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常识

耐高温丙烯酸酯压敏胶成分剖析:固化剂的影响

来源:林中祥胶粘剂技术信息网2021年08月23日

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普通的PSA胶带耐高温性较差,在高温下易软化而失去粘接性,因此只能在室温下使用,极大地限制了此类产品的应用领域。
 
交联是提高APSA内聚强度和耐高温性的重要技术手段和最有效途径,但这种提高大多数会牺牲部分剥离强度。
 
因此,近期打算推出系列文章,介绍如何优化配方成分,通过原材料的合理搭配,制得一种耐高温性和剥离强度优异的丙烯酸酯压敏胶。
 
前文,我们介绍了丙烯酸(AA)对丙烯酸酯压敏胶综合性能的影响“耐高温丙烯酸酯压敏胶成分剖析:丙烯酸的影响”,今天继续看看固化剂对PSA性能的影响
 
该配方的主要成分如下所示:
  • 丙烯酸丁酯(BA)、
  • 丙烯酸异辛酯(2-EHA)、
  • 丙烯酸(AA)、
  • 甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、
  • 甲基丙烯酸甲酯(MMA)、
  • 乙酸乙酯(EAc)、
  • 异氰酸酯(GH)、
  • 松香树脂(MR)、
     
  • 过氧化苯甲酰(BPO)
     
溶液聚合后得到的PSA胶液涂布在聚丙烯薄膜上,于80℃烘箱烘干后得到所需压敏胶带。

 

耐高温丙烯酸酯压敏胶成分剖析:固化剂的影响

 

note:▲:180°剥离强度 peeling strength;○:初粘力;■:持粘力 shear resistance

 

从Fig.4中可以看到,随着GH 加入量的增大,

(1)PSA 的初粘力先增大后减小。在GH 加入量为0.8%(质量分数)时达到最佳值。

(2)持粘力则随着GH 加入量的增大而一直增大;

(3)而180°剥离强度只是在GH 加入量较少(≤0.4%)时有较小增长幅度,此后随着GH 含量的增大剥离强度整体呈递减趋势。

 

这主要是因为异氰酸酯固化剂GH 含有-NCO基团,-NCO基团可以与聚合物中的-OH发生交联反应,随着GH 加入量的增大,交联反应增强,交联密度增大,分子链的运动受到阻碍,PSA 的抗剪切能力和耐蠕变性得到改善,内聚力增强,从而持粘力得到提高

 

而当固化剂加入量较大时,交联度和分子量过大,导致胶粘剂对基材的润湿性变差,同时由于交联使得分子的运动受到限制,使胶粘剂在基材上的流动性也变差,有效接触面积变小,粘附力也随之而减小,从而180°剥离强度呈递减趋势,剥离试验时破坏形式也从内聚破坏转为界面粘附破坏,当GH 加入量超过0.8%时基本都是界面粘附破坏。

 

耐高温丙烯酸酯压敏胶成分剖析:固化剂的影响

 

由Tab.4中可以看出,加入GH 能够显著提高胶粘剂的耐高温性,当GH 加入量超过0.8%时,实验胶带在100℃高温下悬挂4h 无位移,剥去胶带后,试验板上无残胶,耐高温性能优异。综合固化剂GH 对PSA 各种胶粘性和耐高温性的影响,可以得到GH 的最佳加入量为0.8%。

 

 

参考文献

尉晓丽,耐高温丙烯酸酯压敏胶的合成,高分子材料科学与工程,2013, 29(1):5-9

 

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