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热熔压敏胶(HMPSA)技术、应用与专利

嘉峪检测网        2024-10-15 18:08

1.热熔压敏胶

 

热熔压敏胶(HMPSA)是一种在熔融状态下进行涂布,冷却后即展现出压敏黏接性的无溶剂、环保型压敏胶。其主体材料为热塑性橡胶,并需加入增粘树脂、增塑剂及其他少量组分,在160-200℃的高温下熔融搅拌制成。HMPSA在熔融状态下易于涂布,仅需轻度指压即可快速粘合,且易于剥离,不会污染被粘物表面,现已广泛应用于各个领域。

 

2.石油树脂

 

石油树脂,作为石油裂解副产物中不饱和烃馏分的聚合物,可分为脂肪族(C5馏分)、芳香族(C9馏分)、脂环族及其改性树脂如氢化石油树脂等多种类型。其中,C5石油树脂以其优良的性能、安全性和环保性,近年来备受青睐。在HMPSA中,C5石油树脂可作为增粘剂,提高胶体的初粘性、改善胶体润湿性等。

脂肪族石油树脂与天然橡胶结构相似,与SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)相容性良好,软化点适中,熔融黏度高且价格较低。而芳香族石油树脂则是由乙烯基甲苯、苯乙烯系列及茚类化合物聚合而成,无极性基团,软化点较高。

 

3.压敏胶制品的应用

 

压敏胶制品主要包括压敏胶带和压敏标签,广泛应用于电绝缘胶带、包装密封胶带、印刷标签、医用外科创伤膏等多个领域。近年来,C5加氢石油树脂因其剥离强度高、快粘性好、价格较低等特点,逐渐取代价格较高的萜烯树脂和松香树脂而占显要地位,使得C5加氢石油树脂在压敏胶带中的使用比率逐年增加,药用胶带用量也逐年增长。

 

4.SIS基压敏胶的深入研究

 

SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)因其良好的内聚力和粘附性能,成为制备热熔压敏胶的理想主黏料。石油树脂与SIS相容性极佳,通常将不同型号的SIS共混后制作压敏胶。通过动态力学分析发现,SIS/石油树脂共混物的有效阻尼温度范围和tanδ峰值较大,高温阻尼性能优于SIS。

 

此外,多项专利揭示了以SIS为基料的热熔压敏胶的创新配方,如利用SIS的高低温性能稳定、复合弹性体附着力优异等特点,开发出既耐高温又耐低温的热熔压敏胶;或结合增粘树脂、增塑剂、抗氧化剂等成分,提高压敏胶的粘附性能、抗氧化能力和药物相容性。

 

专利CN102604570A公开了一种HDPE自粘卷材用热熔压敏胶,以质量分数计,各原料组成如下:18%-21%热塑性弹性体,2%-5%复合弹性体,15%-24%第一聚异丁烯,10%-12%第二聚异丁烯,30%-40%第一C5石油树脂,5%一12%第二C5石油树脂,5%-12%第三C5石油树脂及微量抗氧剂。热熔压敏胶有效地利用了SIS的高低温性能稳定,复合弹性体附着力优异、高温黏度低、利于涂布施工的优点,得到既耐高温、低温,而且常温性能优异,优于常规热熔压敏胶的产品。该发明工艺简单,无需特殊生产设备,制造费用低,并且无需复杂或困难的预处理工序。

 

专利CN102093831A公开了一种热熔压敏胶,原料组成:35-70份的SIS; 20-70份的增黏树脂(选自松香树脂、萜烯树脂、C5石油树脂和氢化石油树脂中的一种或其组合);40-80份的增塑剂(选自液体石蜡、吐温80、邻苯二甲酸二丁酯、羊毛脂、蓖麻油和环烷油中的一种或其组合);1~5份的抗氧化剂和/或抗老化剂(抗氧化剂和/或抗老化剂选自微晶蜡、没食子酸丙酯和橡胶促进剂中的一种或其组合)。该热熔压敏胶粘附性能适中、抗氧化能力良好,具有较低的软化点和良好的药物相容性。此外,本发明还公开了该热熔压敏胶的制备方法及其在制备中药贴膏产品中的应用。

 

专利CN103074013A公开了一种热熔压敏胶,组成为20%-22%的天然橡胶、10%-11%的石油橡胶、25%-30%的石油树脂、15%-20%的萜烯树脂、2%-3%的聚异丁烯、14%-15%的环烷油、3.0%-3.5%的橡胶促进剂、1%-3%的防老剂,此技术在保持了SIS系压敏胶持枯性的同时,提高了压敏胶的低温柔软性和初粘性。

 

专利CN1800289公开了一种热熔压敏胶,提供了制备方法以及将这种胶用于药膏制剂。这种热熔压敏胶的主要成分为SIS,配以增粘树脂(如石油树脂、萜烯聚合物、聚异丁烯)和软化油(如液体石蜡)及抗氧化剂(如没食子酸丙酯、BZ)等。此胶透明、服帖、不造成皮肤过敏,环保,而且具有很好的抗老化、氧化降解效果;以此制得的透皮给药膏载药量大,药效强。

 

专利US5869562A公布了一种可以涂敷在图书表皮上的HMPSA胶配方。粘料占20%-30%(选用2种不同型号的SIS共混,要求SIS分子链中苯乙烯基含量15%-25%),增粘树脂由一种以上固态树脂(在增粘树脂中占30%-60%,熔点70-150℃)和一种液态树脂或改性后的液态弹性体(在增粘树脂中占20%-40%)共混后组成。液态弹性体可以选用聚丁二烯、聚异丁烯、聚异丙烯中的一种,也可以共混。这种压敏胶能提高聚烯烃薄膜的抗变形性。

 

专利US20030168165公布了用在一次性卫生用品上的HMPSA胶配方。这种热熔性压敏胶是2种以上共混的SIS,一种SIS分子链中苯乙烯基含量15%-22%,另一种苯乙烯从含量是26%-32%,粘料在配方中占10%-40%。配方中还至少有一种增粘树脂、增塑剂、抗氧剂和一种蜡。这种胶非常适用于一次性卫生用品,比如妇女用卫生巾、成人或婴儿纸尿裤等。配方中增粘树脂可以选用C5, C9石油树脂或它们的衍生物、C5/C9共聚石油树脂等。

 

5.SBS基压敏胶的独特优势

 

SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)热塑性弹性体兼具聚苯乙烯的溶解性和热塑性以及顺丁橡胶的柔韧性和回弹性。这些特性使得SBS成为制备压敏胶的重要原料。然而,增粘树脂与SBS的相容性存在差异,选择合适的增粘树脂对压敏胶的性能至关重要。

 

研究表明,加氢石油树脂比普通石油树脂制得的胶体更透明、更有弹性。同时,C5/C9共聚石油树脂与SBS的相容性较差,但可能与SIS的相容性较好。因此,在选择增粘树脂时,需根据具体应用场景和性能需求进行权衡。

 

6.专利技术创新推动HMPSA发展

 

多项专利技术的创新推动了HMPSA的发展。例如,一种HDPE自粘卷材用热熔压敏胶的配方,有效利用了SIS的高低温性能稳定、复合弹性体附着力优异等特点,得到既耐高温又耐低温且常温性能优异的产品。另一种用于一次性卫生用品的HMPSA配方,则结合了两种不同型号的SIS共混以及多种增粘树脂、增塑剂、抗氧化剂等成分,提高了压敏胶的粘附性能和抗氧化能力。

 

综上所述,热熔压敏胶作为一种环保、高效的粘合剂,在各个领域发挥着重要作用。随着技术的不断进步和创新,HMPSA的性能和应用范围将得到进一步提升和拓展。

 

 

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