??? 由于使用方便,揭開后一般又不影響被粘物表面,因此用途非常廣泛。它是以長(zhǎng)鏈聚合物為基料,加入增粘樹脂和軟化劑制得。為了改善流動(dòng)性能、提高內(nèi)聚力、穩(wěn)定性和抗氧化性,常需加入各種填充劑和防老化劑等。
??? 壓敏膠的粘附特性由四個(gè)粘附要素,即快粘力、粘附力、內(nèi)聚力和粘基力所決定。這四個(gè)力如圖1所示:它們之間必須滿足T<A<C<K。若T≮A就沒有壓敏性;若A≮C則揭除膠帶就會(huì)出現(xiàn)膠層破壞,導(dǎo)致膠粘劑沾污被粘表面、拉絲等弊病;若C≮K就會(huì)產(chǎn)生膠層脫離基材的現(xiàn)象。
???? 1、丙烯酸酯乳液型壓敏膠簡(jiǎn)介
??? 從化學(xué)成分來分,壓敏膠可分為橡膠型壓敏膠、熱塑彈性體壓敏膠、聚丙烯酸酯壓敏膠、聚乙烯基醚壓敏膠和有機(jī)硅壓敏膠等,其中丙烯酸酯壓敏膠是目前研究和發(fā)展的重點(diǎn),從形態(tài)上分為溶劑型壓敏膠、乳液型壓敏膠、熱熔型壓敏膠和輻射固化型壓敏膠。隨著全世界對(duì)環(huán)保問題的日益重視,溶劑型壓敏膠的發(fā)展受到限制,而污染小的乳液型壓敏膠備受重視。近年來,各國都在大力發(fā)展丙烯酸酯乳液型壓敏膠。
??? 據(jù)統(tǒng)計(jì),中國生產(chǎn)的各類壓敏膠中,丙烯酸酯乳液型壓敏膠已占約65%。在美國和歐洲,丙烯酸酯乳液型壓敏膠在衛(wèi)生、標(biāo)帖、日用品等方面占很大比例。聚丙烯酸酯乳液型壓敏膠由于環(huán)境、安全的壓力,技術(shù)水平不斷發(fā)展,但在一些高質(zhì)量的膠帶方面,仍難以取代溶劑型膠,所以其增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域是標(biāo)簽、膠帶、醫(yī)藥用品和一次性用品等方面。
??? 丙烯酸酯壓敏膠黏劑經(jīng)近二、三十年的迅速發(fā)展,其制造技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)已相對(duì)成熟,已被廣泛用于各種包裝膠帶、壓敏標(biāo)簽、醫(yī)用材料、一次性用品等。近年來,通過各種方法進(jìn)行改性,聚丙烯酸酯壓敏膠的性能進(jìn)一步提高,應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。未來的發(fā)展趨勢(shì)總的來說是產(chǎn)品性能更高、原材料更廉、生產(chǎn)速度更快、應(yīng)用領(lǐng)域更廣。這主要表現(xiàn)在壓敏膠粘劑形態(tài)的不斷更迭,總的發(fā)展趨勢(shì)是乳液型,熱熔型偏重于通用產(chǎn)品。
??? 2、丙烯酸酯乳液型壓敏膠的性能改進(jìn)
??? 聚丙烯酸酯乳液型壓敏膠還存在耐水性差、耐高溫高濕性差、涂布干燥慢等缺點(diǎn),近年來,科學(xué)家們多方面進(jìn)行改進(jìn)和研究,使丙烯酸酯乳液型壓敏膠的性能大為改觀,應(yīng)用范圍更廣,主要通過以下五種方法進(jìn)行性能改進(jìn)。
??? 2.1 加入增粘樹脂提高粘接強(qiáng)度
??? 一般來說,聚丙烯酸酯乳液型壓敏膠可以通過調(diào)節(jié)單體種類和數(shù)量控制其粘性,但加入分子極性較低、分子量較小而剝離化溫度較高的增粘樹脂,可以降低基體聚合物與被粘表面的界面張力,增加壓敏膠的1800剝離強(qiáng)度和初粘力。
??? 通常加入的方式有兩種,第一種是共混,即先將增粘樹脂制成乳液再進(jìn)行混合。另一種是在乳液聚合之前,先把增粘樹脂溶解于丙烯酸酯單體中,然后再進(jìn)行乳液共聚合。前一種方法容易造成共混乳液不均勻,甚至破壞原有乳液的穩(wěn)定性。后一種很有效,可省去制造增粘樹脂乳液這一步驟。
??? 2.2 有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯乳液型壓敏膠
??? 聚丙烯酸酯乳液型壓敏膠的低溫柔韌性和高溫穩(wěn)定性較差,難以粘接在低表面能的材料上。把有機(jī)硅單體與丙烯酸酯乳液共混,或者用含雙鍵的有機(jī)硅單體與丙烯酸酯單體進(jìn)行乳液共聚合,可制得有機(jī)硅改性的丙烯酸酯乳液型壓敏膠,具有良好固化性、粘接性、低溫柔韌性和高溫穩(wěn)定性,被認(rèn)為是膠粘劑中的高檔產(chǎn)品。
??? 常用的有機(jī)硅單體有:甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷等等。
??? 2.3 采用反應(yīng)性乳化劑提高耐水性
??? 聚丙烯酸酯乳液型壓敏膠中一般含有1%—2%的乳化劑,通常是陰離子型和非離子型的表面活性劑。這些乳化劑的存在使壓敏膠容易吸水變白,使膠層的透明性和內(nèi)聚強(qiáng)度下降;乳化劑還可能遷移到膠接界面并在那里富集,引起界面粘接性能下降,尤其是耐水性的下降。因此減少乳化劑的用量或采用特殊的乳化劑可提高壓敏膠的耐水性?,F(xiàn)在多用無皂乳液聚合或反應(yīng)性乳化劑來改善。
??? 反應(yīng)性乳化劑也稱為聚合型乳化劑,分子結(jié)構(gòu)中含有反應(yīng)性的基團(tuán)如雙鍵、梭基、經(jīng)基、磺酸基等,可作為單體加入到反應(yīng)體系中與其他單體進(jìn)行共聚反應(yīng)。
?? 2.4 通過聚合方式進(jìn)行改性
??? 為了提高壓敏膠的內(nèi)聚強(qiáng)度,且又希望壓敏膠聚合物的分子量較大,Tg較高,采用核殼乳液聚合的方式,可以取得良好的改性效果,所制得的壓敏膠能在更寬的溫度范圍尤其是低溫地區(qū)取得更好的粘接效果。
??? 核殼乳液聚合方法體現(xiàn)了“粒子設(shè)計(jì)”的新觀念,通過它可以方便地設(shè)計(jì)與控制乳膠粒的結(jié)構(gòu),從而達(dá)到設(shè)計(jì)與控制聚合物性能的目的。通常聚合物的核用較硬的單體,如苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸酯等,殼則使用較軟的丙烯酸烷基酯等單體。
??? 2.5 高固含量聚丙烯酸酯乳液壓敏膠
??? 目前工業(yè)上所用的丙烯酸酯壓敏膠的固含量一般在55%以下,存在涂布干燥、速度慢、能耗高等缺點(diǎn)。如果將其固含量提高到60%左右,干燥速度就能顯著提高,同時(shí)產(chǎn)品成本低、操作安全、不污染環(huán)境。因此,研制開發(fā)高固含量的聚丙烯酸酯壓敏膠能夠適應(yīng)高速涂布的要求,是重要的技術(shù)發(fā)展之一。
??? 通過各種改性方式的運(yùn)用,聚丙烯酸酯乳液壓敏膠的發(fā)展日新月異。隨著各種新型丙烯酸酯單體的合成,同時(shí)將具有特殊功能的組分引入聚丙烯酸酯乳液壓敏膠體系,得到不同性能的產(chǎn)品,必將拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域,使其朝功能化、多樣化方向發(fā)展。
??? 就整個(gè)壓敏膠市場(chǎng)而言,目前我國壓敏膠粘劑及其制品工業(yè)與歐洲國家相比在技術(shù)水平上存在較大的差距。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)壓敏膠粘劑的膠種單一,僅為丙烯酸酯乳液。而歐美國家則是溶劑型、水乳型、熱熔型、輻射固化型競(jìng)相發(fā)展,橡膠類、丙烯酸酯類等各類壓敏膠粘劑并存。(2)國內(nèi)采用的多是適用于水乳型壓敏膠黏劑涂布的涂布生產(chǎn)線,歐美國家采用的涂布生產(chǎn)線往往是同時(shí)適應(yīng)于溶劑型與水乳型涂布的輻射固化涂布生產(chǎn)線,并處在向商品化過度的進(jìn)程之中。(3)壓敏膠粘帶種類缺乏,BOPP及牛皮紙封箱占了產(chǎn)品總量的80%。(4)缺乏壓敏膠粘劑及其制品領(lǐng)域的超前研究,對(duì)該領(lǐng)域的熱門課題如專用乳液的制備,熱熔壓敏膠的耐老化、水溶性壓敏膠粘劑、球狀壓敏膠粘劑,以及該領(lǐng)域的前沿課題如可硬化壓敏膠粘劑、壓敏膠粘劑的輻射涂布技術(shù)等的研究幾乎是空白。
??? 為了縮短我國壓敏膠粘劑及其制品工業(yè)與歐美國家的差距,促進(jìn)丙烯酸酯壓敏膠粘劑的進(jìn)一步發(fā)展,以下幾個(gè)方面應(yīng)引起我們的重視:(1)增加科研投入,建立壓敏膠粘劑及其制品的行業(yè)同業(yè)會(huì)組織,協(xié)調(diào)壓敏膠粘劑及其制品的生產(chǎn)與銷售,避免惡性競(jìng)爭(zhēng)。(2)膠種多元化。(3)加強(qiáng)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的結(jié)合。(4)加強(qiáng)壓敏膠粘劑用丙烯酸酯專用單體的開發(fā),尤其是活性官能團(tuán)單體的開發(fā)。(5)加強(qiáng)壓敏膠粘劑涂布設(shè)備的研究與開發(fā)以適應(yīng)壓敏膠粘劑及其制品工業(yè)的發(fā)展。