热熔胶简介(3)

2018-12-08 21:04

马来酸酐和丙烯酸改性的石油树脂因其极性较高,也可作为增粘树脂用于热熔胶、压敏胶的制备。

在配制热熔胶、压敏胶时.仅靠基体树脂只有在一定温度下熔融时才具有粘接力,一旦温度下降,粘接就会下降甚至失去粘接能力。在弹性体中加入石油树脂,不但可以提高热熔胶的粘性和浸润性.提高表面接触效果和特性粘合性能,获取理想的粘性、内聚强度和界面强度之间的平衡.还可以通过调节胶粘剂的流变性,提高混合物的玻璃化转变温度.调节热熔胶的耐热温度,从而扩大热熔胶的使用环境。作为由成分复杂的单烯烃和双烯烃聚合而来的非晶态石油树脂没有固定的熔点,树脂的环球软化 点成为决定树脂性能的重要因素,石油树脂的其他物理性质如色度、相容性、熔融粘度、酸值和碘值等也是决定石油树脂应用领域的重要因素,用于热熔胶行业的石油树脂指标如表2所示:

除上述基本要求外.热熔胶、压敏胶用石油树脂还应具有热稳定性好、剪切强度高、固化速度快、填料分散均匀稳定和浸润性强等特点。国外热熔胶、压敏胶用石油树脂的制备方法很多,所用的改性剂也多种多样.苯乙烯及其衍生物、萜烯、蒎烯、马来酸酐。

及成分复杂的C。馏分等都用于增粘树脂的制备。国外石油树脂的牌号甚多,配方各异,基本能够满足不同热熔胶、压敏胶的配制需要。 五、石油树脂对热熔胶性能的影响 1.对热熔胶、压敏胶粘接性能的影响

热熔胶粘接强度包括持粘强度、初粘强度和18O。剥离强度。其中持粘强度是指热熔胶与接触基材达到最大限度的粘接力,此时热熔胶已经完全固化并与基材达到最佳粘接效果;初粘强度是热熔胶与基材接触并施加短暂压力从而达到一定粘接效果的粘接力,此时热熔胶并没有完全固化,粘接力主要由胶的内聚强度决定,初粘强度越强,越适合于快速生产。持粘强度是一个基本指标,初粘强度则是选择热熔胶的关键。 由弹性体、石油树脂和各种助剂配制而成的热熔胶也常因增粘树脂的软化点、相对分子质量等的不同而相应热熔胶的粘接性能也有所不同,表3给出了石油树脂的相对分子质量和软化点等因素对热熔胶性能的影响。

2.石油树脂相容性对热熔胶的影响

石油树脂与弹性体之间的相容性是影响热熔胶粘接强度的重要因素,相容性好的增粘树脂与弹性体可使胶体的储能膜量下降,在一定应力下使胶体与被粘物充分粘合;

两者若不相容,则使胶体的储能膜量升高,会降低胶与被粘物的粘合作用。 增粘树脂与聚合物基体之间的相容性是和两者的极性及树脂的相对分子质量相关的物理量.极性相同、相对分子质量相近则相容性好,如芳香性的聚苯乙烯(PS)与天然橡胶不相容,却与含芳香性的丁苯橡胶相容;平均相对分子质量为650的聚乙烯基环己烷(PVCH)与天然橡胶很好相容,但相对分子质量为1 800的PVCH与天然橡胶之间却不相容。在制备热熔胶时石油树脂与弹性体之间若不相容或者相容性很差.在体系中增加石油树脂很容易引起压敏胶初粘强度、持粘强度和18O。剥离强度3者同时降低,石油树脂并不能起到增粘作用 。

3.1 弹性体与增粘树脂的配伍性选择不同种类的石油树脂,因其分子结构差异较大,只有与相应的弹性体配伍才具有良好的粘性。一般来说.经阳离子催化聚合或热聚合制取的C。石油树脂软化点高、极性强,与天然橡胶和苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SIS)等含有共轭二烯烃结构的弹性体相容性差,不适合做这些橡胶系胶粘剂的增粘剂,但与苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和苯乙烯一丁二烯橡胶(SBR)的相容性较好,可作为这类弹性体的增粘剂。从弹性体与石油树脂的大致相容范围来看,以SBS和SBR为弹性体,最好选C 石油树脂、C 一C 共聚石油树脂为增粘剂;以SIS为弹性体,最好以C 石油树脂、C 一C 共聚树脂作为增粘剂 。详情如表4所示。

3.2 影响关系

石油树脂与弹性体之间的相容性通常用蜡雾点表示。蜡雾点作为1个与树脂相对分子质量、相对分子质量分布、树脂极性相关的性能指标,对热熔胶粘剂的初粘强度、持粘强度和180。剥离强度起重要的平衡作用,石油树脂蜡雾点越低,弹性体与树脂、蜡体系之间的相容性越好,热熔胶的初粘强度越高,但持粘强度降低;当石油树脂蜡雾点升高时,持粘强度升高.尤其是蜡雾点在150~160℃时,持粘强度较高,但热熔胶的初粘强度降低。

初粘强度与持粘强度是2个相互制约的物理量.两者制约的结果使石油树脂存在1个最佳的180。剥离强度,因此优质增粘树脂应具有合适的蜡雾点.能够使热熔胶达到初粘强度和持粘强度的最佳平衡[131.从而优化热熔胶的界面粘接强度和内聚强度.最终形成纤维撕裂粘合模式,达到最佳的粘合效果,石油树脂蜡雾点一般以70~110℃为宜。

通常.经苯乙烯、萜烯等芳香烃改性的相对分子质量、相对分子质量分布适中,并且含有环状结构的石油树脂才具有合适的极性,理想的相容性。但近年Donker等人研究发现反应温度、催化剂、链转移剂、甚至环戊二烯都能够促进树脂的环化、交链和网状结构的生成:随着树脂环状结构的增加、交链度的增强.树脂的相对分子质量相应的增大、软化点提高,同时树脂的蜡雾点降低、相容性提高。

通过合理的工艺就可以得到软化点在100 oC以上,蜡雾点小于90℃, 小于2的C 石油树脂,用这种树脂制备的压敏胶的高温剪切强度较高,克服了芳香烃改性石油树脂制备的热熔压敏胶高温剪切强度低的难题,这也开辟了脂肪烃改性C 石油树脂用作增粘剂的新方向。 4. 软化点的影响

石油树脂的软化点一般由树脂相对分子质量的大小和树脂的结构决定,比其玻璃化转变温度

高约40~50℃。相对分子质量越大,环状结构比重越高,石油树脂的软化点越高。 石油树脂软化点对热熔胶的持粘强度有很大影响。树脂软化点越高,树脂的内聚强度越强.胶粘剂的持粘强度越高,热熔胶的使用温度也就越高,应用范围越广;所以在使用时都要求增粘树脂的软化点尽量高些,但过高的软化点可能会提高树脂的熔融 粘度,降低了热熔胶的浸润能力.反而不利于热熔胶的粘接。若通过提高热熔胶的施胶温度的方法降低熔融粘度,容易造成因施胶温度过高而引起基体树脂发生热降解,降低了热熔胶的使用寿命,石油树脂的软化点一般在80~130℃之间比较合适 1。此外石油树脂软化点对热熔胶的固化速度.热熔胶的施胶速度也有很大影响。软化点过高还容易引起热熔胶的硬化和结皮。 5. 熔融粘度、热稳定性的影响

石油树脂的熔融粘度常南树脂的相对分子质量、相对分子质量分布及其结构特点决定。在高剪切速度下加工时,单分散或相对分子质量分布窄的高聚物的粘度比宽分布的同种聚合物要高;在同样的注射和挤出加工条件下.宽相对分子质量分布比窄分布试料的流动性更好。

熔融粘度低的热熔胶能够在基材上得以较好地铺展,增大了热熔胶与基材之间的接触面积,提高了热熔胶对被粘接物的浸润程度,有利于热熔胶与被粘接物间界面强度的提高;但熔融粘度过低,一方面可能会引起热熔胶体系内填料产生沉降造成物料成 分分布不均.另一方面可能会造成热熔胶因内聚强度的降低反而不利于粘接。石油树脂熔融粘度以150~250 mPas为宜。

胡元丽等人在研究增粘树脂的用量对聚乙烯醋酸乙烯酯(EVA)热熔胶粘接性能影响时还发现,并非增粘树脂的用量越多越好。增粘树脂的用量越多,热熔胶的熔融粘度越低,增粘树脂用量在质量分数24%时热熔胶粘接的破坏类型为粘附破坏。此时胶粘

剂的内聚强度较大;随着增粘剂用量的增加。粘接强度也增加,当增加到一定程度时粘接强度出现最大值,破坏类型为混合破坏,继续加大增粘剂则逐渐趋向于内聚破坏,粘接强度反而降低了。

此外石油树脂的热稳定性、色度、气味对热熔胶、压敏胶的耐久性、审美、环保以及施胶人员的健康等方面都有很大影响,优质石油树脂应该具有良好的热稳定性,低的色度和气味。


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