接触型胶粘剂

科技工作者之家 2020-11-17

接触型胶粘剂是指涂于两个被粘物中间,经晾干叠合在一路,无需坚持压力即可形成具有胶接强度的胶粘剂。

简介接触胶粘剂是一种特殊的压敏胶,其最大特点是“接触”后产生粘结作用,即将同一种胶粘剂涂覆在两个被粘物的表面上,通过两个涂覆面的相互接触发生粘结。被粘面在涂覆接触胶粘剂后,首先需要干燥形成透明的、不粘连的聚合物膜,这也是接触胶粘剂与普通压敏胶的主要区别所在。

种类水性聚氨酯转移型水性聚氨酯主要用于转移型接触胶粘剂的制备。转移型胶粘剂与普通胶粘剂略有不同,两个被粘表面所涂覆的胶粘剂可以是同一种聚合物,也可以是同一类聚合物,但分别与基材的粘结强度不同。当两个被粘表面接触时,两种胶粘剂会粘合在一起;一旦两个粘结件被剥离开,通常会使一种胶粘剂涂膜与基材分离而转移到另一种胶粘剂涂层的表面,因此这类胶粘剂通常是一次性的。

水性聚氨酯转移接触胶粘剂可以用于多种封口带的制作,且封口为一次性。通过选择不同的隔离剂和涂覆工艺,还可以将转移涂层和结合层分别涂覆于其他多种聚合物膜基材上,形成转移型接触胶粘剂制品。

天然胶乳型天然胶乳本身即可作接触胶粘剂。天然胶乳最大的特点是粘结快,适合作“快攻”型胶粘剂。这主要因为在压力与快速剪切作用下,乳胶粒表面的保护胶体容易被破坏,使天然胶乳的橡胶分子链暴露出来,形成致密良好的聚异戊二烯膜,因此表现出良好的粘结性能。

在将天然胶乳作为接触胶粘剂时,一般需要对其进行改性,主要分为化学改性与共混改性。泰国是最早对天然胶乳进行化学改性并工业化的国家,目前,其产品添加胶乳占化学改性产品的绝大部分市场份额。我国对天然胶乳用作接触胶粘剂的化学改性研究工作也有了很大进展,但截至目前还没有工业化产品面世。与其他水性产品共混是天然胶乳作为接触胶粘剂最常用的方式,例如与丙烯酸系乳液聚合物共混,还有用丁二烯与苯乙烯进行聚合,然后对天然胶乳进行改性所得的接触胶粘剂产品。

氯丁胶乳与氯偏乳液型在胶粘剂领域,氯丁胶乳与天然胶乳的作用及性能相近,接触胶粘剂除了大量使用天然胶乳外,氯丁胶乳在该领域也得到广泛的应用。Brath于1975年就采用氯丁胶乳为基料,以碱催化剂制备的对叔丁基苯酚甲醛树脂作增粘树脂,再加入少量氧化锌,可制得高剥离强度的接触胶粘剂。另外,也可以采用天然增粘树脂对氯丁胶乳进行改性,并用金属氧化物进行交联。

日本专利将氯丁胶乳用羧基和赋予其乳化能力的一种树脂乳液进行改性,得到水分散型的接触胶粘剂,其接触粘性在低压、低温、高湿以及干燥后的共聚力、耐热性均得到较好改善。

由偏二氯乙烯和丙烯酸酯进行共聚制备的不同玻璃化温度(Tg)的氯偏乳液共混,可以得到接触粘性好、粘结强度高,高温抗蠕变性能好的接触胶粘剂。Padget采用偏二氯乙烯与丙烯酸酯为单体,制备了低Tg为-50~0℃、高Tg为0~30℃的两种乳液,凭借低Tg聚合物的接触粘性与高Tg提供的抗蠕变性能(即持粘性),通过不同Tg聚合物的共混同时提高胶粘剂的接触粘性与持粘性。1

乙烯基酯聚合物型聚醋酸乙烯酯的Tg为27℃,对各种基材的粘结性能良好,一般可采用内增塑型单体(如乙烯)与其共聚,其粘结性能可得到很大提高。适当乙烯含量的乙烯-醋酸乙烯共聚乳液(EVA)也可以作为接触胶粘剂使用,与聚丙烯酸酯和橡胶类接触胶粘剂相比,EVA接触胶粘剂常常表现出接触粘性(初粘性)和粘结强度差的缺点,可以通过增加增塑剂用量进行改善。

采用乙烯含量为23%~27%、固含量为40%~70%的EVA乳液,其中除乙烯与醋酸乙烯酯单体外,还加入3%其他共聚单体,最终制得接触粘性好、粘结强度高,尤其与非极性表面之间的粘结牢度高的接触胶粘剂。

采用N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)参与共聚的EVA乳液是一种特殊的聚合物乳液(EVA/NMA乳液),该乳液的Tg可以控制在-30~30℃之间,通常作为接触胶粘剂的聚合物乳液的Tg为-16~5℃。加入NMA后,体系的粘结强度得到显著提高,同时还可以改善乳液对基材的润湿作用。

采用乙烯基酯与丙烯酸酯共聚,通过选择其他适当的共聚单体以及调节单体的配比,所得到的水乳型胶粘剂不需要添加其他助剂,便可直接应用于地板、装饰性层压等材料的接触粘结。另外,还可以将醋酸乙烯酯与氯丁胶乳在增粘树脂中直接共混,可以得到初粘力好、耐热和耐水性优异的水分散型接触胶粘剂。

丙烯酸酯聚合物型和普通的压敏胶一样,接触型胶粘剂也可以用丙烯酸酯聚合物来配制。丙烯酸系单体种类繁多,不同的丙烯酸系聚合物Tg差异较大,而且丙烯酸系单体与各种乙烯基不饱和单体的共聚特性也有所不同,使该系列产品的物理性质可设计性很强。普通压敏胶与接触型胶粘剂的差别主要表现在聚合物的Tg设计上,接触胶粘剂的Tg需更高一些,以满足其在常温下涂膜不发粘的要求。因此,通过选择软硬单体的最佳配比,控制聚合物的Tg,便可采用丙烯酸系单体制备出性能优异的水乳型接触胶粘剂。

信封封口胶、食品袋的密封胶等冷密封胶也是典型的接触胶粘剂,这类胶粘剂以前常采用天然胶乳作为主要粘料,而目前采用苯丙乳液制得的产品性能更佳。Duct通过对该类型的接触胶粘剂与天然胶乳类密封胶进行对比发现,所合成密封胶的密封强度、粘结力、机械强度、稳定性、氧化稳定性、适用时间等性能参数更优异。

应用接触型胶粘剂具有优良的流动性,柔韧性以及耐候性,经常用于制造运动器材,服装,配饰等的鞋品和皮革制品。也用于粘合鞋子各个部分,包括鞋底,鞋垫,鞋面等。近年来,中东地区的鞋类市场增长率在5%左右。非洲的鞋业也以稳定的速度增长。随着制鞋行业的稳定发展,对接触型胶粘剂的使用会越来越多,这也将推动接触型胶粘剂在该区域的市场发展。

胶粘剂是一种具有很好粘合性能的物质。通过粘附力和内聚力由表面粘合而起连接物体的作用。

组成合成胶粘剂由主剂和助剂组成,主剂又称为主料、基料或粘料;助剂有固化剂、稀释剂、增塑剂、填料、偶联剂、引发剂、增稠剂、防老剂、阻聚剂、稳定剂、络合剂、乳化剂等,根据要求与用途还可以包括阻燃剂、发泡剂、消泡剂、着色剂和防霉剂等成分。

主剂主剂是胶粘剂的主要成分,主导胶粘剂粘接性能,同时也是区别胶粘剂类别的重要标志。主剂一般由一种或两种,甚至三种高聚物构成,要求具有良好的粘附性和润湿性等。可作为粘料的物质有:

1.天然高分子,如淀粉、纤维素、单宁、阿拉伯树胶及海藻酸钠等植物类粘料,以及骨胶、鱼胶、血蛋白胶、酪蛋白和紫胶等动物类粘料。

2.合成树脂,分为热固性树脂和热塑性树脂两大类。热固性如环氧、酚醛、 不饱和聚酯、聚氨酯、有机硅、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、烯丙基树脂、呋喃树脂、氨基树脂、醇酸树脂等;热塑性树脂如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸树脂、尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性聚酯、聚苯醚、氟树脂、聚苯硫醚、聚砜、聚酮类、聚苯酯、液晶聚合物等,以及其改性树脂或聚合物合金等。是用量最大的一类粘料。

3.橡胶与弹性体。橡胶主要有氯丁橡胶、丁基腈乙丙橡胶、氟橡胶、聚异丁烯、聚硫橡胶、天然橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶等;弹性体主要是热塑件弹性体和聚氨酯弹性体等。

4.此外,还有无机粘料,如硅酸盐、磷酸盐和磷酸-氧化铜等。2

助剂为了满足特定的物理化学特性,加入的各种辅助组分称为助剂,例如:为了使主体粘料形成网型或体型结构,增加胶层内聚强度而加入固化剂(它们与主体粘料反应并产生交联作用);为了加速固化、降低反应温度而加入固化促进剂或催化剂;为了提高耐大气老化、热老化、电弧老化、臭氧老化等性能而加入防老剂;为了赋予胶粘剂某些特定性质、降低成本而加入填料;为降低胶层刚性、增加韧性而加入增韧剂;为了改善工艺性降低粘度、延长使用寿命加入稀释剂等。包括:

1.固化剂

2.溶剂

3.增塑剂

4.填充剂

5.增韧剂

6.偶联剂

7.其他助剂:引发剂、促进剂、增粘剂、阻聚剂、稳定剂、防老剂、络合剂、乳化剂。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学

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