烯酸聚合物配合水溶性聚合物制成触水分散的热熔压敏胶。

热熔压敏胶的种类主要有:{yj}型(高剥离强度)、可剥离型(撕开胶黏带时压敏胶不会转移到基材上)、半{yj}型(短期内可剥离,长时间黏合后不可剥离)。热熔型压敏胶的一般组成为高分子弹性体、增黏剂、增塑剂、软化剂、防老剂和填充剂。

和传统的涂布工艺相比,热熔压敏胶的涂布具有下列优点:①可涂布不能加热的材料;②可涂布不能拉伸的材料;③进行有图形式的涂布;④进行堆积胶涂布。从实际生产工艺来说,可进行挤出成型涂布、密轮式辊压涂布、喷雾鱼鳞状涂布和丝网涂布等。

由SIS和SBS热塑性弹性体制成的热熔型压敏胶制品早已开发成功,工艺成熟,品种齐全,已形成相当的生产规模。将二者相比,SIS似乎是更理想的热熔型压敏胶的主体材料,其性能优于SBS和EVA   。压敏胶黏剂的技术关键是如何选择适宜的增黏剂。选对了增黏剂,就可降低热熔压敏胶的熔融黏度,提高热熔压敏胶熔化后对被粘物的浸润性和初粘力,提高粘接强度,改善操作性能和降低成本。据文献报道,改性松香的增黏效果{zh0},但软化点较低,因而耐热性差,萜烯树脂的初粘力高,较适宜作为热熔压敏胶的增黏树脂。

采用不同的增黏剂,对热熔压敏胶的软化点有显著影响,决定热熔压敏胶软化点高低的主要因素是增黏剂本身软化点的高低。

除了增黏剂的种类,增黏剂的含量同样对软化点等物理性能有重要影响。在一定范围内,热熔压敏胶的初粘力及180°剥离强度随增黏剂用量的增大而增大。当剥离强度达到{zd0}值后,若再提高增黏剂的用量反而会使剥离强度降低。在一定范围内,增黏剂含量增加,压敏胶的软化点下降。

在热熔压敏胶配方中,增塑剂的作用也是显而易见时,它用以改进热熔压敏胶的流动性和初粘力,改进热熔压敏胶的耐冲击性,而寒性和柔性,它的副作用是会降低粘接力和内聚力。

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