丙烯酸酯压敏胶剂型课件

Chemical Engineering DepartmentChemical Engineering Department第八章 黏合剂Chapter 8 Adhesives第四节 特种黏合剂1第八章 黏合剂Chapter 8 Adhesive第四节 特种黏合剂 一、压敏胶 二、热熔胶 三、厌氧胶2第四节 特种黏合剂2 一、压敏胶Pressure Sensitive AdhesivesPressure Sensitive Adhesives3 一、压敏胶3主要参考阅读书目oo张爱清编著张爱清编著.压敏胶粘剂压敏胶粘剂/实用胶粘剂制备与应用丛实用胶粘剂制备与应用丛书书.北京北京:化学工业出版社，化学工业出版社，2002.92002.9oo杨玉崑杨玉崑.压敏胶粘剂压敏胶粘剂.北京：科学出版社，北京：科学出版社，1994.61994.6oo杨玉昆杨玉昆,吕凤亭主编吕凤亭主编.压敏胶制品技术手册压敏胶制品技术手册.北京北京:化学化学工业出版社，工业出版社，2004.92004.9oo张军营张军营.丙烯酸酯胶黏剂丙烯酸酯胶黏剂.北京北京:化学工业出版社，化学工业出版社，2006.42006.4oo程时远，李盛彪，黄世强编著程时远，李盛彪，黄世强编著.胶粘剂胶粘剂/新领域精细新领域精细化工丛书化工丛书.北京北京:化学工业出版社，化学工业出版社，2001.12001.14 4主要参考阅读书目张爱清编著.压敏胶粘剂/实用胶粘剂制备与应用（一）基本概念1、压敏胶定义压敏胶是一种对压力敏感的胶粘剂,俗称不干胶。在常温下，通过适当的接触压力来实现胶接，常制成压敏胶粘带和胶粘片使用。电气绝缘胶带电气绝缘胶带电气绝缘胶带电气绝缘胶带5 5（一）基本概念1、压敏胶定义电气绝缘胶带5（一）基本概念2、压敏胶粘制品的构成n n压敏胶带的组成压敏胶带的组成压敏胶粘剂，压敏胶粘剂，基材基材底层处理剂底层处理剂背面处理剂背面处理剂隔离纸隔离纸 压敏胶压敏胶的主要成分包括橡胶型和树脂型，如聚丙烯酸酯或聚乙的主要成分包括橡胶型和树脂型，如聚丙烯酸酯或聚乙烯基醚两类，烯基醚两类，基材基材要求均匀，伸缩性小而且对溶剂浸润性好，包括，要求均匀，伸缩性小而且对溶剂浸润性好，包括，(1)(1)织物类的如棉布，玻璃布或无纺布等，（织物类的如棉布，玻璃布或无纺布等，（2 2）塑料薄膜类如）塑料薄膜类如PEPE，PPPP，PVCPVC和聚酯薄膜，（和聚酯薄膜，（3 3）纸类如牛皮纸，玻璃透明纸等，基材）纸类如牛皮纸，玻璃透明纸等，基材厚度在厚度在0.1-0.5mm0.1-0.5mm之间之间.底层处理剂底层处理剂的作用是增加胶粘剂与基材间的粘附强度的作用是增加胶粘剂与基材间的粘附强度,以便揭除以便揭除胶粘带时不会导致胶粘剂与基材脱开而玷污被粘表面胶粘带时不会导致胶粘剂与基材脱开而玷污被粘表面,并使胶粘带具并使胶粘带具有复用性。常用的底层处理剂是用异氰酸酯部分硫化的氯丁橡胶有复用性。常用的底层处理剂是用异氰酸酯部分硫化的氯丁橡胶,改改性的氯化橡胶等性的氯化橡胶等.背面处理剂背面处理剂一般由聚丙烯酸酯一般由聚丙烯酸酯,PVC,PVC,纤维素衍生物或有机硅化纤维素衍生物或有机硅化合物等材料配制而成的合物等材料配制而成的.可以起到隔离剂作用可以起到隔离剂作用.双面胶粘带还须加一双面胶粘带还须加一层层隔离纸隔离纸如半硬如半硬PVCPVC薄膜薄膜,PP,PP薄膜或牛皮纸薄膜或牛皮纸.6 6（一）基本概念2、压敏胶粘制品的构成6压敏胶粘制品构成示意图单面胶粘带胶粘片材双面胶粘带4 43 32 21 13 32 21 15 53 32 21 15 5压敏胶粘制品构成示意图压敏胶粘制品构成示意图1-1-压敏胶压敏胶2-2-底层处理剂底层处理剂3-3-基材基材4-4-背面处理剂背面处理剂5-5-隔离纸隔离纸Peel&Stick PSA 7 7压敏胶粘制品构成示意图单面胶粘带 胶粘片材 （一）基本概念3、压敏胶粘制品应用实例数据：数据：压敏胶粘剂及其制品是胶粘剂领域内一个重要独立压敏胶粘剂及其制品是胶粘剂领域内一个重要独立压敏胶粘剂及其制品是胶粘剂领域内一个重要独立压敏胶粘剂及其制品是胶粘剂领域内一个重要独立分支。在一些发达国家中，压敏胶粘剂及其制品工业产值分支。在一些发达国家中，压敏胶粘剂及其制品工业产值分支。在一些发达国家中，压敏胶粘剂及其制品工业产值分支。在一些发达国家中，压敏胶粘剂及其制品工业产值超过其余胶粘剂产值总和。超过其余胶粘剂产值总和。超过其余胶粘剂产值总和。超过其余胶粘剂产值总和。8 8（一）基本概念3、压敏胶粘制品应用实例数据：压敏胶粘剂及其制工业用压敏胶粘制品-防腐胶带9 9工业用压敏胶粘制品-防腐胶带9工业用压敏胶粘制品-包装用压敏垫片oo压敏垫片可以使用在玻璃瓶、压敏垫片可以使用在玻璃瓶、各种塑料瓶和软管上。在使用各种塑料瓶和软管上。在使用时不需要增加任何设备。它具时不需要增加任何设备。它具有工艺简单，价格低廉，使用有工艺简单，价格低廉，使用方便和良好的密封性能。其无方便和良好的密封性能。其无毒、无味的特点适用于毒、无味的特点适用于医药、医药、食品和化妆品及某些化工产品食品和化妆品及某些化工产品的密封包装的密封包装 oo使用时，用户只需要把密封片使用时，用户只需要把密封片放于瓶盖底部（印字的一面向放于瓶盖底部（印字的一面向着瓶盖底部），然后旋紧瓶盖着瓶盖底部），然后旋紧瓶盖即可。经过即可。经过120120分钟左右，当取分钟左右，当取下瓶盖时，压敏材料已经紧密下瓶盖时，压敏材料已经紧密地粘贴在瓶口上，达到了密封地粘贴在瓶口上，达到了密封的目的。的目的。1010工业用压敏胶粘制品-包装用压敏垫片压敏垫片可以使用在玻璃瓶、工业用压敏胶粘制品-安全警示胶带1111工业用压敏胶粘制品-安全警示胶带11压敏不干胶标签防伪标签防伪标签不干胶标签1212压敏不干胶标签防伪标签不干胶标签12医用压敏胶医用透气胶带医用透气胶带创可贴创可贴自粘弹性固位绷带自粘弹性固位绷带1313医用压敏胶医用透气胶带创可贴自粘弹性固位绷带13（一）基本概念4、压敏胶粘制品的分类（1 1）按制品构成形式）按制品构成形式oo单面胶粘带单面胶粘带oo双面胶粘带双面胶粘带oo胶粘片材（含压敏胶粘标签）胶粘片材（含压敏胶粘标签）（2 2）按用途分类（）按用途分类（产值比例产值比例,1983-1983-美国）美国）oo工业用压敏胶粘制品（工业用压敏胶粘制品（59%59%）n n包装包装(48%48%)、固定、固定(6.9%6.9%)和办公事务用和办公事务用(1.7%1.7%)压压敏胶粘制品敏胶粘制品n n表面保护和装饰用压敏胶粘片材（表面保护和装饰用压敏胶粘片材（12.2%12.2%）n n电气绝缘用压敏胶粘带（电气绝缘用压敏胶粘带（14.0%14.0%）n n胶接粘合用双面压敏胶粘制品（胶接粘合用双面压敏胶粘制品（13.1%13.1%）n n其他特殊用途压敏胶粘制品（其他特殊用途压敏胶粘制品（4.1%4.1%）oo压敏胶粘标签（压敏胶粘标签（21%21%）oo医用压敏胶粘制品（医用压敏胶粘制品（20%20%）Peel&Stick PSA 1414（一）基本概念4、压敏胶粘制品的分类Peel&Stick压敏胶粘制品需要量（1983年）美国美国美国美国日本日本日本日本产值（亿美元）产值（亿美元）产值（亿美元）产值（亿美元）所占比例所占比例所占比例所占比例产值（亿美元）产值（亿美元）产值（亿美元）产值（亿美元）所占比例所占比例所占比例所占比例工业用压敏胶制品工业用压敏胶制品工业用压敏胶制品工业用压敏胶制品58.758.758.758.759%59%59%59%17.917.917.917.956.256.256.256.2压敏胶粘标签压敏胶粘标签压敏胶粘标签压敏胶粘标签20.620.620.620.621%21%21%21%6.86.86.86.821.321.321.321.3医用压敏胶制品及其他医用压敏胶制品及其他医用压敏胶制品及其他医用压敏胶制品及其他19.719.719.719.720%20%20%20%7.27.27.27.222.522.522.522.5总计总计总计总计98.098.098.098.0100%100%100%100%31.931.931.931.9100%100%100%100%全球压敏胶带全球压敏胶带全球压敏胶带全球压敏胶带(PSA)(PSA)(PSA)(PSA)市场预计市场预计市场预计市场预计2008200820082008年，产值达到年，产值达到年，产值达到年，产值达到220220220220亿美元亿美元亿美元亿美元 深度阅读链接：世界压敏胶制品工业的沿革与发展概况1515压敏胶粘制品需要量（1983年）美国日本产值（亿美元）所占比（二）丙烯酸酯压敏胶oo压敏胶的主要成分包括橡胶型和树脂型项项 目目丙烯酸酯压敏胶丙烯酸酯压敏胶橡胶类压敏胶橡胶类压敏胶粘粘 料料增粘剂增粘剂防老剂防老剂耐光性耐光性耐热性耐热性耐油性耐油性耐寒性耐寒性嗅嗅 味味颜颜 色色改性方法改性方法导入官能基团导入官能基团价价 格格丙烯酸酯丙烯酸酯不不 加加不不 加加优优优优优优差差有残留单体臭味有残留单体臭味无无 色色改变共聚单体组成改变共聚单体组成易易较较 高高橡橡 胶胶必须加必须加必须加必须加差差差差差差优优有增粘剂臭味有增粘剂臭味黄色黄色褐色褐色改变橡胶与增粘剂种类改变橡胶与增粘剂种类难难低低 廉廉1616（二）丙烯酸酯压敏胶压敏胶的主要成分包括橡胶型和树脂型项 黏附力和内聚力Adhesion&Cohesion黏附力黏附力黏附力黏附力AdhesionAdhesion1717黏附力和内聚力Adhesion&Cohesion黏附力、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（）单体基本成分：黏附、内聚和改性三种黏附成分：丙烯酸压敏胶的主单体，C412的丙烯酸长侧链烷基酯，如丙烯酸异辛酯和丙烯酸丁酯、丙烯酸-乙基己酯等。可单一使用也可复合使用。n n比例：50%以上n n作用：提供润湿性和黏附性，提高剥离强度。1818、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（）单体基本成分：黏附、内、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（续）（）单体基本成分：内聚成分：C14的短侧链烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、偏氯乙烯、苯乙烯及丙烯腈等以及可进行共聚的玻璃化温度高的单体。可单一也可复合单体。n n比例：2040%n n作用：与黏附单体共聚，提高玻璃化温度，提高内聚性能，对黏附性、耐水性、透明度及工艺性的提高有特殊作用1919、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（续）（）单体基本成分：1、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（续）（）单体基本成分改性成分：能与黏附成分及内聚成分共聚的带有官能团（羧基、羟基、氨基、环氧基、羟甲基、酰胺基等）的单体。如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸酐、丙烯酸-羟乙酯、氨基乙基丙烯酸酯、丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺等。可单一也可复合单体。n n比例比例：5 520%20%n n作用作用：交联作用，提高内聚强度及黏附性，促：交联作用，提高内聚强度及黏附性，促进聚合反应速度，提高聚合稳定性。进聚合反应速度，提高聚合稳定性。2020、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（续）（）单体基本成分20、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（续）（）丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成上述三种成分的单体制成；单一的黏附成分制成；黏附成分与另外两种成分之一制成。n n配方特点：黏附成分必不可少2121、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（续）（）丙烯酸酯压敏胶的、丙烯酸酯压敏胶的合成oo丙烯酸酯压敏胶剂型：溶剂型、乳液型、热熔型、液态固化型。（）溶剂型丙烯酸酯压敏胶的合成实例n n溶剂型丙烯酸酯压敏胶是将溶剂型丙烯酸酯压敏胶是将单体单体和和引发剂引发剂溶解在溶解在酯类、芳香族烃类及酮类等酯类、芳香族烃类及酮类等有机溶剂有机溶剂中进行聚合中进行聚合反应而制得的。反应而制得的。配方：见下页2222、丙烯酸酯压敏胶的合成丙烯酸酯压敏胶剂型：溶剂型、乳液型、溶剂型丙烯酸酯压敏胶合成实例配方原原 料料 名名 称称用用 量量丙烯酸丁酯丙烯酸丁酯 60 60 份重份重甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯 10 10 份重份重丙烯酰胺丙烯酰胺 1 1 份重份重丙烯酸丙烯酸2-2-乙基己酯乙基己酯 26 26 份重份重丙烯酸丙烯酸 3 3 份重份重过氧化苯甲酰过氧化苯甲酰 0.5 0.5 份重份重乙酸乙酯乙酸乙酯 150 150 份份重重2323溶剂型丙烯酸酯压敏胶合成实例配方原 料 名 称用 、丙烯酸酯压敏胶的合成（）溶剂型丙烯酸酯压敏胶的合成实例（续）操作工艺n n将以上配方的将以上配方的单体、溶剂、引发剂单体、溶剂、引发剂加入反应釜中，加入反应釜中，通入氮气，于通入氮气，于7474反应反应6 6小时，则可制得共聚物小时，则可制得共聚物溶液。再添加溶液。再添加1.481.48当量的丁醚化羟甲基氨基树脂，当量的丁醚化羟甲基氨基树脂，溶解后就成压敏胶。溶解后就成压敏胶。n n若欲制造压敏胶带，则可按若欲制造压敏胶带，则可按100g/m100g/m2 2的涂布量涂于的涂布量涂于聚酯薄膜上，于聚酯薄膜上，于150150处理处理10min10min，即制得粘接力，即制得粘接力强、耐热老化与耐溶剂好的压敏胶带。强、耐热老化与耐溶剂好的压敏胶带。2424、丙烯酸酯压敏胶的合成（）溶剂型丙烯酸酯压敏胶的合成实例、丙烯酸酯压敏胶的合成oo丙烯酸酯压敏胶剂型：溶剂型、乳液型、热熔型、液态固化型。（）乳液型丙烯酸酯压敏胶的合成实例n n乳液型丙烯酸酯压敏胶是将单体借助乳化剂分散乳液型丙烯酸酯压敏胶是将单体借助乳化剂分散在水中进行乳液聚合而制得的。在水中进行乳液聚合而制得的。配方：见下页2525、丙烯酸酯压敏胶的合成丙烯酸酯压敏胶剂型：溶剂型、乳液型、乳液型丙烯酸酯压敏胶合成实例配方原原 料料 名名 称称用用 量量丙烯酸丙烯酸2-2-乙基己酯乙基己酯丙烯酸丙烯酸甲基丙烯酸甲基丙烯酸邻苯二甲酸二丙烯酯邻苯二甲酸二丙烯酯过硫酸铵过硫酸铵去离子水去离子水聚氧乙烯烷基芳基醚硫酸酯聚氧乙烯烷基芳基醚硫酸酯90 90 份重份重7 7 份重份重2 2 份重份重1 1 份重份重0.2 0.2 份重份重100 100 份重份重4 4 份重份重2626乳液型丙烯酸酯压敏胶合成实例配方原 料 名 称用 、丙烯酸酯压敏胶的合成（）乳液型丙烯酸酯压敏胶的合成实例（续）操作工艺操作工艺n n将配方中将配方中1/41/4量的量的单体、水、乳化剂单体、水、乳化剂加入反应釜中，搅拌，加入反应釜中，搅拌，加热至加热至7070后，加入后，加入10%10%的的过硫酸铵过硫酸铵溶液溶液1 1份，聚合开始后份，聚合开始后把剩下的单体于把剩下的单体于1h1h内连续加入，反应温度控制在内连续加入，反应温度控制在70707575，再添加过硫酸铵溶液，再添加过硫酸铵溶液1 1份，保持在份，保持在75758080，继续搅拌，继续搅拌，聚合反应进行聚合反应进行2h2h后结束，冷却、过滤，即得乳液胶。后结束，冷却、过滤，即得乳液胶。n n如欲制成压敏胶纸板，可在以上制得的乳液胶如欲制成压敏胶纸板，可在以上制得的乳液胶100100份中，份中，加入加入25%25%醋酸铅醋酸铅1010份，份，10%10%聚乙烯醇聚乙烯醇2020份，搅拌均匀后，把份，搅拌均匀后，把胶粘剂涂于厚度为胶粘剂涂于厚度为1mm1mm的优等纸上，涂布量为的优等纸上，涂布量为40g/m40g/m2 2，于，于9090热风干燥机上干燥热风干燥机上干燥2min2min，即可除去水分，制得压敏胶，即可除去水分，制得压敏胶纸板。纸板。2727、丙烯酸酯压敏胶的合成（）乳液型丙烯酸酯压敏胶的合成实例、丙烯酸酯压敏胶的应用（）溶剂型丙烯酸酯压敏胶制作以塑料薄膜作为背材的压敏胶片、压敏胶带、双面压敏胶带以及泡沫材料的压敏胶加工产品。2828、丙烯酸酯压敏胶的应用（）溶剂型丙烯酸酯压敏胶28、丙烯酸酯压敏胶的应用（）溶剂型丙烯酸酯压敏胶（续）直接涂胶粘贴各种塑料薄膜与金属箔、金属与非金属材料的粘贴、金属或塑料铭牌的粘贴、标签的粘贴等。2929、丙烯酸酯压敏胶的应用（）溶剂型丙烯酸酯压敏胶（续）29、丙烯酸酯压敏胶的应用（）乳液型丙烯酸酯压敏胶n n制作以制作以纸为背材纸为背材的标签及压敏胶片、压敏胶纸带、的标签及压敏胶片、压敏胶纸带、贴花等产品。贴花等产品。n n缺点：与溶液型压敏胶相比，具有耐水性、耐湿缺点：与溶液型压敏胶相比，具有耐水性、耐湿性、耐热性差，对塑料薄膜的润湿性差等性、耐热性差，对塑料薄膜的润湿性差等3030、丙烯酸酯压敏胶的应用（）乳液型丙烯酸酯压敏胶30（三）橡胶型压敏胶、主要组分（1）橡胶：压敏胶的粘料n n作用：给胶层以足够的内聚强度。作用：给胶层以足够的内聚强度。n n种类：常用天然橡胶、改性天然橡胶和合成橡种类：常用天然橡胶、改性天然橡胶和合成橡胶（如丁苯橡胶、丁基橡胶、聚异丁烯、丁腈胶（如丁苯橡胶、丁基橡胶、聚异丁烯、丁腈橡胶等）。为提高胶层的耐老化性，也常将合橡胶等）。为提高胶层的耐老化性，也常将合成橡胶与天然橡胶并用。成橡胶与天然橡胶并用。3131（三）橡胶型压敏胶、主要组分31（三）橡胶型压敏胶、主要组分（续）（2）增粘树脂n n作用：用于提高对被胶接物的黏附力及胶对胶粘带基材的黏附力。n n种类：天然树脂：松香及其衍生物、萜烯树脂、蒎烯树脂、古马隆树脂 合成树脂：酚醛树脂、醇酸树脂、石油树脂3232（三）橡胶型压敏胶、主要组分（续）32（三）橡胶型压敏胶、主要组分（续）（3）增塑剂n n作用：提高胶层的耐寒性，增加胶的接触粘性，但会降低黏附力和内聚力。n n种类：邻苯二甲酸酯、磷酸三甲酚酯、癸二酸酯或低分子量的聚异丁烯、聚异戊二烯、聚乙烯基醚等。3333（三）橡胶型压敏胶、主要组分（续）33（三）橡胶型压敏胶、主要组分（续）（4）填料n n作用：提高胶层的内聚强度和粘附力，降低成本。n n种类：氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、氢氧化铝、碳酸钙、粘土、陶瓷粉等。3434（三）橡胶型压敏胶、主要组分（续）34（三）橡胶型压敏胶、主要组分（续）（5）黏度调整剂n n作用：增加胶的接触黏性，调整胶的黏度，以满足使用要求，但会降低黏附力和内聚力。n n种类：蓖麻油、大豆油、液体石蜡、氯化石蜡、甘油、机油等。3535（三）橡胶型压敏胶、主要组分（续）35（三）橡胶型压敏胶、主要组分（续）（6 6）硫化剂）硫化剂n n作用：作用：提高胶层的内聚强度、耐热、耐溶剂、耐提高胶层的内聚强度、耐热、耐溶剂、耐老化性。老化性。n n种类：种类：硫黄、各种硫载体、氧化物、酚醛树脂等。硫黄、各种硫载体、氧化物、酚醛树脂等。（7 7）溶剂）溶剂n n作用：作用：调节黏度、改善操作性能。调节黏度、改善操作性能。n n种类：种类：汽油、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、甲乙酮等汽油、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、甲乙酮等有机溶剂。有机溶剂。3636（三）橡胶型压敏胶、主要组分（续）36（三）橡胶型压敏胶（续）2、橡胶型压敏胶配方实例 组分配方配方1 1（重量份）（重量份）配方配方2 2（重量份）（重量份）天然橡胶天然橡胶100100100100丁苯橡胶丁苯橡胶-6464古马隆树脂古马隆树脂30-15030-150-蒎烯树脂蒎烯树脂-150150氧化锌氧化锌30-15030-150-防老剂防老剂1.51.533松香松香-适量适量甘油甘油-适量适量汽油汽油-甲苯混合溶剂甲苯混合溶剂适当适当适量适量3737（三）橡胶型压敏胶（续）2、橡胶型压敏胶配方实例 组分 （三）橡胶型压敏胶（续）3、橡胶型压敏胶粘带制造工艺流程3838（三）橡胶型压敏胶（续）3、橡胶型压敏胶粘带制造工艺流程38小 结 summary summary39小 结 summary39