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壓敏膠pressure sensitive adhesive 壓敏膠粘劑的簡稱。是一類具有對壓力有敏感性的膠粘劑。主要用於製備壓敏膠帶。一般壓敏膠的剝離力(膠粘帶與被粘表面加壓粘貼后所表現的剝離力)<膠粘劑的內聚力(壓敏膠分子之間的作用力)<膠粘劑的粘基力(膠粘劑與基材之間的附著力)。這樣的壓敏膠粘劑在使用過程中才不會有脫膠等現象的發生。

1性能

壓敏膠的化學特性和性能主要體現在以下8個方面:
  1:壓敏膠的粘合性能,2:壓敏膠的浸潤性能。3:壓敏膠的抗剝離性能。4:壓敏膠的初粘和持粘性能。
  5:壓敏膠的抗蠕變剪切性能,6:壓敏膠的耐溫性。7:壓敏膠的阻燃性。8:壓敏膠的抗老性,抗氧化性。
  上述壓敏膠的性能受膠成份的影響極大,如以天然橡膠為主的橡膠類型的壓敏膠,固化溫度低,粘性好,耐溫性也好,但是抗氧性,抗老性差。
  以硅橡膠和硅樹脂為成份的有機硅壓敏膠,抗剝離性能強,但是同上述類型的壓敏膠一樣,仍是抗老性差。
  還有很多,就不一一例舉了,什麼樣的壓敏膠成份,會產生什麼樣的壓敏膠性能。

2分類

壓敏膠按照主體樹脂成分可分為橡膠型和樹脂型兩類。橡膠型又可分為天然橡膠和合成橡膠類;樹脂型又主要包括丙烯酸類、有機硅類以及聚氨酯類。
橡膠類壓敏膠除主要成分為橡膠外,還要加入其他輔助成分,如增粘樹脂、增塑劑、填料、粘度調整劑、硫化劑、防老劑、溶劑等配合而成。
而樹脂類壓敏膠除主體樹脂外,還需加入消泡劑、流平劑、潤濕劑等助劑。
除以上分類方法外壓敏膠還可按照分散介質不同,分為水性和溶劑型壓敏膠;又可按用途不同分為包裝、保護、絕緣、警示、標示、文具等產品。
按其性狀和分散介質
可分為水溶性壓敏膠,溶劑型壓敏膠,乳劑型壓敏膠,熱熔性壓 敏膠,壓延性壓敏膠,其中水溶性壓敏膠,熱熔性壓敏膠,溶劑型壓敏膠是市場的主流壓敏 膠產品,而熱熔性壓敏膠是最新發展起來的一個壓敏膠品種。
按成份結構
可分為橡膠型和樹脂型兩大類,橡膠類又分為天然橡膠,合成橡膠,樹脂又分為聚氨脂類,聚丙稀酸脂類,有機硅類.
橡膠類壓敏膠的主要成份除橡膠以外,同時又添加了增稠樹脂,增塑劑等成份,樹脂類的壓敏膠除了主要成份樹脂外,還得加入消泡劑,潤濕劑等。
樹脂類壓敏膠簡介:
1:其中樹脂類的聚丙烯酸酯目前應用最廣,產量超過了天然橡膠壓敏膠。
2:有機硅及其他樹脂類壓敏膠粘劑是由有機硅樹脂和有機硅橡膠混合組成的壓敏膠粘劑,具有耐高溫和耐老化的性能,是一類很重要的特種壓敏膠粘劑。
橡膠類壓敏膠簡介:
1:橡膠類的壓敏膠又稱為彈性體型壓敏膠,這類壓敏膠所用的彈性體最早是天然橡膠,以 后逐步擴展到各種合成橡膠,熱塑性彈性體,所以這類壓敏膠分別叫天然橡膠壓敏膠,合成 橡膠壓敏膠,熱塑性彈性壓敏膠。
2:熱塑性彈性體壓敏膠由於不再使用溶劑,不會產生環境污染,生產效率高,在當今對節 能和消除環境污染呼聲很高的現代社會,有著相當高的推廣價值。
3:合成橡膠和再生橡膠製成的壓敏膠粘劑,由於價格比較低廉,有一定的市場銷量。
4:天然橡膠,這是開發早,當今產量仍然很大的壓敏膠粘劑,具有很好的品質,幾乎可以製成各種類型的壓敏膠粘製品。
按主體成份是否交聯
可分為交聯性和非交聯型兩大類。
交聯型壓敏膠按其交聯方式可分為室溫交聯型,加熱交聯型,光交聯型等。其中交聯型壓敏膠的粘接強度最好,適合製作永久性壓敏標籤。
隨著社會和生產的需求,流水線作業生產高速,高效的要求,社會環保對消除生產中污染的要求,更加均勻塗布的要求,熱熔壓敏膠就誕生了,熱熔壓敏膠具有熱熔膠和壓敏膠的優點,相比溶劑型,水性壓敏膠,使用操作方便,生產過程中無污染,塗布均勻,是理想的壓敏膠換代產品,現在市場的需求非常旺盛。

3用途

市場上看到的以聚丙烯封箱、美紋紙(皺紋紙)、PVC電工膠帶為多。
壓敏膠主要是丙烯酸系和橡膠系的溶劑型或膠乳型膠粘劑。由於高速操作、合理塗布、排除溶劑公害問題的需要,發展了暖熔壓敏膠,集熱熔膠和壓敏膠的特點於一體,無溶劑,無污染,使用比較方便。它在熔融狀態下進行塗抹,冷卻固化后施加輕度指壓就能起到粘合作用。
它的應用範圍很廣,可用於尿布、婦女用品、雙面膠帶、標籤、包裝、醫療衛生、書籍裝訂、表面保護膜、木材加工、壁紙及製鞋等方面。其中,包裝用HMPSA消費量最大, 幾乎佔總量的一半。熱熔壓敏膠主成分較多應用苯乙烯類熱塑彈性體。熱熔壓敏膠優點是無溶劑,因而無大氣污染,且生產率高。但缺點是耐熱性、內聚力不足。新的SEBS、SEPS、環氧化SBS等熱塑性彈性體,用於製備更高性能的暖熔壓敏膠。
新的丙烯酸酯嵌段共聚體耐熱性、氧化穩定性、UV穩定性、對HDPE、不鏽鋼、玻璃、聚苯乙烯、丙烯酸板、聚碳酸酯、尼龍、聚丙稀等材料良好粘合,可用於制醫用帶、透明膜、標籤等。丙烯酸聚合物配合水溶性聚合物製成能水分散的熱熔壓敏膠。丙烯酸聚合物在弱鹼水溶液中分散成100μ以下非粘著性的粒子,容易分離,適用於舊紙回收。含二苯甲酮基的丙烯酸酯單體共聚得到低Tg的丙烯酸共聚體。
制暖熔壓敏膠,受UV照射易交聯,優點是不需添加光引發劑, 也無引發劑殘留問題。
能低溫(120~140℃)暖熔塗布,低VOC、低臭氣、無皮膚刺激性、熱穩定性良好。壓敏膠的組成膠粘帶是膠粘劑中特殊類型,即將膠液塗於基材上加工成帶狀並製成卷盤供給的,包括溶劑活化型膠粘帶、加熱型膠粘帶和壓敏膠粘帶。例如醫學上日常用的橡皮膏和電氣絕緣膠即屬於壓敏膠粘帶,壓敏膠帶的組成:①壓敏膠粘劑 ②基材③底層處理劑④背面處理劑⑤隔離紙壓敏膠的主要成分包括橡膠型和樹脂型。
如聚丙烯酸酯或聚乙烯基醚兩類,基材要求均勻,伸縮性小的且對溶劑浸潤性好,包括:
⑴織物類的如棉布, 玻璃布或無紡布等。
⑵塑料薄膜類如PE,PP,PVC和聚酯薄膜。
⑶紙類如牛皮紙,玻璃透明紙等。
基材原度在0.1-0.5之間.底層處理劑的作用是增加膠粘劑與基材間的粘附強度,以便揭除膠粘帶時不會導致膠粘劑與基材脫開而玷污被粘表面,並使膠粘帶具有復用性。常用的底層處理劑是用異氰酸酯部分硫化的氯丁橡膠,改性的氯化橡膠.背面處理劑一般由聚丙烯酸酯,PVC,纖維素衍生物或有機硅化合物等材料配製而成的.可以起到隔離劑作用.雙面膠粘帶如須加一層隔離紙如半硬PVC薄膜,PP薄膜或牛皮紙.壓敏膠的粘附特性壓敏膠不需加暖,用指壓即可粘接,是一種抗剝離強度的膠粘劑,其粘附特性為四大要素:T(快粘力)膠粘劑層的內聚強度;K-粘基力即膠粘劑與基材之間的粘附力。

4配合

研發趨勢
1:水性聚氨酯壓敏膠以其環保無污染的特點,將來必成為壓敏膠的最終發展方向;成本比丙烯酸略高,一般用於比較高端的行業;
2:丙烯酸乳液壓敏膠與丙烯酸溶劑型壓敏膠比較,壓敏膠的耐水性、耐濕性、耐熱性較差,因此改進這些性能很重要,否則難以取代溶劑型壓敏膠。
3:溶劑型壓敏膠由於各種生產性能良好,在工業絕緣膠粘帶等重視功能性的壓敏膠粘劑領域,多用來生產中、高級製品品種。
4:熱熔壓敏膠是未來壓敏膠的發展方向,而橡膠型壓敏膠近幾年無大的技術進步。
5:非水分散型壓敏膠用來製備某些特殊性能的壓敏膠,如具有良好壓印性的壓敏膠。
6:固化型壓敏膠
這種壓敏膠在接觸表面時是壓敏膠性質的,過一段時間,通過加熱固化、厭氧固化、塗交聯劑溶液、光陽離子硬化、UV 反應等,提高凝聚力,獲得近似膠粘劑的強度,但尚須解決固化時間長,貯存穩定性問題。
7:醫用壓敏膠
交聯型聚氨酯壓敏膠無臭味、皮膚刺激性小,粘著力低易剝離,有生物降解性,適合製做護傷膏、經皮吸收帶、長期用繃帶等 ,苯乙烯橡膠等配合製成壓敏膠帶有好的吸汗作用,粘貼性和剝落性,聚乙烯膠壓敏膠粘帶做暫時固定醫療膠帶,有機硅壓敏膠做藥物傳送製品,同時還有高濕環境下外科手術醫療服裝用的耐水壓敏膠,殺菌壓敏膠片等。
8:智能型壓敏膠應用於半導體、電子元件加工、陶瓷電容器、醫療用膠粘劑等方面。
9:特殊壓敏製品
導電性膠粘帶,導熱壓敏膠片,阻燃性膠粘帶,濕面膠粘帶,發光的膠粘帶等壓敏膠產品新功能,正在開發和研究中。
在壓敏膠生產的開發階段除考慮節省資源、節能、工藝合理、保證產品質量,更加註重壓敏膠產品環保方面的問題,如壓敏膠產品使用后的回收和廢棄物的處理等。

5配方

成分
質量百分比
成分說明
丁基橡膠
5-10%
主體樹脂
低分子量聚異丁烯
35-55%
增粘樹脂
中分子量聚異丁烯
10-20%
增粘樹脂
環烷油
5-15%
軟化劑
石蠟
1-5%
調節表面硬度
抗氧劑168、1010等
0-2%
抗氧化劑
防老劑AW66
0-2%
防老劑

6分析

一、概述
壓敏膠是膠粘劑領域裡一個重要的獨立分支,由於具有干粘性和永久粘性,所以習慣上也稱壓敏膠為不幹膠。其特點是「粘之容易,揭去不難,剝而不損。」壓敏膠因使用方便,用途廣泛,故發展異常迅速,國內外近幾年的增長速度都在10%以上。而隨著環保要求和社會法規的日益完善,壓敏膠劑也從溶劑性向水性轉變,水性壓敏膠的市場和應用前景十分火爆。
水性壓敏膠及其製品的應用十分廣泛,其中最多的形式是將其塗於紙質(如牛皮紙帶)、拉伸聚丙烯(如BOPP膠帶)、聚乙烯及其他塑料(如PVC膠帶)、織物(如無紡布)、金屬箔上等製成壓敏膠粘帶,俗稱不幹膠帶或者透明膠帶,用於捆紮固定,包裝封口,防腐防鏽,局部遮蔽,噴漆保護,拼接材料,辦公用品,圖稿修改,臨時粘補,保護表面等。也可用於玻璃、塑料、紙質、木材質等商品作標籤粘貼以及較平整光滑的陶瓷、不鏽鋼和鐵質上的標籤粘接等等。
二、產品應用範圍及特點
1、廣泛用於各種塑料如BOPP基材等各種不幹膠帶及牛皮紙膠帶、雙面膠帶、不幹膠商標及醫用透氣膠帶等生產用壓敏膠粘劑。
2、本品具有較高的內聚力和180&ordm;剝離力,初粘力好,與各類色母有極好的配伍性。
3、環保型產品,水基無毒,無污染,不燃、不爆。
4、生產投資少,操作安全,產品性能穩定,成本合理,質量優。
三、產品質量指標
1、外觀:乳白色液體
2、產品性能符合下表:
項 目
指 標
固含量 %
≥50
pH值
5.5~7
粘度 25℃mPa.s
50~200
粘力 N/2.5mm
≥5.6
持粘時間 hr·40℃.1Kg
≥8
180&ordm;剝離強度 N/2.5mm
≥6.8
保質期 天
180
四、生產條件及投資估算(按年產500噸計)
1、廠房:60~80m;電力:4KW;人工:3~5人,白班二班生產。
2、主要設備:蒸汽或者電加熱反應釜1m,一台,錨式攪拌,配套冷凝器6~8m,一台;高位罐帶攪拌0.5 m,一台;其它計量器具如磅稱、台稱等。
3、投資:設備投資3~3.5萬元,流動資金3萬元。
4、現有化工廠,膠粘劑廠,塗料廠可利用原有設備進行生產,根據市場情況可調整生產規模。
五、經濟效益分析(按年產500噸計)
1、成本核算(噸產品):
原料成本:7000~7500元;
人工水電:200元;包裝:400元(可回收);管理維修及其他:200元。
合計:7800~8300元。根據市場需要可調整產品固含量。
2、經濟效益分析:
(1)銷售價:11000~12000元/噸;
(2)年銷售收入:500噸×1.1萬/噸=550萬元;
(3)年稅前利潤:550萬元-500噸×0.8萬/噸=150萬元;
(4)年稅收:500噸×(11000-7000)元/噸×17%=34萬元;
(5)年純利潤:150萬-34萬=116萬元;
(6)噸產品利潤:116萬元÷500噸=2320元/噸。
六、包裝
採用25Kg、50 Kg、100 Kg、200Kg塑料桶裝。也可根據市場用戶需要採用不同規格包裝。
七、技術引進方式可在公司學習培訓,也可派工程師上門服務。

7質量

一般的手工粘合工判定壓敏膠質量的優劣好壞,一般可從粘合強度、乾燥速度、粘度、固含量以及PH值等幾個方面來進行衡量。
1、固含量
固含量也是影響壓敏膠質量的重要因素之一。固含量越高,粘合力越強,乾燥速度越快。
2、pH值
合成樹脂膠粘劑多呈弱酸性,對粘合工藝不會產生負面影響。但水玻璃和澱粉膠粘劑鹼性較高,鹼性偏高不僅會對作業人員和設備產生腐蝕作用,有時還會腐蝕被粘物,形成影響外觀的斑痕。因此採購膠粘劑時要考慮pH值對產品的影響。
3、粘合強度
壓敏膠首先必須有足夠的粘合強度,以保證粘合后物件的正常使用。判斷黏合劑粘合強度是否合格,可將兩塊被粘材料沿粘合界面撕開,若發現撕開后被粘材料遭到破壞,則證明黏合強度足夠;若只是粘合界面分開,則表明黏合劑強度不足。
4、粘度
粘度是影響膠粘劑質量的最重要的因素。若粘度太大,則塗層較厚、耗膠量大、乾燥減慢,還會影響到膠粘劑對被粘物表面的潤濕和滲透作用,進而直接影響到粘合強度;若粘度太小,則塗層較薄、乾燥過快、易出現粘合不良等問題。
5、乾燥速度
選購壓敏膠時,必須衡量乾燥速度是否與粘合工藝相匹配。一般的手工粘合工藝速度較慢,需要較長的初干時間;而機器粘合工藝則速度很快,要求初干時間短。對於徹干時間而言,絕大多數情況下要求越快越好,以便能儘快進入下―道工序。

8發展

壓敏膠行業曾長期被國際巨頭和跨國公司所壟斷,國內眾多行業所需高端壓敏膠均依賴進口或合資產品。自上世紀 90 年代起,國內企業、科研所等企事業單位逐漸開始進入該領域產品的自主研究和開發,經過多年的技術積累,逐步在高性能有機硅膠、丙烯酸酯膠、厭氧膠、環氧樹脂膠和聚氨酯膠等產品上取得了自主知識產權,其產品多以替代進口為目標。整個國內壓敏膠行業中有自主研發能力和一定生產規模,擁有自主品牌,並以壓敏膠產品為主業的企業約有30 多家。因此目前國內壓敏膠形成了跨國公司產品結構全面、技術領先;內資企業專註細分領域、增長較快,緊跟國外競爭對手的競爭格局,整體行業分散度較高。壓敏膠是膠粘劑行業中的高端領域,對企業研發能力、產品技術水平、銷售渠道等要求都很高。 壓敏膠經過十年的高速成長期,近幾年增長有所減緩,現有生產能力過剩,市場競爭激烈,但應用領域不斷被開拓,每年仍以二位數增長,近五年壓敏膠產量逐漸增長。
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