【技术】压敏胶粘剂的粘附特性及市场应用

压敏胶粘剂，是一种略施压力即可瞬时粘接的一种胶粘剂。压敏胶粘剂是制造胶粘带的一种胶粘剂，分为溶剂活化型、加热型和压敏型三类，其中压敏型的使用最为方便，发展迅速。

压敏胶粘剂的分类

压敏胶粘剂可按其粘料种类分成橡胶型压敏胶和树脂型压敏胶，橡胶型压敏胶以橡胶为粘料，加入增粘剂、填料、防老剂等组成。根据橡胶种类又可分为天然橡胶、聚异丁烯橡胶、丁苯橡胶压敏胶等类。树脂型压敏胶的粘料为合成树脂，有均聚树脂和共聚树脂。配制压敏胶时需加入增粘剂、软化剂、填料及防老剂等。根据树脂种类又可分为聚烯烃、氯醋共聚物、丙烯酸树脂、有机硅及氟树脂压敏胶等类。

压敏胶粘剂的组成

压敏胶粘剂中除粘料外，还要加入增粘剂等辅助性物质。

1.粘料压敏胶的粘料有橡胶或合成树脂等材料，其作用是给予胶层足够的内聚强度和粘接力，用量为30%-50%。

2.增粘剂。增粘剂有松香及其衍生物、石油树脂等，其作用是增加胶层粘附力。其用量为20%-40%。

3.增塑剂。所用的增塑剂为一般塑料加工用的增塑剂，其作用是增加胶层的快粘性。其用量为0-10%。

4.防老剂。一般橡胶、塑料的防老剂均可用，作用是提高使用寿命，用量为0-2%。

5.填料。所用的填料为一般塑料用填料，作用是提高胶层内聚强度，降低成本，用量為0-40%。另外，对有些压敏胶粘剂，还需加入粘度调节剂、硫化剂及溶剂等。

常用的压敏胶粘剂

目前常用的压敏胶粘剂主要有橡胶型压敏胶、丙烯酸酯型压敏胶和有机硅压敏胶三种类型。

1.橡胶型压敏胶。橡胶型压敏胶是用得最多最广的一种压敏胶，所用的橡胶有天然橡胶、合成橡胶和再生橡胶。以天然橡胶为粘料的压敏胶的相容性、压敏性、抗蠕变性都好，耐老化性差些，且硬度变化大。以合成橡胶为粘料的压敏胶耐热性、耐久性都比天然橡胶的好，但粘接强度差些。用再生橡胶为粘料的只能使用天然橡胶的再生胶，合成橡胶的再生胶效果很差，不宜使用。对于以天然橡胶为粘料的压敏胶粘剂，可将天然橡胶与合成橡胶并用，部分硫化交联，进行接枝改性或加入适当的补强填充剂改性。这些方法都能提高胶层的耐老化性能，增大胶粘剂的使用寿命。

2.丙烯酸酯型压敏胶。丙烯酸酯型压敏胶是目前用量仅次于橡胶型的压敏胶粘剂，其粘料是丙烯酸酯类与其他乙烯类单体的共聚物。共聚单体分为主单体、次单体和官能单体。主单体有丙烯酸丁酯等，作用是提供韧性和粘接性。次单体有甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等，为硬性单体，能提供刚性和内聚强度。官能单体是含有其他官能团的单体，例如，甲基丙烯酸羥乙酯等，在聚合过程中能发挥交联作用，进一步提高粘接力、内聚力和耐热蠕变性。这种科学的单体配合能使共聚物本身就具备压敏胶粘剂的基本性能，因此丙烯酸酯压敏胶几乎是单组分的。与橡胶型压敏胶粘剂相比，丙烯酸酯型压敏胶粘剂不加防老剂就具有优良的耐候性和耐热性，良好的耐油性，胶层透明且无相分离和迁移现象。由于通过共聚可以引进各种极性基团，增大了分子间的次价力作用，因此具有比较大的粘接强度和内聚强度。

3.有机硅压敏胶。有机硅压敏胶是由硅橡胶与硅树脂相配合而成，硅橡胶作为压敏胶的基本组分，硅树脂作为增粘剂。压敏胶的性能随二者比例的变化而改变。在配方中，硅生胶的相对分子质量约为1.5×10，但对硅树脂要进行适当的选择，要求末端带有活性端基。常用的有甲基硅树脂，甲基苯基硅树脂，苯基乙烯基硅树脂。它们都具有良好的热稳定性，有机硅压敏胶的粘接性能良好，粘接在铝片上，强度为21MPa，经260℃、7d，强度不变，作为有机硅压敏胶的背衬材料有聚酯、涤纶等。

压敏胶粘剂的构成

压敏胶粘带一般制成带状卷筒，有单面涂胶、双面涂胶和胶粘片三种形式。

1.单面涂胶是在基材正面涂底涂剂后再涂压敏胶，反面涂刷背面处理剂后卷筒即可。

2.双面涂胶的胶粘带与单面涂胶的胶片不需要背面处理剂，而需要一个胶面上贴一层隔离纸。胶粘带的基材是支承压敏胶的基本材料。作为压敏胶的基材，必须有较好的机械强度，厚薄均匀，不易变形，并且与压敏胶湿润较好等特点。常用的基材有棉布、玻璃布、合成纤维等织物，聚乙烯、聚酯、聚氯乙烯等塑料薄膜。

3.底涂剂，也称底层处理剂、底胶。将底涂剂涂布到压敏胶与基材之间能增强压敏胶对基材的粘附力，防止脱胶。底涂剂有混合型与接枝型两种类型。混合型底涂剂是将对基材有亲和力的树脂与对压敏胶有亲和力的树脂共混后形成的混合物。接枝共聚型底涂剂是以对压敏胶有亲和力的树脂为主链，用对基材有亲和力的树脂的单体进行接枝共聚而成。有些压敏胶与基材之间的粘附力强则可以不涂底涂剂。

所谓背面处理剂是在单面胶粘带基材的背面涂上的一层能在胶粘带卷成圆圈时起层间隔离作用的物质。这种处理剂还能提高基材的物理-力学性能。选择背面处理剂时要求具有较好的层间隔离能力，揭剥胶带时背面不能带有下层的压敏胶，还要求有较好的透明性和非迁移性。常用的背面处理剂有聚丙烯酸酯、聚氯乙烯、纤维素衍生物和有机硅化合物等。基材或压敏胶不同，选用的处理剂也不同，也可以将几种处理剂配合使用。对于双面胶粘带、标签、粘贴胶纸、胶粘片等在其压敏胶表面上应覆盖一层隔离纸。常用的隔离纸有半硬性聚氯乙烯薄膜，聚丙烯薄膜及涂有背面处理剂的牛皮纸等。

压敏胶粘剂的粘附特性

压敏胶粘剂的压敏性是它的粘附特性的表现，其粘附特性是由快粘力(A)、粘接力(B)、内聚力(C)和粘基力(D)四个要素组成的，

1.快粘力(A)是指当胶粘带与被粘物以最轻的压力、最快的速度接触后立即分离所表现出来的一种界面剥离力。可以理解为初粘性，表现粘性及压敏胶对被粘物的浸润能力等，很难下严格的定义。

2.粘接力(B)是指进行适当的粘贴后胶粘带与被粘物表面之间所体现出来的剥离力，其大小决定着胶粘带的粘附性能。

3.内聚力(C)即胶层的内聚强度，它与分子间力、分子间键、分子大小及分子间的排布方式有关。

4.粘基力(D)即压敏胶与基材之间的粘接力或者说压敏胶与底胶及底胶与基材之间的粘接力。因为这四种力之间应满足A<B<C<D的关系，所以在设计压敏胶粘剂配方时应严格注意各组分的性质与用量及其对粘附特性的影响。

压敏胶粘带的制备工艺

压敏胶粘带的制备工艺往往因基材、胶种、胶片的种类及胶带的形状不同而采用不同的工艺和设备。

1.配制压敏胶粘剂。适用于溶剂法涂布的压敏胶先将粘料溶于溶剂中，再加入其他组分，搅匀，调制成具有一定粘度的胶液备用。如果粘料为橡胶，则最好先进行素炼以利于增大快粘力与可溶性，适当降低内聚力。适用于滚贴法涂布的压敏胶，一般是先按橡胶、防老剂、树脂(增粘剂)、增塑剂、粘度调节剂及填料的次序在炼胶机上混炼均匀，然后加入少量溶剂稀释至一定粘度即可。

2.压敏胶的涂布。将压敏胶、底涂剂和背面处理剂配好后，可用溶剂法或滚贴法等方式将它们涂布在基材上后除去溶剂即成，胶层厚度以0.02-0.03mm为宜。用溶剂法涂布时，在基材前进的过程中先将底涂剂与背面处理剂涂在基材的两个不同的面上，干燥后再涂压敏胶，整个过程是连续进行的。溶剂法设备简单，操作方便，涂布厚薄范围广，特别适用于在强度较低的基材上涂胶。缺点是需要消耗大量的溶剂，增大成本并污染环境。滚贴法的施胶顺序与溶剂法基本相同，只是设法将胶液分布于辊上，让待涂基材在双辊(其一或二者都涂有胶)之间通过以完成涂胶，胶层厚度可用双辊间的距离来调节。用滚涂法不用或少用溶剂，成本较低污染很小，胶层厚薄均匀，施工安全方便，但设备比较复杂，只宜在强度较高的基材上涂胶。经过改进后的滚贴法如隔离滚贴法等适用范围更广，可用于在任何基材上涂胶。

压敏胶在电子电器上的应用

压敏胶粘剂在电子电器上的应用很广，主要体现在以下几个方面。

1.电器绝缘。电器绝缘主要是变压器，电磁线圈的绕组层间绝缘及外包封，电线电缆接头和末端绝缘。最常用的是聚氯乙烯胶带和聚酯胶带。需要耐热时可选用有机硅压敏胶，以玻璃布、聚四氟乙烯或聚酰亚胺为基材的胶带。小型变压器和低压线圈用聚氯乙烯、聚酯、聚丙烯或经浸渍、涂敷处理的纸和布等基材的压敏胶带作为绕组绝缘、末端固定及外包封。对于要求耐热的大型变压器应采用芳族聚酰胺和玻璃布胶带，也可采用聚酰亚胺、聚四氟乙烯或有机硅浸渍的玻璃布胶带。为了提高变压器的电绝缘性能，一般都进行绝缘漆真空浸渍处理，这时压敏胶带要耐绝缘漆的浸渍。

2.焊接掩蔽与表面保护。印刷线路板的接插部都要进行电镀工艺，以提高接触性能，电路板在进行波峰焊时，需将不上锡的部位进行掩蔽；在喷涂时要用掩蔽胶带。掩蔽胶带一般採用高强度薄型纸，皱纹纸或聚酯薄膜作基材。还要求能耐溶剂，波峰焊掩蔽胶带则要求瞬时耐230℃以上的高温。家用电器用的高级铭牌和喷涂面，显像管玻璃屏幕表面，以及电子计算器表面大都采用以聚乙烯膜为基材的保护膜(一种特殊的压敏胶带)进行表面保护。要求易剥离，压敏胶不应残留而污染保护面。半导体和集成电路硅片也要用保护膜。

3.集束固定。电视机的偏转线圈、消磁线圈等电磁线圈的集束和末端处理大都采用阻燃型的聚氯乙烯胶带。电冰箱、洗衣机等电器导管或夹板的固定和密封；电冰箱，空调器生产工艺中，发泡聚氨酯或发泡聚乙烯等隔热材料成型时的固定和密封，显像管玻壳和防爆箍之间的缓冲都应用各种压敏胶带。印刷线路板组装时插件自动化需要元件排列整齐，采用纸基压敏胶带可以使单个元件编成带状有序的包装形式，整机厂再在有序的各种元件基础上，按照预先编定的指令程序进行二次选序编带，这是目前电子工业中惟一可以进行高速度自动插件的方法。此外，瓷片电容器、涤纶电容器和电阻的自动化生产，也都需要压敏胶带进行编带固定。电子设备趋向超小型化，片状(无引线)元件的生产量将有所增加，将使无引线元件包装用的压敏胶带和能热融压敏胶的用量将大大增加。

4.双面粘贴。音响设备刻度板的安装、彩电的门内指示标牌采用双面胶带可大大改善其作业性。发泡聚氨酯为基材的双面胶带还广泛在音视设备机内作防震用。电子计算机等设备的小型化所需的挠性线路板的端部补强，电子计算器键盘上使用的膜片开关的安装，液晶显示器偏光极的安装和固定等都使用双面胶带。