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压敏胶定义以及分类

2022.08.15 16:53:46   Clicks

压敏胶( PSA)是一类无需借助于溶剂、热或其它手段,只需施加轻度压力,即可与被粘接物黏合的胶黏剂。其特点是粘之容易,揭之不难,在较长时间内胶层不会干固,所以PSA也称不干胶。由于压敏胶具有任意条件下的粘接性,一般压敏胶都制成胶带、胶贴、胶膜、胶片等压敏胶制品。压敏胶制品由压敏胶层、基材和隔离纸(膜)三部分组成。

压敏胶制品的黏附特性分别为初粘力、粘接力、内聚力和粘基力。


压敏胶定义以及分类


初粘力是指当PSA制品和被粘接物以很轻的压力接触后立即快速分离所表现出的抗分离力,主要与润湿能力有关。

粘接力是指用适当的压力和时间进行黏合后,PSA制品和被粘接表面之间所表现出来的抵抗界面分离的能力。

内聚力是指胶黏剂层本身的强度;粘基力是指胶黏剂与基材或者胶黏剂和底涂剂及底涂剂和基材之间的粘接力。

作为一个好的PSA必须满足四大黏合力之间的平衡,即初粘力<粘接力<内聚力≤粘基力。粘接力大于初粘力时,如果发现粘接位置不合适时,可以再剥离和贴合;内聚力大于粘接力,揭除胶带会出现胶层破坏,导致胶黏剂污染被粘接物;粘接力大于内聚力,否则会产生胶层脱落基材的现象。


PSA种类繁多,按照 PSA主体材料的成分将其分为橡胶系列和树脂系列两大类,进一步可以分为橡胶型PSA、热塑性弹性体PSA、丙烯酸酯PSA、有机硅 PSA及聚氨酯PSA 等,其中,丙烯酸酯PSA是目前品种最多、应用最广的一类。


 一、橡胶型PSA


天然橡胶和合成橡胶是组成橡胶型PSA的主体聚合物。它的主要作用是赋予PSA以必要的黏弹性、内聚强度以及耐介质等性能。如今使用较多的有天然橡胶(NR)、合成橡胶包括丁苯橡胶( SBR)、丁基橡胶(BR)以及聚异丁烯橡胶(PIB)等以及它们的再生橡胶等几个主要品种,但由于分子链上含有大量不饱和键而易老化。


二、热塑性弹性体类PSA


热塑性弹性体类PSA是由热塑性聚合物、增黏树脂、增塑剂、抗氧剂以及填料等组成的。其中,最主要的成分就是热塑性弹性体,主要有苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物( SIS)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物( SBS)等。它们都是嵌段共聚物,具有良好的热塑性、弹性和蠕变性能,适用于制备PSA,但是由于SBS、SIS的分子极性小,而且在分子中存在不饱和双键,以此制备的PSA具有对极性材料的粘接强度较低、耐溶剂性差和耐热氧老化性能欠佳等缺点。通过中间橡胶相的改性,如SEBS和SIBS制备的压敏胶,耐老化性能明显得到提高。


 三、丙烯酸酯类PSA


丙烯酸酯类PSA是由丙烯酸酯单体和其它乙烯类单体共聚而成的。丙烯酸酯类PSA配方简单、粘接范围广、耐候性佳、耐光性强、耐油性优、耐水性好、不存在相分离和迁移等现象,因而在各个领域中的应用广泛。丙烯酸酯类PSA按照不同类型可分为溶剂型、乳液型、热熔型、水溶胶型和辐射固化型五种。


(1)溶剂型丙烯酸酯类PSA是由丙烯酸酯单体在有机溶剂中进行自由基聚合而得的黏稠状液体,加或不加其它添加剂所构成的(分为非交联型、交联型和非水分散型三种)。溶剂型丙烯酸酯类PSA具有平均相对分子质量较低、润湿性好、初粘力大、干燥速率快和耐水性好等诸多优点,至今仍被广泛用于高强度、压敏标签和双面胶带等领域。溶剂型丙烯酸酯类PSA的主要缺点是高温下持粘力不高,通常可采用交联的方法提高其耐高温性能。

(2)乳液型丙烯酸酯类PSA是丙烯酸酯类PSA中最重要的一类,由丙烯酸丁酯 (BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)等软单体与AA、丙烯酸羟基乙(丙)酯等功能单体以及MMA、VAc等硬单体经乳液共聚法制备而得。

(3)乳液型丙烯酸酯类PSA具有成本低、使用安全、无污染、聚合时间短、对各种材料都有良好的粘接性和涂膜无色透明等优点,但其还存在着耐水性较差、干燥速率较慢等缺点。

(4)热熔型丙烯酸酯类PSA是继溶液型PSA和乳液型PSA之后的第三代 PSA产品。该类PSA在熔融状态下进行涂布,冷却硬化后施加轻压便能快速黏合。热熔型丙烯酸酯类PSA生产中不使用溶剂,故具有无毒、无废液(有利于环保)、制备简单、使用方便且用途广泛等诸多优点,但其对温度变化的适应性较差。

(5)辐射固化型丙烯酸酯类PSA是目前国内外研究的重点方向之一,包括紫外光或电子束固化型胶黏剂。

 

这类PSA一般含有单体、光聚合性低聚物、光引发剂、活化剂、链转移剂和增黏树脂等组分。它们在高温下呈适于涂布的黏稠状液体;使用时将其涂布于基材上,经紫外线或电子束照射后固化成具有实用性能的PSA胶黏制品。


四、有机硅类PSA


有机硅类PSA可分为过氧化物硫化型和加成型两种。有机硅类PSA不仅像其它PSA一样对金属、纸、玻璃、织物和塑料等表面有黏附性,而且对聚四氟乙烯、硅橡胶等低表面能也有很好的黏附性,是唯一能在一65~260℃的温度范围内使用的 PSA。

优点:它具有优异的电性能、对金属无腐蚀、耐冷(热)交变性优、耐腐蚀性佳、耐候性好且对皮肤无刺激等特点。有机硅类PSA可用于制造耐热胶带、耐低温胶带、医用胶带和电绝缘胶带等,能广泛应用于医疗及各工业领域。

缺点:有机硅压敏胶与其它压敏胶相比又有许多不足之处:粘接力小,基材的处理技术非常苛刻;工艺复杂,成本较高;且多数有机硅压敏胶是溶剂型的,干燥和热处理温度比较高(一般在100~180℃之间);对于甲基型有机硅压敏胶,除价格很高的聚四氟乙烯等氟化物外,还没有找到合适的隔离纸。


五、聚氨酯PS

PU类PSA属于线型多嵌段共聚物,嵌段中包括交替的软段和硬段。软段―般为聚醚、聚酯或聚烯竖等;硬段一般由异氰酸酯和扩链剂等组成。PU类PSA具有很好的粘接性和耐热性,因而广泛用于织物整理、胶黏剂、涂料和皮革涂饰等行业,并且已成为人们研究和关注的焦点。另外,PU类PSA具有良好的物理力学性能、耐磨性和耐有机溶剂等特点,是具有较大发展前途的绿色环保型材料。


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