• PSA | UV固化型壓敏膠的研究進展

    • PSA
    • 2019/02/18

    UV固化型壓敏膠按主粘料的成分可分為橡膠樹脂2大類,進一步還可分為天然橡膠或合成橡膠、熱塑彈性體、丙烯酸酯類和聚氨酯樹脂類壓敏膠等。



     

    01

    橡膠型UV固化壓敏膠

     



    橡膠型壓敏膠是以天然橡膠(NBR)、合成橡膠或2者并用作為主粘料,并配以合適的增粘樹脂、軟化劑、溶劑、交聯劑、防老劑和填充劑等制成。生產中多采用天然橡膠,但一般用丁苯橡膠及聚異丁烯共混的方法進行改性。以天然橡膠為基體的壓敏膠常用于醫用橡皮膏和電工絕緣膠帶。其優點是粘附力強、耐低溫性能好、價格低廉,缺點是存在未反應的雙鍵,在光和熱的作用下易老化。所以一般通過部分交聯改性或接枝改性的方法提高其性能,尤其是通過加入光敏劑,可以實現快速UV固化交聯,獲得良好的耐熱性和力學性能。



     

    02

    熱塑彈性體型UV固化壓敏膠

     



    苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)等熱塑彈性體在室溫下具有硫化橡膠的性質,在高溫下又具有可塑性,因此兼具有良好的彈性和粘接性能。由于其分子結構中只存在物理交聯而沒有化學交聯,可利用紫外光輻照此類壓敏膠,打開嵌段共聚物中的雙鍵,使其進行化學交聯,從而提高壓敏膠的粘接性能。


    UV固化技術目前常用的方法是采用光引發劑與SBS共混,此方法存在著很多的弊端。首先,光引發劑與聚合物相容性不很好;其次,在某些特殊場合,如醫療、食品包裝和婦女衛生用品等,殘留的光引發劑小分子容易光解產生揮發性碎片,使產物老化變黃,出現氣味和毒性。



     

    03

    丙烯酸酯類UV固化壓敏膠

     



    丙烯酸酯類壓敏膠是目前應用最為廣泛的壓敏膠,與其他壓敏膠相比具有以下特點:

    1、幾乎不用加防老劑便具有優異的耐候性和耐熱性;

    2、無相分離和遷移現象,透明性好,耐油性佳;

    3、對皮膚無影響,適用于醫用領域。


    其中,UV固化型丙烯酸酯壓敏膠不含溶劑,在高溫下呈黏稠液態,使用時涂布于基材上,經UV照射后固化成具有實用性能的壓敏膠粘制品。


    UV固化型壓敏膠一般含有光聚合性齊聚物、單體、光引發劑、活化劑、鏈轉移劑、增粘樹脂等組分,主要有以下3種搭配體系:

    1、增粘樹脂和/或某些無機填料如粉末狀硅膠、細微的中空玻璃纖維等與丙烯酸酯單體組成混合物;

    2、將丙烯酸酯聚合物溶解在一定配比的丙烯酸酯單體中,或者將丙烯酸酯單體的混合物聚合到轉化率約為10%左右得到黏稠液體。為了提高性能,一般還要加入雙丙烯酸乙二醇酯、三丙烯酸三羥甲基丙酯等交聯劑;

    3、反應性丙烯酸酯預聚物及其丙烯酸酯單體的混合物。這類反應性預聚物包括帶有羧基、羥基或環氧基的丙烯酸酯共聚物,以及聚酯、聚醚、環氧樹脂和聚氨酯等的丙烯酸雙酯。


    對于光固化體系來說,光引發劑對固化速度起決定作用。自由基光引發劑一般分為裂解型(Ⅰ型)和奪氫型(Ⅱ型)2種。其中奪氫型自由基光引發劑都是二苯酮或雜環芳酮類化合物,為提高其光引發活性,常與胺類助引發劑復配使用。奪氫型光引發劑一般只跟聚合物側鏈的叔碳氫原子反應(如壓敏膠配方中常用的丙烯酸異辛酯側鏈等)。


    一般來說,在UV固化型壓敏膠配方中添加的光引發劑最大吸收波長均位于200~400nm的紫外區,但在以下情況下這種單一光引發劑往往存在不足:

    1、汞燈的可見光部分因無法吸收而損失掉;

    2、當使用激光作光源時發射光譜與樣品的吸收光譜不能很好地匹配;

    3、當壓敏膠中使用填料時難以獲取有效的光譜窗口;

    4、戶外使用的壓敏膠無法有效利用日光進行固化。因此,有必要使用一種多組分光引發體系來提高其引發效率。


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