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压敏胶 压敏胶的配方解析,绝对干货

压敏胶,简称压敏胶,是丙烯酸和橡胶系列的溶剂型或乳胶型胶粘剂,主要用于生产压敏胶带。

近年来,由于高速操作、合理涂布和消除溶剂污染的需要,热熔压敏胶得到了发展。热熔压敏胶(HMPSA)是一种基于热塑性聚合物的胶粘剂,它综合了热熔胶粘剂和压敏胶的特点。它无溶剂,无污染,使用方便。可在熔融状态下使用,冷却固化后轻轻用手指按压即可粘合。因其功能强大,广泛应用于纸尿裤、女性用品、双面胶、标签、包装、医疗保健、书籍装帧、表面保护膜、木材加工、壁纸、制鞋等。

热塑性弹性体压敏胶由SBS、SIS、增粘树脂、软化剂、抗氧剂、着色剂等组成。只有组分分布得当,才能制备出性能优异的压敏胶。

组分1: SBS和SIS SBS为苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物,SIS为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物,具有橡胶和塑料的双重特性,来源容易,价格适中,非常适合作为压敏胶的弹性体组分。

SBS按结构可分为线性结构和星型结构两种。线型结构分子量低,溶解性好,但内聚强度不足;星型结构分子量高,内聚强度大,但熔融温度高。因此,制造压敏胶应选择线型结构的SBS。苯乙烯(St)和丁二烯(Bd)的相对含量比对性能有很大影响。St/Bd比大,粘度小,附着力大,但弹性和耐寒性差;St/Bd小,粘度和弹性增加,但粘接强度和耐热性降低。用作压敏胶的SBS一般选用St/Bd为30/70的。

SIS是不相容的两相结构,PS分散在聚异戊二烯的连续相中,起到“硫化”和补强的作用。结构中有聚异戊二烯嵌段,有多个甲基侧链,附着力强。比SBS更适合制造压敏胶,尤其是热熔压敏胶。SIS的玻璃化转变温度为Tg1-550℃,Tg21000C,弹性高,不耐老化,耐水、耐醇、耐弱酸、耐弱碱。酯、酮、芳烃和碳氢化合物会溶解或膨胀SIS。

组分二:增粘树脂热塑性弹性体SIS本身没有初始粘度,所以必须加入增粘树脂才能具有压敏性能。压敏胶性能的关键是其粘弹性。增粘剂的作用是赋予压敏胶必要的粘度。由于热塑性弹性体具有两相聚集结构,因此在选择增粘树脂时必须考虑增粘树脂与弹性体的相容性。热塑性弹性体中与橡胶相相容的增粘树脂包括松香和松香酯、萜烯树脂、C5石油树脂等。,其赋予压敏粘合剂粘性;与塑料相相容的增粘树脂包括古马隆树脂、芳烃石油树脂、聚苯乙烯树脂等。,可以提高压敏胶的内聚力。还有一些与两相相容的增粘树脂,如高软化点的萜烯酚醛树脂和低软化点的芳香族石油树脂。酚醛树脂与热塑性弹性体的两相都不相容。

加入增粘树脂后,将SBS和SIS混合,通过扭辫分析改变两相的玻璃化转变温度,从而影响压敏胶的性能。萜烯树脂可以大大提高铅相的玻璃化转变温度,略微降低聚苯乙烯相的玻璃化转变温度。松香树脂对铅相的玻璃化转变温度影响很大,但对聚苯乙烯相的玻璃化转变温度影响不大。C5石油树脂相的玻璃化转变温度略有升高,但聚苯乙烯相的玻璃化转变温度变化较大。芳烃石油树脂(C9)与两相不是很相容,对Tg影响不大。

萜烯树脂体系性能最好,具有良好的快粘性和剥离强度,持粘性适中。C9石油树脂综合性能最差。

热塑性弹性体有两种不同的结构。除了萜烯树脂作为主要的增粘树脂外,还可以加入适量的其他增粘树脂来调节压敏胶的综合性能。这种混合增粘树脂的方法可以获得性能更好的压敏粘合剂。增粘树脂的量通常等于或略大于热塑性弹性体的量。老实说,随着增粘树脂的增加,压敏胶的剥离强度增加。当剥离强度达到峰值时,增粘树脂再次增加,但剥离强度急剧下降。

组分3:软化剂必须在热塑性弹性体压敏胶中加入增粘树脂;应加入一定量的软化剂(或增塑剂)来改善压敏胶的性能,如增加初粘力、降低压敏胶的溶液或熔体粘度、改善涂布工艺等;而且还能适当降低成本。

选择软化剂时应考虑软化剂与热塑性弹性体的相容性。软化剂的加入改变了热塑性弹性体中两相的玻璃化转变湿度Tg,这将直接影响压敏胶的性能。

选择好的柔软剂应该只溶于橡胶,不溶于塑料,以免过分降低压敏胶的粘结强度。此外,柔软剂要求挥发性小、粘度低、无毒、抗老化、价格便宜。以操作油(环烷油)为软化剂的体系综合性能理想,芳烃含量为2%~3%,也会溶解在PS相中,导致室温或高温下粘结强度下降。需要指出的是,在热塑性弹性体中,邻苯二甲酸酯(DBP,DOP)与PS是相容的。当其压敏胶用于制作PVC胶带时,由于增塑剂向胶层迁移,压敏胶的粘结强度降低。增塑剂迁移对压敏胶粘结强度的影响比天然橡胶和合成橡胶更严重,可通过在聚氯乙烯薄膜上接枝SBS胶粘剂来改善。

组分4:抗氧剂SDS热塑性弹性体中含有不饱和键,会受到氧、光、热等环境因素的老化,尤其是在制备热熔压敏胶并高温熔融涂布时。因此,压敏胶配方中必须添加抗氧化剂。热熔压敏胶制备过程中如果不添加抗氧化剂,气液界面瓶壁会出现黄色结焦。随着温度的升高,颜色逐渐发生深刻的变化,影响产品的外观和性能。实际测试表明,添加抗氧剂的压敏胶的剥离强度比不添加抗氧剂的压敏胶高30%左右。

抗老化剂种类繁多,常用的有N,N-二丁基氨基磺酸锌(BZ)和乙基苯基二硫代氨基甲酸锌(PX),颜色浅,不易氧化,用量一般为热塑性弹性体的2%~5%。苯胺抗氧剂易氧化发黑,不适合制备热熔压敏胶。最好是几个抗衰老剂一起用。

组分5:交联剂热塑性弹性体压敏胶的内聚强度和附着力在高温下会迅速降低。为了提高压敏胶的高温性能,需要在配方中加入一些交联剂,使不饱和橡胶的双键发生化学交联,提高压敏胶的粘结强度和附着力。常用的交联剂有硫磺或硫磺载体、过氧化物和活性酚醛树脂。硫或硫载体的用量为0.3%~1.5%,应加入0.3%~1.0%的硫化促进剂和0.3%~1.0%的氧化锌与硬脂酸共存。过氧化物的用量一般为1%~4%,最好加入5%~25%的活性丙烯酸酯单体(如乙二醇的甲基丙烯酸二酯)。

组分6:着色剂彩色压敏胶可通过在热塑性弹性压敏胶配方中加入颜填料制成,白色压敏胶可通过加入适量二氧化钛制成。

组分7:其他添加剂为了降低某些溶剂型压敏胶的成本或增加其粘度,可以用天然橡胶或合成橡胶来代替某些热塑性弹性体,但必须注意二者之间的相容性。天然橡胶和异戊二烯橡胶与SIS相容性较好,丁苯橡胶和顺丁橡胶可用于SBS压敏胶体系。

热塑性弹性体压敏粘合剂配方指南

设计配方时,必须熟悉各组分对热塑性弹性体压敏胶的影响规律,总结如下:

1.与橡胶相相容的增粘树脂和溶于橡胶相的软化剂都能提高初始粘度,而与塑料相相容的增粘树脂则相反。

2.随着与塑料相容的增粘树脂的增加,1800℃剥离强度增加;但随着与橡胶相容的增粘树脂和软化剂的增加而降低。

3.与塑料相容的增粘树脂使压敏粘合剂硬化,并增加弹性模量和内聚强度。以及与橡胶相容的增粘树脂和软化剂。恰恰相反。

4.压敏胶的最高使用温度取决于与塑料相容的增粘树脂的软化点,并随着增粘树脂用量的增加而增加。

5.压敏胶的最低使用温度取决于与橡胶相容的增粘树脂的软化点,并随着增粘树脂用量的减少而降低。

6.任何与橡胶相容的增粘树脂和软化剂都能显著降低压敏胶的溶液粘度和熔体粘度。

7.添加抗氧化剂可以有效提高热压敏胶的性能和质量。

8.加入无机颜填料会增加压敏胶的粘度,改变其外观。

9.加入适当的交联剂可以提高压敏胶的耐高温性能。

10.一些热塑性弹性体可以用天然橡胶或合成橡胶代替,可以降低成本,增加粘度。

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