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橡胶型压敏胶粘剂的组成与配方

中华印刷包装网    2007/11/27 19:00:08    阅读次数:1719    阅读字体【


橡胶型压敏胶是以天然橡胶或合成橡胶配以适当的增粘树脂、软化剂、防老剂、填料、交联剂、溶剂等制成。橡胶是主体成分,它赋予压敏胶足够的内聚强度,增粘树脂使压敏胶具有一定的粘合性,软化剂用于降低压敏胶的本体粘度,提高低温下的初粘性。橡胶型压敏胶粘剂可以制成溶剂型、水乳型和无溶剂型(主要是压延型)等不同形式,其中溶剂型橡胶压敏胶仍然用得较多,也较为重要。


一、橡胶弹性体


橡胶弹性体是橡胶型压敏胶的主体成分,其主要作用是赋予必要的成膜性、内聚强度,粘弹性中的弹性成分等性。实际用作橡胶弹性体的有天然橡胶与部分合成橡胶,如天然橡胶,丁苯橡胶、聚异丁烯、丁基橡胶、顺式1,4-聚异戊二烯橡胶、顺丁橡胶等以及它们的再生胶,还有天然橡胶胶乳、丁苯胶乳等。


天然橡胶平均相对分子质量高且有一定的结晶性,内聚强度大,制得的压敏胶具有很好的持粘力。天然橡胶玻璃化温度低,在宽广的温度范围(-70~1300C)内有很好的弹性,因此制成的压敏胶柔软、弹性好、低温性能也好,天然橡胶极性小,易与非极性增粘树脂混溶,制成的压敏胶表面能较低,易于湿润固体表面,因而初粘性和粘合性都比较好,是橡胶中最适宜制作压敏胶粘剂的比较理想的弹性体。由于天然橡胶分子中含有大量的不饱和双键,耐气候老化性较差,耐油和耐有机溶剂较差。


丁苯橡胶与增粘树脂相容性不如天然橡胶好,粘合性能也不及天然橡胶,介便丁苯橡胶耐老化性能好、吸水性低、耐油性低、耐油、耐增塑剂、价格低廉,因此常与天然橡胶混合使用或单独使用以配制耐水性、耐老化性、耐油性较好的压敏胶粘剂。


丁基橡胶保留了聚异醒烯的优点,分子中却增加了双键,可进行硫化交联。此外,卤化丁基橡胶、部分硫化丁基橡胶也可用以配制压敏胶,但因其三大压敏胶性能(初粘力,粘合力、内聚力)难以达到较高水平的平衡,故仍然不能作通用压敏胶使用权用,只能用以制造金属保护和防腐用的压敏胶制品。


二、增粘树脂


增粘树脂是压敏胶粘剂的加一重要组分,其作用是赋予压敏胶必要的初粘性和粘合力,研究表明,增粘树脂超过一定量时,则与橡胶形成两相分散体系,橡胶为连续相,赋予压敏胶足够的内聚强度;增粘树脂和少量低分子橡胶为分散相,在胶粘界面形成一个很薄的粘性层,在外力作用直能够发生粘性流动,湿润被粘表面从而使初粘力增大。当增粘树脂与橡胶的用一适当时增粘树脂能很好地分散于橡胶相中,这时初粘力达到最大值,性能最佳若树脂用量过大则发生急剧的相转变,使树脂相变为连续相而橡胶相变为分散相,胶层便失去初粘力(胶粘剂与被粘物粘合瞬间后(0.2~10S或5~10min)产生的粘合力)性能下降。


两相形态学的观点并不能圆满地证明初粘力随增粘对脂用量变化的实质,有人从高聚物粘弹性的角度进行解释,认为不管是否出现相分离,树脂的溶解使橡胶相的粘度下降是初粘性增大的主要原因。随着树脂用理的增加,体系的表央粘度降低,初粘力增大。树脂的软化点越低,所达到的最低粘度值越小,而最高的初粘力则越大,达一粘度最低值所需的树脂量戟大。增粘树脂的加入降低了压敏胶的弹性模量,改变了粘弹性,使粘性增大,而初粘力增加,这就是科学、更透彻地就说明增粘作用的本质。


增粘效果主要是指加入的增粘树脂对胶粘剂压敏粘合性能即初粘力、1800C剥离强度和持粘力以及它们之间平衡关系的影响。三种物理性能越好,增粘效果就越佳。


三、软化剂


软化剂又称增塑剂或粘度调节剂,可以降低压敏胶的本体粘度,改善对被粘表面的湿润性,提高初粘力,尤其是低温下的初粘力。随着软化剂用量的增加,初粘力先增大后减小,使持粘力显著下降,1800C剥离强度也要降低。


常用的软化剂有油脂类,包括矿物油和植物油,如变压器油、凡士林、环烷油、羊毛脂、硬脂酸、()麻油、甘油、液体石蜡等。矿物油软化效果好价格便宜,环烷油综合性能较好,用之较多,还有液体橡胶和树脂,如低相对分子质量聚异丁烯、聚丁烯、液态聚异戊二烯、解聚橡胶、液体萜烯树脂、液态古马隆树脂等。由于相对分子质量比油脂类大,其软化效果比较小,但却有一定的增粘作用。合成增塑剂,如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯等,与橡胶相容性好,软化效果明显,且无色透明,尤其适于制造浅色透明的压敏胶粘剂制品。


四、防老剂


橡胶型压敏胶粘剂中的天然橡胶、丁苯橡胶、松香、萜烯树脂等都含有双键,在光、热、氧等作用下会降解或交联,发生明显的老化现象,使压敏胶层渐变脆,失去弹性和粘性,性能下降,以致无法使用,因此,必须加入适当的防老剂。常用的防老剂有264、防老剂D、防老剂MB紫外线吸收剂等。必须注意有的防老剂有污染性(如防老剂D),有的防老剂有硫化促进作用(如MB)防老剂的用量一般为0.5~2.0质量份。


五、颜填料


为了降低成本、改善性能和着色等目的,有时要加入一定的颜填料,常用的为某些无机盐类和金属氧化物或氢氧化物,如碳酸钙、硅酸盐、滑石粉、硫酸钡、立德粉、氧化锌、钛白粉、氢氧化铝、淀粉等。使用颜填料一般能或多或少地增加压敏胶的内聚力,但同时会降低初粘力和剥离力,选用颜填料必须注意粒径、形状、水含量、酸碱性及比表面对压敏胶粘剂的影响。