1、北京理工大学珠海学院 2011 届本科生毕业论文I毕业论文热熔压敏胶的合成与性能研究摘 要热熔压敏胶是以热塑性聚合物为主的胶黏剂，它兼有热熔和压敏双重特性，涂胶时必须将胶加热熔化（一般为 150200） ，在熔融状态下进行涂抹，冷却中固化，固化后施加轻度指压就能起到粘接作用。它的应用范围很广，目前已用于尿布、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、标签纸及地毯粘接等方面，也可制作纸基或布基的胶黏带，其中，包装用 HMPSA 消费量最大，几乎占总量的一半，是无溶剂型压敏胶黏剂中发展较快的几个品种之一。本文针对热熔压敏胶的初黏力、持黏力、剥离强度三大压
2、敏性能进行研究，目的是设计研究出一种具有一定初黏力，一定剥离强度，较强持黏力的热熔压敏胶，在这个基础上，最好能具有耐高温性能。关键词：热熔胶 压敏胶 持粘力 软化点 剥离强度北京理工大学珠海学院 2011 届本科生毕业论文IISynthesis and properties of hot melt pressure-sensitive adhesive researchAbstractHot melt pressure-sensitive adhesive is a thermoplastic polymer-based adhesive. It has both hot melt and p
3、ressure-sensitive double feature. it must be heated to melt when gluing (typically 150-200 ).To smear over in the molten state，Cooling in the solidification, Light finger pressure applied after curing can play a role of adhesive .It is widely used in many area, such as it has been used in diapers, w
4、omens products, double-sided adhesive tape, labels, packaging, health, book binding, surface protection film, wood processing, wallpaper and footwear, and carpet adhesive label paper , and so on. It can also be made of paper-based or cloth adhesive tape. Of which the largest consumer packaging is ho
5、t melt pressure-sensitive adhesive, accounting for almost half of the total. Pressure-sensitive adhesive is solvent-free hot melt pressure-sensitive adhesive rapid development one of several species In this article, I research for the beginning Adhesion, holding adhesion and the peel strength of the
6、 hot melt pressure-sensitive adhesive (HMPSA). My objective is to design developed a new HMPSA. It has the beginning Adhesion, the holding adhesion and a strongly peel strength. On this basis, it is better to have good high temperature resistant performance.Key Words：Hot Melt Pressure-sensitive Adhe
7、sive Holding Adhesion Softening point Peel strength北京理工大学珠海学院 2011 届本科生毕业论文III目 录摘 要 .IAbstract.II1.前言 .12.热熔压敏胶的简介 .32.1 概述 .32.2 性能及其影响因素 .32.2.1 主要性能 .32.2.2 影响因素 .62.3 热熔压敏胶的优势 .83.研究内容 .93.1 研究对象 .93.2 研究方法 .93.3 测试标准 .94实验部分 .104.1 实验仪器 .104.2 实验原料 .114.3 对比实验 .114.3.1 对比软化剂（油）的用量对产品性能的影响 .114
8、.3.2 结论 1.214.3.3 对比热塑性弹性体（橡胶）的用量对产品性能的影响 .23北京理工大学珠海学院 2011 届本科生毕业论文IV4.3.4 结论 2.304.3.5 对比热塑性弹性体（橡胶）的比例对产品性能的影响 .314.3.6 结论 3.395.结论 .42参考文献 .43谢 辞 .44北京理工大学珠海学院 2011 届本科生毕业论文11. 前言热熔压敏胶，是压敏胶的一种，主要由合成橡胶和树脂及橡胶油等混合加热成熔融状态状态再涂布于棉纸，布或塑料薄膜等基材上而制成的一种新型胶粘带，成本低廉是其最大的优点，缺陷是粘性受温度影响较明显。热熔压敏胶主要用于各类封箱、封盒、纸品包装、
9、饮料瓶标签、封口铝箔，软包装及其它包装用;环保纸栈板等，适应各类材质。其中，封箱胶对各类上光、磨光、压光、PP复合等PET、PP透明盒、薄膜、无纺布制品粘接，化妆品盒包装，食品盒包装，烟盒包装，利乐饮料包装等、组装家具封边，电子工业、汽车内饰密封，车灯制造，挡风玻璃装配等)、无纺布卫生巾，尿片，纸尿裤，鞋垫，一次性生活用品、涂布复合商标纸，标签双面胶带，粘鼠板，粘蝇纸，木地板，地毯过胶，创可贴，医用透气胶带、彩盒包装、纸箱包装胶、背胶粘扣带等难粘材料均有较强的粘合力；热稳定性佳，无杂质、操作性好；优秀的耐候性；铝箔封口热熔胶独有耐水、防水的特性。热熔压敏胶的一般组成为：高分子弹性体，如SIS、
10、SBS、SEBS、SEPS等以及增粘剂、增塑剂、填充剂和抗氧剂。国内所用SIS主要靠从美、日、意等国进口，但岳阳橡胶总厂已有大量生产。增粘树脂进口也不少，而今年4月美国埃克森公司与中国石化合作在上海金山成立了金森石油树脂有限公司，可以大批量生产高质量增粘树脂，为提高热熔压敏胶的质量创造了很好的条件。目前我国生产的热熔压敏胶的种类主要有：永久型（高剥离强度） ，大量生产；可剥型（撕开胶带时胶不会转移到基材上） ，大量生产；半永久型（短期内可剥，长时间粘合后不可剥） ，只有少量生产。以上 3 类胶主要用于标签、胶带等，还有一些特殊用途的胶种，如可耐紫外线及增塑剂型，用于户外广告粘贴及粘接 PVC；
11、表面黏性高，加入动物分泌物，可制成黏鼠、昆虫的制品；剥离强度特高，用于美容拔毛；浸润性好，内聚力强，用于封箱胶带；卫生级皮肤用胶，用于医用胶带、辅料等。近5年来由于生产设备的发展和原料大量进口的带动，我国热熔压敏胶出现了一个快速发展期。我国年产近2万吨的热熔压敏胶中，绝大多数用于一次性卫生材料，如卫生巾、尿裤结构固定胶和卫生巾背胶。其次是制备胶带(称涂布胶以区别于卫生巾用喷涂胶)。因为热熔压敏胶带配方简单、成本较低，已出现了热熔压敏型的双面胶带、保护膜胶带、绉纹纸胶带、泡棉胶带等产品直逼用传统压敏胶制的产品。尤其是广东、浙江等省热熔压敏胶带发展更快，占全国同类产品的95以上。国内热熔压敏胶的生
12、产厂主要有：美国富乐(HB Fuller)，国民淀粉(National Stach)，法国阿托(Atofmdley)，以及浙江西湖化学品有限公司、广东凯林粘台剂有限公司、上海向华胶粘剂制品有限公司等。自制自用，年产2513t以上的企业有：广东永一胶粘制品公司、浙江华明胶粘剂制品厂、江门金星胶粘制品厂、广东永昌、深圳瑞拓等。北京理工大学珠海学院 2011 届本科生毕业论文2目前，虽然热塑性弹性体型热熔压敏胶在我国应用的比例还比较小，但是其优点已经引起了人们越来越多的重视。从中国胶粘剂工业协会获悉，我国已经把SIS列为合成胶粘剂“十一五”发展的重点，这将会极大地促进我国热熔压敏胶的发展和应用。随着
13、有机硅氟改性技术、紫外光电子束辐射技术以及纳米技术的日益成熟和应用范围的不断扩大，将会促进热熔压敏胶使用性能的进一步提高。可以预见，在未来的发展过程中，环保型、节能型和功能化的热塑性弹性体型热熔压敏胶将会有更为广阔的应用前景。除了广泛应用于人们日常生活的各个方面之外，此类压敏胶还有望用于管道防腐胶带、船舶防护胶带、导电性胶带、蓄光标志及标牌、印刷电路板(PCB)用胶带、特殊用途的医用胶带以及高温和低温等恶劣环境下使用的胶带等。 北京理工大学珠海学院 2011 届本科生毕业论文32.热熔压敏胶的简介2.1概述热熔型压敏胶黏剂简称热熔压敏胶，英文缩写为 HMPSA。热熔压敏胶是溶液型和乳液型压敏胶
14、之后的第三代压敏胶产品，其应用范围更为广泛。较之传统的溶液、乳液型压敏胶投资成本低，加工速度快，生产中无溶剂，无毒害，无挥发，有利于环保及安全生产。目前，世界各国大力开发热熔型压敏胶。热熔压敏胶是以热塑性聚合物为主的胶黏剂，它兼有热熔和压敏双重特性，涂胶时必须将胶加热熔化（一般为 150200） ，在熔融状态下进行涂抹，冷却中固化，固化后施加轻度指压就能起到粘接作用。它的应用范围很广，目前已用于尿布、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、标签纸及地毯粘接等方面，也可制作纸基或布基的胶黏带，其中，包装用 HMPSA 消费量最大，几乎占总量的一半，是
15、无溶剂型压敏胶黏剂中发展较快的几个品种之一。2.2性能及其影响因素热塑性弹性体热熔压敏胶的主要性能有外观、软化点、熔融黏度以及初粘性、180 o剥离强度和持粘性三大压敏黏合性能。2.2.1主要性能一、外观：热熔压敏胶的外观主要受原材料本身的色泽以及原材料热稳定性的影响。如果对外观色泽油特定要求，可选择色浅的部分氢化或全氢化的原材料。二、软化点：热熔压敏胶具有加热熔化的特性，不同品种的热熔压敏胶都有特定的受热熔化温度。软化点就是显示热熔压敏胶开始软化流动的温度，软化点可作为胶的熔化难易以及耐热性的衡量尺度。软化点的高低也影响压敏胶制品的溢胶现象。软化点的测定方法通常采用环球法，其国家标准为 GB
16、/T 15332-94。三、初黏性：初黏性通常亦称快黏性，是压敏胶的一个重要压敏黏合性能。它有几种测试方法：一种称为“速黏”(quick stick)的试验室将胶黏带靠自身重力，不另外加压力黏附在被粘表面上，测量将胶带沿 90o角分离所需的力；另一种称为“胶圈黏性测试”（Loop tack）是将压敏胶做成一个圆圈，只用胶带的压力进行黏附，然后测其粘接强度；第三种通用方法称之为“滚球黏性测试” ，将钢球沿斜置的槽板滚到胶粘带上，测量钢球停止滚动所需的距离，数值越高，滚球黏性越差。前两种方法所表现的性能与剥离强度北京理工大学珠海学院 2011 届本科生毕业论文4有一定的关系。目前国内大多采用另一种
17、方法，称为“斜面滚球法” 。将钢球滚过平放在倾斜板上的胶黏带黏性面，根据一定长度的黏性面能够粘住的最大钢球尺寸，用球的大小号数来评价其初黏性的大小，球号数越大初黏性越好。具体测试方法详见国家标准GB4852-84。表 2-1 压敏胶初黏性能的测试方法总结测试方法分类 测定方法或所用仪器 所测定的量 标准化方法胶圈剥离 自压式初黏试验机 胶圈的剥离力 快速剥离试验机 90剥离力 PSTC-5(美国行标)快速剥离法胶黏带剥离 Keable 应力解析法 90剥离力 Bauer-Black 法和Asland 法 转动距离 JIS 20237（日本国标）滚球斜坡停止法（J.Dow 法）停止时最大钢球的号
18、数 GB 4852-84（中国国标）ASTMD3121-73（美国国标）滚球平面停止法 停止时最大钢球滚动的距离PSTC-6（美国国标）球滚动Douglass 法 滚动的距离 转鼓初黏试验机 转动力矩 Voet Ink 初黏试验机 登坡高度 滚动摩擦法圆柱体滚动滚动摩擦系数法 滚动摩擦系数 手指触黏 Nichiban 指压初黏试验机 抗张力剥离力 球触黏 Matibes 球触黏初黏试验机 抗张力 触黏法 圆柱体（探针）触黏Polyken 探针触黏初黏试验机 抗张力 ASTMD-2979（美国国标）四、熔融黏度：熔融黏度是指热熔压敏胶在熔融状态下的黏稠度。在熔融状态下，热熔压敏胶的熔融黏度随温度
19、的升高而减低。熔融黏度的大小在某些施胶工艺中还影响它的渗透性。因此，可以根据热熔压敏胶的熔融黏度以及软化点来选择涂布工艺（辊涂、喷涂、刮涂等）和涂布时的最佳温度。熔融黏度的测定方法按照行业标准 HG/T 3660-1999 进行。北京理工大学珠海学院 2011 届本科生毕业论文5五、剥离强度：压敏胶及其制品的剥离强度是一个重要的黏合性能。180 o剥离强度的测试方法详见国家检验标准 GB/T 2972-1998。表 2-2 几个主要国家和地区 180剥离强度测试方法的标准和拟议中的国际测试标准的要点ASTM3330M（美国)PSTC-1（美国）AFERA4001(欧洲)JISZO237-8（日
20、本）GB2972-1998（中国）拟议中的国际标准试样宽度 24mm 1.0in 25mm 25mm 25 或 20mm 24mm压辊质量 2.04kg4.5Lb 5.0kg 2.0kg 2.0kg 2.04kg压辊表面材料橡胶 橡胶 钢 橡胶 橡胶 橡胶辊压速度 5mm/s 12in/min 10mm/s 5mm/s 5mm/s 10mm/s辊压次数 1 次 1 次 2 次 1 次 3 次 1 次试样放置时间1.0min 1.0min 10min 2040min 2040min 1.0min被粘试 件材料不锈钢302/304#不锈钢302/304#不锈钢（限定组成）不锈钢304#不锈钢302
21、/304#不锈钢302/304#被粘试 件表面 光洁度 ASTM A666之规定ASTM A666之规定280 粒度（磨料）280 粒度（磨料）280 粒度（磨料）ASTM A666之规定测试温度 231 232 232 232 232 232测试湿度 （502）%R.H.（502）%R.H.（505）%R.H.（655）%R.H.（655）%R.H.（505）%R.H.剥离速度 5.OOmm/s 12in/min 5.OOmm/s 5.OOmm/s 5.OOmm/s 5.OOmm/s剥离强度数值单位N/cm OZ/in N/cm N/cm g/cm 或N/cmN/cm北京理工大学珠海学院 2
22、011 届本科生毕业论文6注：1.0in=24.5mm；1.0Lb=453.6g；100g=9.8N；1.0 OZ=28.35g六、持黏性：持粘性反映热熔压敏胶的内聚力，影响到热熔压敏胶制品的实际应用，如载重压敏胶带粘贴的持久性，封口标签的起翘性等。对于持黏力的具体测试方法可详见国家标准 GB/T4851-1998。表 2-3 国家标准 GB/T4851-1998 检验持粘性方法步骤 具体内容第一步用擦拭材料沾清洗剂擦洗试验板和加载板，然后用干净的纱布将其仔细擦干，如此反复清洗三次以上，直至板的工作面经目视检查达到清洁为止。清洗以后，不得用手或其他物体接触板的工作面。第二步在温度 232，相对
23、湿度 655的条件下，按图 2 规定的尺寸，将试样平行于板的纵向粘贴在紧挨着的试验板和加载板的中部。用压辊以约 300 mm/min 的速度在试样上滚压。注意滚压时，只能用产生于压辊质量的力，施加于试样上。滚压的次数可根据具体产品情况加以规定，如无规定，则往复滚压三次。第三步试样在板上粘贴后，应在温度 232，相对湿度 655%的条件下放置 20 min。然后将试验板垂直固定在试验架上，轻轻用销子连接加载板和砝码。整个试验架置于已调整到所要求的试验环境下的试验箱内。记录测试起始时间。第四步到达规定时间后，卸去重物。用带分度的放大镜测出试样下滑的位移量，精确至01mm；或者记录试样从试验板上脱落的时间。时间数大于等于 1h 的，以 min 为单位，小于1h 的以 s 为单位。2.2.2影响因素一、增塑剂的添加比例1.软化点：与热熔性橡胶末端或中间段相容的增塑剂在与热塑性橡胶混合后，都会影响到橡胶的内聚强度，并降低热塑性橡胶的热塑温度，从而影响到热熔压敏胶的内聚强度和软化温度。2、熔融黏度：由于增塑剂通常在常温下是低黏度的液体，与热塑性橡胶混溶后可明
