溶剂型耐高温丙烯酸酯类压敏胶的研制与性能优化文献综述

 2021-10-22 09:10

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一.什么是压敏胶:

压敏胶是一类无需借助于溶剂或加热操作工艺,只需施加轻度压力,即可与被粘物牢固粘合的胶粘剂。压敏胶粘带具有一定的初粘性和持粘性,在无污染的情况下可反复使用,剥离后对被粘材料表面无破坏,无污染,已广泛应用于包装、建材、电器、轻工、机械、交通运输、电子通讯、航空航天、医疗、日常生活等诸多领域,据报道压敏胶产品在飞行器外壳漆面修补领域中也得到了成功应用。压敏胶按主体材料的化学成分可分为橡胶型压敏胶、热塑性弹性体压敏胶、有机硅压敏胶、聚氨酯压敏胶和丙烯酸酯压敏胶5大类。丙烯酸酯压敏胶是目前市场上应用最为广泛的压敏胶,它是丙烯酸酯单体和其他乙烯基类单体的共聚物,与其他几类压敏胶相比,具有不用添加防老剂、粘接强度好、耐老化、耐候性、耐热性、透明性好、耐介质及无相分离和迁移等优良性能。压敏胶按照主体树脂成分可分为橡胶型和树脂型两类。水溶性压敏胶,热熔性压敏胶,溶剂型压敏胶是市场的主流压敏胶产品,而热熔性压敏胶是最新发展起来的一个压敏胶品种。按成份结构可分为橡胶型和树脂型两大类。

二.压敏胶的分类:

传统丙烯酸酯压敏胶按固化方式可分为非交联型、外加交联剂型和自交联型压敏胶3大类。非交联型压敏胶涂布干燥后具有热塑性,因此内聚力一般较差,而且粘接性能调整困难,在工业生产中应用不多;外加交联剂型丙烯酸酯压敏胶可分为过氧化物交联固化、异氰酸酯交联固化、环氧基树脂交联固化、氮丙啶交联固化、金属盐交联固化、胺基树脂交联固化压敏胶等,工业生产中采用外加固化剂交联型丙烯酸酯压敏胶产品较多;自交联型丙烯酸压敏胶通过在配方中引入自交联单体如 N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油醚共聚制成具有自交联性的压敏胶。丙烯酸酯压敏胶从形态上可分为溶剂型、乳液型、热熔型和辐射固化型压敏胶等。近年来,一些特殊用途的功能型丙烯酸酯压敏胶产品也正在研发,并得到广泛的应用。功能性丙烯酸压敏胶主要有医用丙烯酸酯压敏胶、电子行业用丙烯酸酯压敏胶、阻燃丙烯酸酯压敏胶、可再浆化丙烯酸酯压敏胶等。按成份结构可分为橡胶型和树脂型两大类[2]

三.压敏胶的用途:

溶剂型丙烯酸酯压敏胶具有相对分子质量低、润湿性好、初粘性大、干燥快和耐水性好等优点,广泛用于压敏标签、包装胶带、文具胶带和双面胶带等领域;医用压敏胶种类取得了快速的发展,丙烯酸酯类、硅橡胶类和聚氨酯类等新型医用压敏胶不断涌现,其中以丙烯酸酯压敏胶研究和应用比较多,逐渐替代传统的橡胶型医用压敏胶。[4]水溶性丙烯酸酯PSA具有较好的综合性能,其胶带产品能够用于造纸行业的接纸用途,解决生产过程中废纸回收再浆化的胶粘问题[2]

四.压敏胶的研究进展:

李钢东[1]通过实验发现超高分子质量压敏胶具有很好的耐热性,并且在支链中引入低玻璃化温度的单体,加强了耐热性,从而所制得的丙烯酸压敏胶具有耐温性好,高温后剥离力上升小的特点。制备中,采用多步反应、分级滴加;通过制备高聚合物的分子质量,并引入两种特殊单体聚合到大分子中,一种是马来酸酐,聚合到大分子主链中具有很好的耐热性;一种是甲基丙烯酸十八烷基酯,具有较长的端基、较低的玻璃化温度,聚合到支链中可以调节胶液的粘度;再配合环氧固化剂,制成的涂膜具有较高的耐温性,从而制备的超微粘剥离力丙烯酸压敏胶,用于金属板保护膜在剥离时不残胶。

张晓雯[2]制备了溶剂型丙烯酸酯压敏胶。通过频率扫描、振幅扫描发现分子质量增大,有利于改善抗剪切变形与蠕变回复性能,蠕变回复时间也随之变大。马晶[2]采用自由基溶液聚合法合成了无甲苯的溶剂型丙烯酸酯压敏胶,研究了溶剂、引发剂、单体配比、功能单体以及反应时间等对压敏胶性能的影响。结果表明,以乙酸乙酯作为溶剂时,体系黏度相对较大,反应速率相对较快;以过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂、采用分批加入引发剂方式,聚合反应稳定性及压敏胶的综合性能相对较好。吴潮波[2]采用溶液聚合法合成了一系列高、低分子质量丙烯酸酯共聚物,通过调节功能性单体含量以及高、低分子质量共聚物的配比共混改性的方法,使其分子质量分布变宽,在保证持粘性的情况下,改善初粘性和剥离强度,压敏胶的性能得到了较好的提升。

王磊[7]丙烯酸酯压敏胶要有较好的持黏力,必须使其共聚物保持较高的相对分子质量。然而,由高相对分子质量共聚物制成的胶黏剂,尤其是溶液型压敏胶,往往会黏度太大而难以很好地涂布。若将相对分子质量不太高因而溶液黏度也不太大的共聚物在涂布时或涂布后进行适当交联,便可大大提高共聚物相对分子质量和压敏胶的持黏力,从而解决性能和涂布工艺之间的矛盾。更重要的是,交联可以改善高温下的压敏胶性能,从而提高压敏胶的使用温度。此外,交联还能增强压敏胶的耐溶剂能力和抗老化性能。因此,丙烯酸酯共聚物的交联具有很大的实际意义。交联分为化学交联和物理交联,物理交联可以满足普通压敏胶的要求,但是不耐高温。聚丙烯酸酯压敏胶的化学交联是在聚合过程中将带活性官能基团的单体引入到聚合物链当中,通过活性基团的反应起到交联作用。重要的是如何控制交联密度,并使制得的各批聚合物具有相同的性能。交联最好在长而柔软的分子链中进行,交联后仍可保持链的柔性及较高的应力松弛率。链的柔性下降越小,对压敏胶的性能影响越小。化学交联有下列两种途径:一是在聚合物链上引入反应性基团,然后加入一种能与这些基团反应的带多个反应性基团的添加剂(交联剂);二是在聚合物链上引入多个能相互作用的反应点,为分子之间交联提供场所。

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