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SBS/SIS型热熔压敏胶配方还原

嘉峪检测网        2023-03-02 17:18

背景介绍
 
       热熔压敏胶是继溶剂型和乳液型压敏胶之后的第三代压敏胶产品,较之前两者,热熔型压敏胶无溶剂,更有利于环保和安全生产,生产效率高,生产成本相对低,所以目前世界各国正大力开发热熔型压敏胶。尤其因为它不需要溶剂,在人们环保意识和保健意识日趋强烈的今天,比溶剂型压敏胶更加有市场和发展潜力,有希望代替溶剂型压敏胶 。
 
优势及应用范围
 
优势:热熔压敏胶最大的优点是不含有机溶剂,低公害、涂布速度快、自动化程度高、制品成本低,其价格是溶剂型压敏胶的50%~70% 。
 
应用范围:热熔压敏胶在轻工产品的升级换代中发挥了很大作用,与传统的溶剂型或乳液型压敏胶比较有其特点和优势。它的应用范围很广,可用于汽车工业、电子工业、包装、医疗卫生、木材加工、双面胶带、标签壁纸及军用侦毒制品等方面。
 
发展状况
 
HMPSA制品市场广泛,潜力很大。近几年来由于生产设备的发展和原料大量进口的带动,我国热熔压敏胶出现了一个快速发展期,因为热熔压敏胶带配方比较简单、成本较低,已出现热熔压敏型的保护膜胶带、双面胶带、皱纹纸胶带、泡棉胶带等产品直逼传统压敏胶的产品。由于热熔压敏胶具有明显优点,正在以较快速度进入市场。在环保要求日益提高的今天,可以预测在未来的几年内,热熔压敏胶制品将继续保持较快速度发展。随着中国加入世贸组织,越来越多的跨国企业将在中国投资,与中国的生产厂商合作。由此可见,对环境无污染,对人体无危害,符合“环保、健康、安全”三大要求的面向21世纪的生态环境胶粘剂是发展的必然趋势。
 
一、热熔型压敏胶的配方组成
 
热熔压敏胶的一般组成为:高分子弹性体、增黏树脂、增塑剂、填充剂、软化剂、抗氧剂等组成。
 
1 、SBS/SIS热塑性弹性体
 
高分子弹性体,如SIS、SBS、SEBS、SEPS等。常见的热熔压敏胶主要是指苯乙烯及其嵌段共聚物(SBS、SIS)类热熔压敏胶。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)又称热塑性丁苯橡胶,是一种热塑性弹性体,它既有聚苯乙烯(PS)的溶解性和热塑性,又具有顺丁橡胶(PB)的柔韧性和回弹性。SBS溶解性好,与很多聚合物都相容,不需高温硫化,加入树脂和增黏剂可以降低其熔融黏度,非常适合制备热熔压敏胶。如图1.1所示,其中苯乙烯塑料相在整个结构中起物理交联点的作用,因此塑料相在被溶解或是熔融的情况下,会失去交联作用,变成流体;而在熔体冷却或溶剂挥发后,塑料相又可以恢复物理交联作用。
 
图1.1 热塑性弹性体两相结构
 
2、增粘树脂
 
增粘树脂是压敏胶粘剂中除主体弹性体外的另一个最重要成分,它的主要作用是赋于压敏胶以必要的粘性。
 
增粘树脂的加入可以降低热熔胶的熔融粘度,涂胶后使之易于润湿被粘物表面、延长保存期、提高粘接强度和柔韧性,也便于涂胶操作。增粘树脂是分子量为几百到几千、软化点为60~150℃的一类无定型热塑性聚合物。增粘树脂的玻璃化温度在室温以上,常温下呈固态,几乎没有力学强度。此外增粘树脂还可以调整热熔胶的耐热温度及露置时间。要求增粘树脂与弹性体相容性好(溶解度参数接近),粘接力强,热稳定性好,增粘剂的添加量为50~150份(以100质量份弹性体计)。常用的增粘剂可分为两大类:   
 
 
增粘树脂应具备以下几个条件:
 
与胶粘剂主体树胎的相容性要好,即它们的溶解度参数(SP,与solubility parameter)应相近。
 
 (1-1)
 
增粘效果持久且随时间的变化小不影响橡胶的硫化
 
3、软化油
 
在胶粘剂中加入软化剂的目的是;
 
①降低熔融粘度,以利于涂布工艺;
 
②增加热熔压敏胶的初粘力,降低和调节热熔胶的熔融粘度,并改善它的粘接性能;
 
③降低胶粘剂成本。“一定量的软化剂可以提高胶粘剂的初粘性,”但会使剥离强度迅速下降。
 
因此,软化剂不易大量的使用。常用的软化剂有环烷油、白矿油等物质。
 
4、抗氧化剂
 
热熔压敏原料SBS、SIS、改性松香等都含有不饱和双健,高温下易被氧化,制好之后也会随着存放时间的增长被空气中的氧氧化,导致链段变短胶失去粘性,因此需要考虑防老化的改性。常用的防老化方法是在加工时加入防老剂和抗氧剂,以防止高温下原料变质。
 
二、实用参考配方
 
SBS与SIS热熔型压敏胶体系中最佳配方为:

成分

质量百分比

成分说明

SIS

10-15%

主体树脂

SBS

10-15%

附加主体树脂

软化剂

10-15%

 

增粘剂

50-60%

 

防老剂

1%

 
 
其中不同牌号的基体对体系力学性能影响明显,SIS为基体热熔型压敏胶性能优于SBS热熔型压敏胶,但是为降低成本,可两者混合作为基体。对于不同SIS基体的热熔型压敏胶体系,需要通过不同的方法进行接枝丙烯酸丁酯基团改性。SIS基体通过熔融接枝丙烯酸丁酯等极性基团,可以明显提高SIS的极性,制得的热熔型压敏胶持粘性能和剥离性能有明显提高;
 
配方1:SBS性热熔胶

成分

质量百分比

成分说明

SBS                    

28-35%

主体树脂

C9石油树脂             

15-20%

增粘树脂

萜烯树脂                  

25-30%

增粘树脂

环烷油                    

15-18%

软化剂

抗氧剂1010

0-2%

抗氧剂

 
配方2:SIS性热熔胶
 

成分

质量百分比

成分说明

SIS                    

55-65%

主体树脂

聚异丁烯                

5-15%

增粘树脂

萜烯树脂                

15-20%

增粘树脂

环烷油                  

15-20%

软化剂

抗氧剂1010

0-2%

抗氧剂

 
配方3:SEBS型热熔胶
 
SBS、SIS的氢化改性:由于在SBS、SIS分子中存在不饱和双键,因此易受热氧化,影响了热熔压敏胶的粘接性能和使用寿命。通过对SBS、SIS氢化制得饱和的热塑性弹性体SEBS、SEPS,用于制备压敏胶,可以提高其耐氧化,耐紫外线和耐热性能。
 

成分

质量百分比

成分说明

氢化改性的SBS           

10-20%

主体树脂

SIS                 

15-25%

增粘树脂

C5石油树脂            

15-25%

增粘树脂

松香树脂                    

15-25%

软化剂

环烷油   

25-35%

 

抗氧剂1010

0-2%

抗氧剂

 
三、常见热熔胶
 
封边热熔胶,包覆热熔胶、高温热熔胶、低温热熔胶、中温热胶、无填料包覆热熔胶、封边热熔胶、热熔胶枪、热熔胶棒、热熔胶膜、热熔胶条、热熔胶条、eva热熔胶、高温电子热熔胶、高温聚酰胺热熔胶。
 

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来源:UTPE弹性体门户