[科普中国]-热熔型压敏胶

定义

压敏胶（pressure sensitive adhesive，PSA），是指一类对压力敏感、指压稍加压力即可与被粘物粘接，不需要使用溶剂或其他辅助手段的一类胶粘剂。热熔压敏胶是继溶剂型和乳液型压敏胶之后的第三代压敏胶产品，较之前两者，热熔型压敏胶无溶剂，更有利于环保和安全生产，生产效率高，生产成本相对低，所以目前世界各国正大力开发热熔型压敏胶。

参考配方SBS/SIS热塑性弹性体

热熔压敏胶的一般组成为：高分子弹性体，如SIS、SBS、SEBS、SEPS等以及增黏剂、增塑剂、填充剂和抗氧剂。它主要是热塑性弹性体，即SBS和SIS热塑性弹性体。SBS又称热塑性丁苯橡胶，是一种热塑性弹性体，它既有聚苯乙烯(PS)的溶解性和热塑性，又具有顺丁橡胶(PB)的柔韧性和回弹性。SBS溶解性好，与很多聚合物都相容，不需高温硫化，加入树脂和增黏剂可以降低其熔融黏度，非常适合制备热熔压敏胶。SIS是苯乙烯和异戊二烯的嵌段共聚物，它的模量低，溶液黏度和熔融黏度小，加工性能好，由于SIS中间嵌段聚异戊二烯，结构上具有侧链甲基，使它具有很好的内聚力和优良的粘附性能以及与其他添加物良好的相容性，因此SIS系热熔压敏胶比SBS系热熔压敏胶初粘性能更优。

增粘树脂是压敏胶粘剂中除主体弹性体外的另一个最重要成分．它的主要作用是赋于压敏胶以必要的粘性。就是说，正是由于在橡胶弹性体中混入了增粘树脂，才使混合体系对被粘材料表面产生必要的初粘性和粘合力，才使其成为一个真正的压敏胶粘剂。

常用的增粘剂可分为两大类：

松香系列：松香、松香衍生物（氢化、歧化、聚合、酯化）

天然树脂 萜烯系列：萜烯树脂（α－萜烯、β－萜烯）、萜烯－酚醛树脂、芳香族改性萜烯树脂、氢化萜烯树脂

石油树脂：脂肪族树脂（C5石油树脂）、酸改性C5石油树脂、芳合成树脂 香族树脂

其他：烷基酚醛树脂、甲苯树脂等

SBS与SIS热熔型压敏胶体系中最佳配方为：

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其中不同牌号的基体对体系力学性能影响明显，SIS为基体热熔型压敏胶性能优于SBS热熔型压敏胶，但是为降低成本，可两者混合作为基体。对于不同SIS基体的热熔型压敏胶体系，需要通过不同的方法进行接枝丙烯酸丁酯基团改性。SIS基体通过熔融接枝丙烯酸丁酯等极性基团，可以明显提高SIS的极性，制得的热熔型压敏胶持粘性能和剥离性能有明显提高；

压敏胶是一类介于粘性液体和弹性固体之间的物质，在加入软化剂含量较多的情况下，压敏胶膜表现为粘性液体的性质，容易润湿被粘物表面，初粘性能较好，但是由于模量和粘度降低，使得不可逆的粘性形变增大，内聚力下降，持粘力下降。12

应用案例1、 SBS性热熔胶

SBS 28-35%

C9石油树脂 15-20%

萜烯树脂 25-30%

环烷油 15-18%

抗氧剂1010 0.5-1.0%

2、 SIS性热熔胶

SIS 65-68%

萜烯树脂 5-18%

环烷油 10-12%

聚异丁烯 7-9%

抗氧剂1010 0.5-1%3

热熔压敏胶的应用现状由于环保法规的日趋严格和人们环保意识的增强，环保型压敏胶引起了人们越来越多的关注，溶剂型压敏胶的产量逐年递减。虽然乳液型压敏胶是以水为溶剂的，也利于环保，但存在干燥速度慢、乳化剂迁移等问题。因此，自从20世纪70年代末，美国Shell化学公司将SBS和SIS用于制造热熔压敏胶开始，热熔压敏胶在欧美等发达国家便开始了飞速发展。

就全世界范围来看，目前热熔压敏胶的应用领域主要集中在以下几个方面：(1)包装产品，如BOPP胶带、封箱纸胶带等；(2)卫生用品，如妇女卫生巾、婴儿纸尿裤、卫生床垫等；(3)胶黏标签，用于商品价格、化妆品等；(4)医疗用品，如医用透气胶带、药贴、一次性手术衣等；(5)纺织用品，如汽车坐毯复合布、地毯背涂胶等；(6)日常生活用品，如文具胶带、胶黏塑料挂钩等；(7)特殊用途的压敏胶黏制品，如阻燃胶带、发光胶带、磁性胶带等。

热熔压敏胶的新发展热熔压敏胶主要是由热塑性弹性体(如SBS、SIS)、增黏树脂、增塑剂、抗氧剂以及填料等成分组成的。其中，它的最主要成分就是热塑性弹性体SBS或SIS。它们都是丁苯嵌段共聚物，虽然具有热塑性和橡胶的弹性，蠕变性能优良，适于制备压敏胶，但是由于SBS、SIS的分子极性小，而且在分子中存在不饱和双键，以此制备的热熔压敏胶在使用性 上也就不可避免地会存在一些缺点，如对极性材料的粘接强度不够高、耐油耐溶剂性差、耐热氧老化性不好等。为了解决这些问题，国内外许多工作者进行了研究，不仅在原有热熔压敏胶的基础上，开发出了改良型热塑性弹性体热熔压敏胶，而且还开发出许多新的热熔压敏胶品种。

改良型热塑性弹性体热熔压敏胶一些研究者认为，将SIS和SBS混合使用，其加工性能和使用性能会更好。这是由于在熔融制备压敏胶的过程中，SIS中的聚异戊二烯链段易受热氧化而断裂降解，熔融黏度下降，压敏胶的初黏力增加；而SBS中的聚丁二烯链段受热氧化则倾向于交联，熔融黏度增大，压敏胶的持黏力和剪切强度提高。将两者混合使用，会避免体系的熔融黏度产生较大的波动，优势互补，而且相对于SIS型热熔压敏胶，其成本明显降低。

通过对SBS、SIS氢化制得饱和的热塑性弹性体sEBs、sEPs，将其用于制备热熔压敏胶，可以提高压敏胶的耐氧化、耐紫外线和耐热性能，具有优良的耐候性能。研究发现，压敏胶的软化点受萜烯树脂用量的影响不大，主要随着SEBs相对分子质量的增加而迅速提高，随着环烷油用量的增加明显降低。

利用SBS或SIS中的双键进行环氧化反应，不仅能够提高分子的极性和内聚强度，改善与压敏胶其它组分的相容性，而且以此制备的热熔压敏胶在初黏力、剥离强度等性能上也会得到提高。

采用电子束或者紫外光对热熔压敏胶的涂层进行辐射，可以打开SBS、SIS分子中的双键，使其进行化学交联，从而提高热熔压敏胶的耐热性、耐老化性以及耐溶剂性等。

丙烯酸酯类热熔压敏胶丙烯酸酯类热熔压敏胶通常是采用本体聚合法合成的。用于制备此类热熔压敏胶的单体有软单体、硬单体和官能单体。软单体主要有丙烯酸丁酯和丙烯酸一2一乙基己酯，其作用是产生玻璃化温度较低的压敏性聚合物；硬单体主要为甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯等，其作用是与软单体共聚后能够提高共聚物的内聚强度和使用温度；而官能单体的作用主要是使压敏胶的内聚强度和黏合性能得到提高，如丙烯酸、丙烯酰胺、马来酸酐等。

有机硅类热熔压敏胶有机硅类热熔压敏胶的主要组分是硅树脂、液体硅橡胶或者二者的缩聚物，以及一定比例的添加剂。这类压敏胶具有优良的电气性能、耐热性、耐寒性以及耐化学性等，主要用于要求比较苛刻的环境中。

无定形聚烯烃类热熔压敏胶无定形聚烯烃实质上是丙烯或者丙烯与乙烯、丁烯、己烯经低压共聚而形成的低相对分子质量的均聚物或者共聚物。采用无定形聚烯烃制备的HMPSA，不仅成本低、熔融黏度小、软化点高，而且其耐热性和耐寒性好，储存时间长，对纸张、木材、金属以及聚乙烯和聚丙烯都有良好的黏附力。4