第八章 黏合剂 Chapter 8 Adhesives

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1 第八章 黏合剂 Chapter 8 Adhesives
第四节 特种黏合剂

2 第四节 特种黏合剂 一、压敏胶 二、热熔胶 三、厌氧胶
第四节 特种黏合剂 一、压敏胶 二、热熔胶 三、厌氧胶

3 一、压敏胶 Pressure Sensitive Adhesives

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丛书.北京:化学工业出版社，2002.9
杨玉崑.压敏胶粘剂. 北京：科学出版社，1994.6 杨玉昆,吕凤亭主编.压敏胶制品技术手册.北京:化学工业出版社，2004.9 张军营.丙烯酸酯胶黏剂.北京:化学工业出版社，2006.4 程时远，李盛彪，黄世强编著.胶粘剂/新领域精细化工丛书.北京:化学工业出版社，2001.1

5 （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 压敏胶的组成-胶粘带是胶粘剂中特殊类型,即将胶液涂于基材上加工成带状并制成卷盘供应的,包括溶剂活化型胶粘带、加热型胶粘带和压敏胶粘带。例如医学上日常用的橡皮膏和电气绝缘胶即属于压敏胶粘带.

6 （一）基本概念 2、压敏胶粘制品的构成 压敏胶带的组成 　　①压敏胶粘剂， 　　②基材 　　③底层处理剂 　　④背面处理剂 　　⑤隔离纸 　　 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烯基醚两类，基材要求均匀，伸缩性小而且对溶剂浸润性好，包括，(1)织物类的如棉布，玻璃布或无纺布等，（2）塑料薄膜类如PE，PP，PVC和聚酯薄膜，（3）纸类如牛皮纸，玻璃透明纸等，基材厚度在 mm之间. 　　底层处理剂的作用是增加胶粘剂与基材间的粘附强度,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,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,改性的氯化橡胶等. 　　背面处理剂一般由聚丙烯酸酯,PVC,纤维素衍生物或有机硅化合物等材料配制而成的.可以起到隔离剂作用.双面胶粘带还须加一层隔离纸如半硬PVC薄膜,PP薄膜或牛皮纸.

7 1-压敏胶 2-底层处理剂 3-基材 4-背面处理剂 5-隔离纸
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 3 2 1 3 2 1 5 3 2 1 5 Peel & Stick PSA 压敏胶粘制品构成示意图 1-压敏胶 2-底层处理剂 3-基材 4-背面处理剂 5-隔离纸

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超过其余胶粘剂产值总和。

9 工业用压敏胶粘制品-防腐胶带

10 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、各种塑料瓶和软管上。在使用时不需要增加任何设备。它具有工艺简单，价格低廉，使用方便和良好的密封性能。其无毒、无味的特点适用于医药、食品和化妆品及某些化工产品的密封包装 使用时，用户只需要把密封片放于瓶盖底部（印字的一面向着瓶盖底部），然后旋紧瓶盖即可。经过120分钟左右，当取下瓶盖时，压敏材料已经紧密地粘贴在瓶口上，达到了密封的目的。

11 工业用压敏胶粘制品-安全警示胶带

12 压敏不干胶标签 不干胶标签 防伪标签

13 医用压敏胶 医用透气胶带 创可贴 自粘弹性固位绷带

14 （一）基本概念 4、压敏胶粘制品的分类 （1）按制品构成形式 （2）按用途分类（产值比例,1983-美国） 单面胶粘带 双面胶粘带
Peel & Stick PSA 4、压敏胶粘制品的分类 （1）按制品构成形式 单面胶粘带 双面胶粘带 胶粘片材（含压敏胶粘标签） （2）按用途分类（产值比例,1983-美国） 工业用压敏胶粘制品（59%） 包装(48%)、固定(6.9%)和办公事务用(1.7%)压敏胶粘制品 表面保护和装饰用压敏胶粘片材（12.2%） 电气绝缘用压敏胶粘带（14.0%） 胶接粘合用双面压敏胶粘制品（13.1%） 其他特殊用途压敏胶粘制品（4.1%） 压敏胶粘标签（21%） 医用压敏胶粘制品（20%）

15 压敏胶粘制品需要量（1983年） 全球压敏胶带(PSA)市场预计 2008年，产值达到220亿美元
美国 日本 产值（亿美元） 所占比例 工业用压敏胶制品 58.7 59% 17.9 56.2 压敏胶粘标签 20.6 21% 6.8 21.3 医用压敏胶制品及其他 19.7 20% 7.2 22.5 总　计 98.0 100% 31.9 全球压敏胶带(PSA)市场预计 2008年，产值达到220亿美元 深度阅读链接：世界压敏胶制品工业的沿革与发展概况

16 （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 目 丙烯酸酯压敏胶 橡胶类压敏胶 粘 料 增粘剂 防老剂 耐光性 耐热性
项 目 丙烯酸酯压敏胶 橡胶类压敏胶 粘 料 增粘剂 防老剂 耐光性 耐热性 耐油性 耐寒性 嗅 味 颜 色 改性方法 导入官能基团 价 格 丙烯酸酯 不 加 优 差 有残留单体臭味 无 色 改变共聚单体组成 易 较 高 橡 胶 必须加 有增粘剂臭味 黄色—褐色 改变橡胶与增粘剂种类 难 低 廉

17 黏附力和内聚力 Adhesion & Cohesion

18 １、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成 （１）单体基本成分：黏附、内聚和改性三种
①黏附成分：丙烯酸压敏胶的主单体，C4～12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２-乙基己酯等。可单一使用也可复合使用。 比例：50%以上 作用：提供润湿性和黏附性，提高剥离强度。

19 １、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（续） （１）单体基本成分：
②内聚成分：C1～4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。 比例：20～40% 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

20 １、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（续） （１）单体基本成分
③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。 比例：5～20% 作用：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。

21 １、丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成（续） （２）丙烯酸酯压敏胶的基本配方组成 ①上述三种成分的单体制成； ②单一的黏附成分制成；
　①上述三种成分的单体制成； 　②单一的黏附成分制成； 　③黏附成分与另外两种成分之一制成。 配方特点：黏附成分必不可少

22 （１）溶剂型丙烯酸酯压敏胶的合成实例 ２、丙烯酸酯压敏胶的合成 ①配方：见下页 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是将单体和引发剂溶解在酯类、芳香族烃类及酮类等有机溶剂中进行聚合反应而制得的。 　①配方：见下页

23 溶剂型丙烯酸酯压敏胶合成实例配方 原 料 名 称 用 量 丙烯酸丁酯 60 份重 甲基丙烯酸甲酯 10 份重 丙烯酰胺 1 份重
原 料 名 称 用 量 丙烯酸丁酯 60 份重 甲基丙烯酸甲酯 10 份重 丙烯酰胺 份重 丙烯酸2-乙基己酯 26 份重 丙烯酸 3 份重 过氧化苯甲酰 0.5 份重 乙酸乙酯 150 份重

24 （１）溶剂型丙烯酸酯压敏胶的合成实例（续）
２、丙烯酸酯压敏胶的合成 （１）溶剂型丙烯酸酯压敏胶的合成实例（续） ②操作工艺 将以上配方的单体、溶剂、引发剂加入反应釜中，通入氮气，于74℃反应6小时，则可制得共聚物溶液。再添加1.48当量的丁醚化羟甲基氨基树脂，溶解后就成压敏胶。 若欲制造压敏胶带，则可按100g/m2的涂布量涂于聚酯薄膜上，于150℃处理10min，即制得粘接力强、耐热老化与耐溶剂好的压敏胶带。

25 （２）乳液型丙烯酸酯压敏胶的合成实例 ２、丙烯酸酯压敏胶的合成 ①配方：见下页 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是将单体借助乳化剂分散在水中进行乳液聚合而制得的。 　①配方：见下页

26 乳液型丙烯酸酯压敏胶合成实例配方 原 料 名 称 用 量 丙烯酸2-乙基己酯 丙烯酸 甲基丙烯酸 邻苯二甲酸二丙烯酯 过硫酸铵 去离子水
原 料 名 称 用 量 丙烯酸2-乙基己酯 丙烯酸 甲基丙烯酸 邻苯二甲酸二丙烯酯 过硫酸铵 去离子水 聚氧乙烯烷基芳基醚硫酸酯 90 份重 7 份重 2 份重 1 份重 0.2 份重 100 份重 4 份重

27 ２、丙烯酸酯压敏胶的合成 （２）乳液型丙烯酸酯压敏胶的合成实例（续） ②操作工艺
将配方中1/4量的单体、水、乳化剂加入反应釜中，搅拌，加热至70℃后，加入10%的过硫酸铵溶液1份，聚合开始后把剩下的单体于1h内连续加入，反应温度控制在70～75℃，再添加过硫酸铵溶液1份，保持在75～80℃，继续搅拌，聚合反应进行2h后结束，冷却、过滤，即得乳液胶。 如欲制成压敏胶纸板，可在以上制得的乳液胶100份中，加入25%醋酸铅10份，10%聚乙烯醇20份，搅拌均匀后，把胶粘剂涂于厚度为1mm的优等纸上，涂布量为40g/m2，于90℃热风干燥机上干燥2min，即可除去水分，制得压敏胶纸板。

28 ①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。
３、丙烯酸酯压敏胶的应用 （１）溶剂型丙烯酸酯压敏胶 　①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。

29 ②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。
３、丙烯酸酯压敏胶的应用 （１）溶剂型丙烯酸酯压敏胶（续） 　②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。

30 （２）乳液型丙烯酸酯压敏胶 ３、丙烯酸酯压敏胶的应用 制作以纸为背材的标签及压敏胶片、压敏胶纸带、贴花等产品。
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 ——乳液型压敏胶的改性： a.采用新的单体进行共聚； b.采用种子乳液聚合法； c.利用增粘树脂乳液提高压敏胶对非极性基材的润湿性和对难粘材料的粘接力； d.利用反应性乳化剂或无皂乳液聚合的方法； e.提高固体含量（已可达60～70%），加快干燥速度等等 丙烯酸乳液压敏胶的性能已基本上赶上了溶液型压敏胶，产品领域已从纸基材制品扩大到定向拉伸聚丙烯包装带、各种难粘的聚烯烃基材制品以及可剥性标签等。

31 （三）橡胶型压敏胶 １、主要组分 （1）橡胶：压敏胶的粘料 作用：给胶层以足够的内聚强度。
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。

32 （三）橡胶型压敏胶 １、主要组分（续） （2）增粘树脂 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。 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

33 （三）橡胶型压敏胶 １、主要组分（续） ◆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。 （3）增塑剂
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。 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。

34 （三）橡胶型压敏胶 １、主要组分（续） （4）填料 作用：提高胶层的内聚强度和粘附力，降低成本。 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。

35 （三）橡胶型压敏胶 １、主要组分（续） 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。 种类：
（5）黏度调整剂 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。 种类： ◆蓖麻油、大豆油、液体石蜡、氯化石蜡、甘油、机油等。

36 （三）橡胶型压敏胶 １、主要组分（续） （6）硫化剂 （7）溶剂 作用：提高胶层的内聚强度、耐热、耐溶剂、耐老化性。 种类：
◆硫黄、各种硫载体、氧化物、酚醛树脂等。 （7）溶剂 作用：调节黏度、改善操作性能。 ◆汽油、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、甲乙酮等有机溶剂。

37 （三）橡胶型压敏胶（续） 2、橡胶型压敏胶配方实例 组分 配方1 （重量份） 配方2 天然橡胶 100 丁苯橡胶 -- 64 古马隆树脂
30-150 蒎烯树脂 150 氧化锌 防老剂 1.5 3 松香 适量 甘油 汽油-甲苯混合溶剂 适当

38 （三）橡胶型压敏胶（续） 3、橡胶型压敏胶粘带制造工艺流程

39 小 结 summary