方舟海贼王模组:提高內聚能,開辟壓敏膠設計新思路——水性壓敏膠專用內聚能添加劑Ecusollent?SA500

2018-03-16 10:43瀏覽數:849 

方舟 www.ztkjq.icu   壓敏膠PSA又稱不干膠,是指無需借助于溶劑或熱,只需施加一定壓力即能與被粘物牢固粘接的膠粘劑。壓敏膠按其主體成份可分為橡膠型和樹脂型兩大類;而樹脂型壓敏膠可細分為聚丙烯酸酯、聚氨酯、有機硅及其他樹脂。其中聚丙烯酸酯類壓敏膠是目前應用最為廣泛的壓敏膠,它是丙烯酸酯單體和其它乙烯類單體的共聚物,具有如下諸多優勢幾乎不用加防老劑就可以獲得優異的耐候及耐熱性,無相分離和遷移現象,透明性好,對皮膚無影響,適用于醫用領域,其產量已經超過天然橡膠壓敏膠,廣泛應用于包裝、涂布、運輸、電器電子、建材、機械、家庭生活等諸多領域。

壓敏膠粘合原理是通過膠黏劑與基材間的粘合力(即膠黏劑在外界給予的壓力下,浸潤到基材表面的凹凸不平處,借助分子間作用力,與基材表面抓牢。)以及膠黏劑自身分子間的作用力(即內聚力)共同作用實現膠黏劑與待粘接材料間的粘結作用。下圖圖一和圖二分別表示了壓敏膠粘合作用時具有的粘合力及內聚力示意。

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而由于壓敏膠屬于同時具有黏性和粘彈性的一類物質,其黏性性能與內聚力性能往往是一對同時存在的矛盾體,也就是說黏性性能做得太好必然要犧牲內聚力性能,反之亦然;粘性性能與內聚力性能的關系如圖三所示:

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以丙烯酸酯壓敏膠為例,丙烯酸酯型壓敏膠的基體,一般是具有不飽和雙鍵的單體在催化劑作用下進行自由基聚合反應制得的丙烯酸酯樹脂。聚合時所采用的單體可分為三類:

 1、粘性單體: 一般是碳原子數為4-12的丙烯酸烷基酯,具有粘性作用,聚合物的玻璃化溫度為-20~-70 ,常用的有丙烯酸異辛酯和丙烯酸丁酯等。

 2、內聚單體 :這是一類玻璃化溫度較高的單體,它不僅能提高膠液的內聚力,而且對耐水性、膠接強度、透明性等也明顯改善。

3、改性單體 :主要是一類帶有反應性官能團的含有雙急需的單體,如含羧基、羥基、酰胺基等的丙烯酸衍生物。它能與其它單體起交聯作用,促進聚合反應,加快聚合速度,提高膠液的穩定性。

如圖三所示,粘性單體可以提升壓敏膠與界面的粘合力,而只由粘性單體組成的壓敏膠卻因為太軟(即內聚力太弱)導致強度差而不具有實用價值,所以需要加入內聚單體以改善內聚力,相反的,一旦內聚單體過多,壓敏膠強度過大也會導致壓敏膠本身與基材的粘合作用差發生粘不住的情況,二者也因此成為一對同時存在的矛盾體,壓敏膠的設計者往往需要在其間做出一個平衡的選擇。

為此,南京凱時通新材料有限公司專門合成了一種基于特殊結構的丙烯酸酯樹脂高分子添加劑Ecusollent?SA500,實驗證明,在較小的添加量下,可有效提高壓敏膠的內聚力,從而增加壓敏膠的強度,提升壓敏膠的性能,實驗結果表現為在不降低初粘力及剝離強度的條件下可顯著增加壓敏膠的持粘力。實驗測試了市售十幾種的膠水樣品,其中添加SA500后對初粘力及剝離強度的影響測試結果如下圖四、圖五所示。


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  實驗中,我們還分別測試了所有膠水樣品的常溫及高溫條件下的持粘力效果,由于常溫條件下測試時,不添加SA500樣品的持粘力效果均大于24H,而添加SA500后的樣品持粘力效果更是時間長的驚人,實驗周期過長,因此我們采用了高溫條件即85下測試持粘力的結果作為比較,85持粘力(即內聚能)的影響如圖六及下表中數據所示:

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測試方法說明:

1, PET膜(膜厚100μm)上用涂布機進行涂布(干膜23±2μm),然后將膠膜放在105℃烘箱中烘10min;冷卻后按標準制成合適的試樣分別進行初粘,持粘和180°剝離強度測試。

2, 初粘力測試為滾球法,初粘力測試標準GBT4852-2002

3, 由于持粘力測試標準方法是常溫測試,為了實現快速結果呈現,本實驗采用了加溫加速老化的方法來驗證持粘力的增加效果。

4, 本實驗中,5%添加量為100g膠黏劑原液中添加5g SA500產品。


實驗結果證明: SA500的少量添加可有效提高膠黏劑的內聚能,表現為持粘力的大幅增加,而幾乎不影響初粘力及剝離強度。

然而,并不是所有被測試的膠水樣品都表現如此令人滿意的結果,除了個別樣品由于外添加了DAAM等自交聯單體本身具有優異的性能外,仍有幾個樣品在添加了5%SA500產品后,持粘力即內聚能并沒有顯著提升,然而也有一些樣品即使在更低的添加量如2.5%SA500產品后,85持粘力仍然有顯著的提升,分析其原因SA500本身作為一種具有特殊結構的丙烯酸酯高分子,可能與某些膠黏劑高分子存在不相容的問題,從而導致這些樣品在較低的添加量下沒有起到明顯的效果,如何能使SA500升級產品具有普遍效果,這將是南京凱時通新材料有限公司面臨的一個新的挑戰與課題。

  綜上,SA500作為一支獨特的水性壓敏膠專用添加劑,可有效提高內聚能,提高壓敏膠的強度,不僅可以用來替代雙丙酮丙烯酰胺等增強劑,更為廣大壓敏膠設計人員帶來一個全新的設計思路:利用SA500大幅提高內聚力和強度的能力,設計者在設計膠黏劑時,可以設計盡量低Tg、高初黏、高強度的產品。