热熔压敏胶(Hot Melt Pressure Sensitive Adhesive-HMPSA)是在熔融条件下进行涂布,冷却后具有压敏黏接性的无溶剂、无污染压敏胶。主体材料是热塑性橡胶,再加入增粘树脂、增塑剂及少量其他组分,在较高温度下(160-200 ℃ )熔融搅拌制成。HMPSA是以热塑性聚合物为主的胶粘剂,集热熔胶和压敏胶的特点于一体,无溶剂,无污染,使用比较方便。它在熔融状态下涂布,施加轻度指压就能快速粘合,同时又容易剥离、不污染被粘物表面。它的应用范围很广,可用于尿布、妇女用品、双面胶带、标签、包装、医疗卫生、书籍装订、表面保护膜、木材加工、壁纸及制鞋等方面,其中,包装用HMPSA消费量最大,几乎占总量的一半。
常温下,热熔压敏胶为固态并具有表面黏性,在熔融状态下,热熔压敏胶可进行涂覆。热熔压敏胶种类根据原材料不同,可分为EVA热熔压敏胶、TPU热熔压敏胶、PET热熔压敏胶、mPO茂金属热熔压敏胶(热安定性最好)、Polyamide聚酰胺热熔胶、新型热塑性弹性体TPR压敏胶、丙烯酸酯热熔压敏胶、有机硅热熔压敏胶、无定型聚烯烃热熔压敏胶等。
本文重点讲解一下热塑性弹性体TPR—SBC(SBS/SIS)基热熔胶。
SBC:苯乙烯-丁二烯/异戊二烯嵌段共聚物,可用于胶粘剂、密封剂、沥青改性、鞋类等用途,高苯乙烯含量的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物可用于一次性产品、硬质包装、服装衣架、柔软包装、医学、消费品、玩具及展览品等方面。
SBS是苯乙烯嵌段共聚物弹性体中的一种,S表示聚苯乙烯,B表示聚丁二烯。苯乙烯和丁二烯是单体,虽说SBS是苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物,但其本身的结构并不是1个聚苯乙烯连接1个丁二烯,再连接一个聚苯乙烯这种规则结构。SBS作为嵌段共聚物绝不是这样简单的结构,因为由两种或多种链段组成的线性聚合物才算得上是嵌段共聚物,常见的是AB型和ABA型,SBS属于ABA型,其中A、B都是长链段,也存在(AB)n这种组合类型多段共聚物,但SBS不是这种纯组合结构。
从工业合成SBS的方法上看,依次加入苯乙烯、丁二烯、苯乙烯,相聚聚合,每个步骤都是聚合完毕后才进行下一个步骤,可以看出来,聚苯乙烯S,丁二烯B,这两种形成ABA型绝不是单体链接,其中S、B、S均表示已经是聚合物链,准确一点来说是SnBmSn,一段一段的连接上,具体是几个,其实没人会去仔细数的。
工业化生产中通常是使用一些引发剂手段,保证丁二烯形成顺1,4结构,以达到弹性体玻璃化温度的要求。与此相同的还有SIS嵌段共聚物,中文名为聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯,同为热塑性弹性体。而通常人们说的SBC(SBS/SIS)基热熔胶,就是以聚苯乙烯嵌段共聚物相关弹性体为基础改良的热熔粘合剂或者压敏胶粘剂。随着包装、快递行业的发展,EVA加热才能完成液化进而粘接,已经逐步被工业中放弃,以SBS/SIS系列弹性体为基础加工改良的压力敏感性粘接剂逐步走上舞台,这也是当前行业深度探究的一个方向。
SBS、SIS热熔胶组成主要包括 SBS、SIS热塑性橡胶、增粘树脂、增塑剂、稳定剂等成分。
SBS、SIS
聚苯乙烯类嵌段共聚物SBS、SIS属于一种热塑性弹性体TPE/TPR,又称SBC。其中,丁二烯/异戊二烯橡胶状中间嵌段分子是不饱和的橡胶。该弹性体具有聚苯乙烯的可溶解性和热可塑性(热可熔融加工特性),而在室温下它又具有硫化聚丁二烯橡胶的韧性和弹性。
增粘树脂
增粘树脂对胶粘剂性能的影响,取决于其在嵌段共聚物二相间的分布趋向。软化点高于 85℃的聚芳烃、萜烯树脂、古马隆-茚或石油树脂与聚苯乙烯塑料末端嵌段有较好的相容性,主要用于调节胶粘剂的熔融粘度、控制胶粘剂的模量,使胶粘剂在高温下仍具有较高的内聚强度。低软化点树脂作用与上述相反,使胶粘剂在低温下即产生粘性,降低热熔胶的操作温度。脂肪族烯烃类树脂、松香酯树脂、聚萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、C 5 石油树脂等与中间橡胶嵌段有较好的相容性,主要用于赋予胶粘剂的初粘力和剥离力,提高胶粘剂对极性基材的粘接强度。控制胶粘剂的模量,使胶粘剂软化。此类树脂使胶粘剂的低温柔软性降低,可加入相应的增塑剂进行改进。根据胶粘剂的性能要求,可选择一种或多种增粘树脂配合使用,以获得满意的结果。
增塑剂
增塑剂用于改进胶粘剂的粘接力、耐寒性、耐冲击性和柔性,降低胶粘剂的熔融粘度,提高胶粘剂的可操作性等。SBS、SIS 类热熔胶一般应选择与嵌段共聚物中间橡胶嵌段相相容性好、与端聚苯乙烯塑料相相容性差的烃类油,如环烷油、液压油、40#机油等。若采用与端聚苯乙烯塑料相相容性好的增塑剂如 DOP 等,将使端塑料相区软化,从而使胶粘剂的粘接强度迅速下降。
稳定剂
SBS、SIS 嵌段共聚物橡胶状中间嵌段分子是不饱和的橡胶,在碳-碳双键处易受化学攻击,发生氧化降解或分子交联生成难熔的网状结构物,导致胶粘剂的性能下降。因此需加入抗氧剂、抗臭氧剂、紫外线稳定剂等稳定剂进行保护。常用的稳定剂有1010、168、245、329等。
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