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接觸膠粘劑研發(fā)進(jìn)展有那些

作者:東莞玉明        2012年12月28日

1.水性聚氨酯轉(zhuǎn)移接觸膠粘劑
水性聚氨酯主要用于轉(zhuǎn)移型接觸膠粘劑的制備。轉(zhuǎn)移型膠粘劑與普通膠粘劑略有不同,兩個被粘表面所涂覆的膠粘劑可以是同一種聚合物,也可以是同一類聚合物,但分別與基材的粘結(jié)強(qiáng)度不同。當(dāng)兩個被粘表面接觸時,兩種膠粘劑會粘合在一起;一旦兩個粘結(jié)件被剝離開,通常會使一種膠粘劑涂膜與基材分離而轉(zhuǎn)移到另一種膠粘劑涂層的表面,因此這類膠粘劑通常是一次性的。

Krampe等人首先將15%的水性聚酰胺分散液涂覆于紙質(zhì)上并立即在120℃下干燥,使分散液在基材上形成隔離層,然后在隔離層表面涂覆35%的水性聚氨酯分散液,形成可轉(zhuǎn)移的聚氨酯涂層;另外在電暈處理過的高密度聚乙烯膜上涂覆一層水性聚氨酯涂層(固含量為35%),80℃干燥5min。以上兩種涂層材料的聚氨酯在室溫下便可以進(jìn)行粘結(jié)。


水性聚氨酯轉(zhuǎn)移接觸膠粘劑可以用于多種封口帶的制作,且封口為一次性。通過選擇不同的隔離劑和涂覆工藝,還可以將轉(zhuǎn)移涂層和結(jié)合層分別涂覆于其他多種聚合物膜基材上,形成轉(zhuǎn)移型接觸膠粘劑制品。


2.天然膠乳型接觸膠粘劑
天然膠乳本身即可作接觸膠粘劑,如National Starch生產(chǎn)的KL系列“冷密封膠”實(shí)際就是接觸膠粘劑。將此種膠粘劑涂覆在基材或基膜上,干燥后可以將其卷起堆放也不會發(fā)生粘連,但在一定的壓力下,膠粘劑涂膜會發(fā)生牢固的粘結(jié)作用。

天然膠乳最大的特點(diǎn)是粘結(jié)快,適合作“快攻”型膠粘劑。這主要因?yàn)樵趬毫εc快速剪切作用下,乳膠粒表面的保護(hù)膠體容易被破壞,使天然膠乳的橡膠分子鏈暴露出來,形成致密良好的聚異戊二烯膜,因此表現(xiàn)出良好的粘結(jié)性能。

在將天然膠乳作為接觸膠粘劑時,一般需要對其進(jìn)行改性,主要分為化學(xué)改性與共混改性。泰國是最早對天然膠乳進(jìn)行化學(xué)改性并工業(yè)化的國家,目前,其產(chǎn)品添加膠乳占化學(xué)改性產(chǎn)品的絕大部分市場份額。我國對天然膠乳用作接觸膠粘劑的化學(xué)改性研究工作也有了很大進(jìn)展,但截至目前還沒有工業(yè)化產(chǎn)品面世。

與其他水性產(chǎn)品共混是天然膠乳作為接觸膠粘劑最常用的方式,例如與丙烯酸系乳液聚合物共混。目前市場上有許多可用于天然膠乳共混改性的商用乳液產(chǎn)品,如B F Goodrich的Hycar系列乳液,該乳液采用丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺、丁二烯、衣康酸等共聚制得;還有用丁二烯與苯乙烯進(jìn)行聚合,然后對天然膠乳進(jìn)行改性所得的接觸膠粘劑產(chǎn)品。


3.氯丁膠乳與氯偏乳液接觸膠粘劑
在膠粘劑領(lǐng)域,氯丁膠乳與天然膠乳的作用及性能相近,接觸膠粘劑除了大量使用天然膠乳外,氯丁膠乳在該領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用。Brath于1975年就采用氯丁膠乳為基料,以堿催化劑制備的對叔丁基苯酚甲醛樹脂作增粘樹脂,再加入少量氧化鋅,可制得高剝離強(qiáng)度的接觸膠粘劑。另外,也可以采用天然增粘樹脂對氯丁膠乳進(jìn)行改性, 并用金屬氧化物進(jìn)行交聯(lián)。

日本專利將氯丁膠乳用羧基和賦予其乳化能力的一種樹脂乳液進(jìn)行改性,得到水分散型的接觸膠粘劑,其接觸粘性在低壓、低溫、高濕以及干燥后的共聚力、耐熱性均得到較好改善。

由偏二氯乙烯和丙烯酸酯進(jìn)行共聚制備的不同玻璃化溫度(Tg)的氯偏乳液共混,可以得到接觸粘性好、粘結(jié)強(qiáng)度高,高溫抗蠕變性能好的接觸膠粘劑。Padget采用偏二氯乙烯與丙烯酸酯為單體,制備了低Tg為-50~0℃、高Tg為0~30℃的兩種乳液,憑借低Tg聚合物的接觸粘性與高Tg提供的抗蠕變性能(即持粘性),通過不同Tg聚 合物的共混同時提高膠粘劑的接觸粘性與持粘性。

4.乙烯基酯聚合物接觸膠粘劑
聚醋酸乙烯酯的Tg為27℃,對各種基材的粘結(jié)性能良好,一般可采用內(nèi)增塑型單體(如乙烯)與其共聚,其粘結(jié)性能可得到很大提高。適當(dāng)乙烯含量的乙烯-醋酸乙烯共聚乳液(EVA)也可以作為接觸膠粘劑使用,與聚丙烯酸酯和橡膠類接觸膠粘劑相比,EVA接觸膠粘劑常常表現(xiàn)出接觸粘性(初粘性)和粘結(jié)強(qiáng)度差的缺點(diǎn),可以通過增加增塑劑用量進(jìn)行改善。


采用N-羥甲基丙烯酰胺(NMA)參與共聚的EVA乳液是一種特殊的聚合物乳液(EVA/NMA乳液),該乳液的Tg可以控制在-30~30℃之間,通常作為接觸膠粘劑的聚合物乳液的Tg為-16~5℃。加入NMA后,體系的粘結(jié)強(qiáng)度得到顯著提高,同時還可以改善乳液對基材的潤濕作用。采用乙烯基酯與丙烯酸酯共聚,通過選擇其他適當(dāng)?shù)墓簿蹎误w以及調(diào)節(jié)單體的配比,所得到的水乳型膠粘劑不需要添加其他助劑,便可直接應(yīng)用于地板、裝飾性層壓等材料的接觸粘結(jié)。另外,還可以將醋酸乙烯酯與氯丁膠乳在增粘樹脂中直接共混,可以得到初粘力好、耐熱和耐水性優(yōu)異的水分散型接觸膠粘劑。

5.丙烯酸酯聚合物接觸粘合劑
和普通的壓敏膠一樣,接觸型膠粘劑也可以用丙烯酸酯聚合物來配制。丙烯酸系單體種類繁多,不同的丙烯酸系聚合物Tg差異較大,而且丙烯酸系單體與各種乙烯基不飽和單體的共聚特性也有所不同,使該系列產(chǎn)品的物理性質(zhì)可設(shè)計(jì)性很強(qiáng)。普通壓敏膠與接觸型膠粘劑的差別主要表現(xiàn)在聚合物的Tg設(shè)計(jì)上,接觸膠粘劑的Tg需更高一些,以滿足其在常溫下涂膜不發(fā)粘的要求。因此,通過選擇軟硬單體的最佳配比,控制聚合物的Tg,便可采用丙烯酸系單體制備出性能優(yōu)異的水乳型接觸膠粘劑。

信封封口膠、食品袋的密封膠等冷密封膠也是典型的接觸膠粘劑,這類膠粘劑以前常采用天然膠乳作為主要粘料,而目前采用苯丙乳液制得的產(chǎn)品性能更佳。Duct通過對該類型的接觸膠粘劑與天然膠乳類密封膠進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn),所合成密封膠的密封強(qiáng)度、粘結(jié)力、機(jī)械強(qiáng)度、穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性、適用時間等性能參數(shù)更優(yōu)異。

 

 

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