壓敏膠即是對(duì)壓力敏感、 不需加熱、不需溶劑、不需較大的壓力、只需稍微加壓或用手指一按就能實(shí)現(xiàn)粘接的一種膠粘劑。 其特點(diǎn)是粘之容易,揭之不難,剝而不損, 在較長的時(shí)間內(nèi)膠層不會(huì)干固,所以壓敏膠也稱為不干膠。具有近一個(gè)世紀(jì)歷史的醫(yī)用橡皮膏, 就是用此類膠粘劑。最常見的使用形式是將壓敏膠涂于塑料薄膜、織物、紙張或金屬箔上制成膠帶
壓敏膠一般分為橡膠型與樹脂型兩類。 橡膠型包括天然橡膠或合成橡膠,常用于制造壓敏膠的合成橡膠有聚異丁烯膠、 丁基膠和丁苯膠。常用的樹脂有丙烯酸樹脂、 硅樹脂、聚氨酯和氟樹脂。由于壓敏膠具有價(jià)格低廉、使用方便、不污染被粘物表面等諸多優(yōu)點(diǎn), 近年來,發(fā)展較快,許多新型高效的壓敏膠合成方法及其產(chǎn)品被開發(fā)出來并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。目前使用最多的是聚丙烯酸酯類樹脂。
壓敏膠的合成方式有很多種類型, 本文主要對(duì)目前比較常用的幾種方式進(jìn)行介紹,現(xiàn)將近幾年來這方面的研究成果分類敘述如下。
1 溶液聚臺(tái)型
合成壓敏膠最常用的方法之一是溶液聚合法。溶液聚合法合成的膠液比較穩(wěn)定,體系均一, 但會(huì)造成環(huán)境污染,而且當(dāng)固含量較高時(shí),體系粘度很大,給生產(chǎn)和涂布帶來一定困難。
目前應(yīng)用的不多, 研究也較少。近幾年這方面的文獻(xiàn)所見甚少。張建英研究了以SBS樹脂為成膜物的溶液型壓敏膠, 討論了SBS、溶劑、增粘樹脂和軟化劑對(duì)膠液性能的影響,得到了最佳配方并投入生產(chǎn),效果良好。王崇高等[2]采用丙烯酸乙酯(EA)/丙烯酸丁酯(BA)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物為基料,以改性松香為改性劑,研制出一種發(fā)泡基材專用溶液型壓敏膠, 該膠不僅干燥速度快,涂布方便,耐低溫性能好, 而且還具有較好的初粘性和持粘性。產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用到空調(diào)、冰箱上泡沫基材的粘貼。
2 乳液聚臺(tái)型
乳液聚合法, 可以合成高固含量低粘度的乳液型壓敏膠,具有產(chǎn)品成本低、操作安全、 不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。但乳化劑的存在使膠層的耐水性下降,水的揮發(fā)又需要較高的潛能, 影響施工效率;同時(shí),乳液膠的表面張力高,對(duì)非極性基材的潤濕性差,涂布工藝較困難。
深入研究了以丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酪為單體的乳液型丙烯酸樹脂壓敏膠的制備工藝及其影響因素, 如:軟/硬單體的配比、改性單體的種類及其用量以及不同的堿來調(diào)節(jié)pH值等工藝條件, 并獲得了綜合性能優(yōu)良的乳液型丙烯酸酯壓敏膠。
另外,研究了用組成上只有單體和官能團(tuán)改性單體的三元共聚體系制備丙烯酸乳液壓敏膠的方法, 制得的產(chǎn)品性能與北京東方化工廠的產(chǎn)品PS-9317相比,性能稍優(yōu),并已投入使用,反映良好。
在傳統(tǒng)乳液聚合方法的基礎(chǔ)上, 新的乳液聚合方法也得到迅速發(fā)展。其中一個(gè)重要的發(fā)展方向是合成具有多層結(jié)構(gòu)的壓敏膠,這種結(jié)構(gòu)中核-殼組成的改變使乳膠粒子內(nèi)外性能不同, 可以同時(shí)兼顧幾方面性能的要求。近年來這種技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展很快,產(chǎn)品的應(yīng)用也在逐漸增加。
采用這種“核-殼”高分子聚合新工藝研制一種新型自交聯(lián)丙烯酸乳液壓敏膠QPS-9618, 各項(xiàng)性能均達(dá)到國內(nèi)較好產(chǎn)品水平,可廣泛應(yīng)用于BOPP膠帶、PVC膠帶、布膠帶和各種不干商標(biāo)等。
等以VAE乳液為核, 丙烯酸酪共聚體為殼,采用核-殼乳液聚合工藝制得一種新型金拉線專用壓敏膠。 與QPS-9618進(jìn)行比較,不僅性能合乎要求,而且克服了后者涂布不均勻、 有泡點(diǎn)、易斷線、脫膠、膠線亮度差等缺點(diǎn)。所涂布的金拉線樣品經(jīng)山東幾
家卷煙廠試驗(yàn),可以滿足高檔香煙盒的包裝需要。
用無皂乳液聚合法避免乳化劑對(duì)膠粘性能的不良影響, 是目前受到廣泛關(guān)注的另一研究方向。 如在不加入乳化劑的情況下,通過烷基丙烯酸酯與烯基不飽和羧酸共聚可以合成固含量為54%的水分散壓敏膠, 具有優(yōu)良的耐濕性和很高的粘結(jié)強(qiáng)度。
3 光聚合型
光聚合合成壓敏膠是將單體、 光引發(fā)劑和助劑混合后涂布到底材上,然后用電子束(EB) 、可見光或紫外光引發(fā)聚合反應(yīng)。優(yōu)點(diǎn)是不需加熱,一般不用溶劑,污染小, 很適合熱敏材料。聚合體系包括光引發(fā)劑和光可固化樹酯。光引發(fā)劑常用安息香醚類、 二苯酮類、二芳基碘鹽等。光聚合適用范圍較窄,要求膠層不能太厚,透明性要好,同時(shí)要求助劑在引發(fā)劑分解波長處無吸收或吸收很低。
由于光聚合有涂層均勻的特點(diǎn),因而可用于難粘結(jié)的材料。如將一種以上的(甲基)丙烯酸烷基酯與烯基不飽和化合物、經(jīng)基丙烯酸環(huán)氧酯和光引發(fā)劑混合,光照聚合,可用于水泥、磚、石棉等底材的粘結(jié)
另外, 該聚合方法也在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。由于UV固化需要光敏引發(fā)劑,而光敏引發(fā)劑的裂解產(chǎn)物可能會(huì)引起生理反應(yīng), 造成了應(yīng)用的不便。然而,共聚的光敏引發(fā)劑可以克服這一缺陷。 不采用交聯(lián)劑或引發(fā)劑,通過在聚合物骨干上生成自由基的方式,EB也可用來交聯(lián)一種丙烯酸酯共聚物。生成的PSA可用于透皮遞釋系統(tǒng)或其他需要與皮膚穩(wěn)定粘結(jié)的醫(yī)療用途。
4 雙組分交聯(lián)型
為了保證壓敏膠的儲(chǔ)存穩(wěn)定性, 聚合物組分與交聯(lián)劑通常是分裝的,在使用前才混合, 稱為雙組分壓敏膠。一種單組分壓敏膠是在聚合物體系中分散了微膠囊化交聯(lián)劑, 涂布時(shí)靠外力作用破壞微膠囊,釋放出交聯(lián)劑實(shí)現(xiàn)迅速交聯(lián)固化,起到粘結(jié)作用。 它是將微膠囊化的胺類或亞乙基亞胺化合物交聯(lián)劑分散在10個(gè)碳以下的丙烯酸烷基酯類均聚物、(甲基) 丙烯酸酯單體和含極性基體的烯類單體共聚物、液態(tài)異戊二烯橡膠中組成壓敏膠, 具有長期儲(chǔ)存的穩(wěn)定性和對(duì)基材良好的透過性,可產(chǎn)生自粘,使用壓力約5kg/cm2。
雙組分表面保護(hù)壓敏膠帶是這類壓敏膠的常用制品,主要用于裝飾板、塑料板、涂裝板、 不銹鋼板、鋁板等運(yùn)輸時(shí)保護(hù)其表面。除應(yīng)具有良好的使用性能,如持粘力高、 耐污染、耐熱、耐候性好,具有再剝離性、不污染被粘表面等以外,還要求剝離后不移膠,即揭開時(shí)壓敏膠不在物品上留有殘跡。張明珠等[10] 用溶液型丙烯酸類雙組分壓敏膠制得一種雙組分表面保護(hù)壓敏膠帶,研究了施膠厚度、基材種類、干燥時(shí)間及溫度以及涂膠時(shí)間等因素對(duì)膠帶性能的影響,獲得了優(yōu)化的工藝條件。(待續(xù))
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