橡膠型壓敏膠是以天然橡膠或合成橡膠配以適當(dāng)?shù)脑稣硺?shù)脂、軟化劑、防老劑、填料、交聯(lián)劑、溶劑等制成。橡膠是主體成分,它賦予壓敏膠足夠的內(nèi)聚強(qiáng)度,增粘樹(shù)脂使壓敏膠具有一定的粘合性,軟化劑用于降低壓敏膠的本體粘度,提高低溫下的初粘性。橡膠型壓敏膠粘劑可以制成溶劑型、水乳型和無(wú)溶劑型(主要是壓延型)等不同形式,其中溶劑型橡膠壓敏膠仍然用得較多,也較為重要。
一、橡膠彈性體
橡膠彈性體是橡膠型壓敏膠的主體成分,其主要作用是賦予必要的成膜性、內(nèi)聚強(qiáng)度,粘彈性中的彈性成分等性。實(shí)際用作橡膠彈性體的有天然橡膠與部分合成橡膠,如天然橡膠,丁苯橡膠、聚異丁烯、丁基橡膠、順式1,4-聚異戊二烯橡膠、順丁橡膠等以及它們的再生膠,還有天然橡膠膠乳、丁苯膠乳等。
天然橡膠平均相對(duì)分子質(zhì)量高且有一定的結(jié)晶性,內(nèi)聚強(qiáng)度大,制得的壓敏膠具有很好的持粘力。天然橡膠玻璃化溫度低,在寬廣的溫度范圍(-70~1300C)內(nèi)有很好的彈性,因此制成的壓敏膠柔軟、彈性好、低溫性能也好,天然橡膠極性小,易與非極性增粘樹(shù)脂混溶,制成的壓敏膠表面能較低,易于濕潤(rùn)固體表面,因而初粘性和粘合性都比較好,是橡膠中最適宜制作壓敏膠粘劑的比較理想的彈性體。由于天然橡膠分子中含有大量的不飽和雙鍵,耐氣候老化性較差,耐油和耐有機(jī)溶劑較差。
丁苯橡膠與增粘樹(shù)脂相容性不如天然橡膠好,粘合性能也不及天然橡膠,介便丁苯橡膠耐老化性能好、吸水性低、耐油性低、耐油、耐增塑劑、價(jià)格低廉,因此常與天然橡膠混合使用或單獨(dú)使用以配制耐水性、耐老化性、耐油性較好的壓敏膠粘劑。
丁基橡膠保留了聚異醒烯的優(yōu)點(diǎn),分子中卻增加了雙鍵,可進(jìn)行硫化交聯(lián)。此外,鹵化丁基橡膠、部分硫化丁基橡膠也可用以配制壓敏膠,但因其三大壓敏膠性能(初粘力,粘合力、內(nèi)聚力)難以達(dá)到較高水平的平衡,故仍然不能作通用壓敏膠使用權(quán)用,只能用以制造金屬保護(hù)和防腐用的壓敏膠制品。
二、增粘樹(shù)脂
增粘樹(shù)脂是壓敏膠粘劑的加一重要組分,其作用是賦予壓敏膠必要的初粘性和粘合力,研究表明,增粘樹(shù)脂超過(guò)一定量時(shí),則與橡膠形成兩相分散體系,橡膠為連續(xù)相,賦予壓敏膠足夠的內(nèi)聚強(qiáng)度;增粘樹(shù)脂和少量低分子橡膠為分散相,在膠粘界面形成一個(gè)很薄的粘性層,在外力作用直能夠發(fā)生粘性流動(dòng),濕潤(rùn)被粘表面從而使初粘力增大。當(dāng)增粘樹(shù)脂與橡膠的用一適當(dāng)時(shí)增粘樹(shù)脂能很好地分散于橡膠相中,這時(shí)初粘力達(dá)到最大值,性能最佳若樹(shù)脂用量過(guò)大則發(fā)生急劇的相轉(zhuǎn)變,使樹(shù)脂相變?yōu)檫B續(xù)相而橡膠相變?yōu)榉稚⑾啵z層便失去初粘力(膠粘劑與被粘物粘合瞬間后(0.2~10S或5~10min)產(chǎn)生的粘合力)性能下降。
兩相形態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)并不能圓滿地證明初粘力隨增粘對(duì)脂用量變化的實(shí)質(zhì),有人從高聚物粘彈性的角度進(jìn)行解釋,認(rèn)為不管是否出現(xiàn)相分離,樹(shù)脂的溶解使橡膠相的粘度下降是初粘性增大的主要原因。隨著樹(shù)脂用理的增加,體系的表央粘度降低,初粘力增大。樹(shù)脂的軟化點(diǎn)越低,所達(dá)到的最低粘度值越小,而最高的初粘力則越大,達(dá)一粘度最低值所需的樹(shù)脂量戟大。增粘樹(shù)脂的加入降低了壓敏膠的彈性模量,改變了粘彈性,使粘性增大,而初粘力增加,這就是科學(xué)、更透徹地就說(shuō)明增粘作用的本質(zhì)。
增粘效果主要是指加入的增粘樹(shù)脂對(duì)膠粘劑壓敏粘合性能即初粘力、1800C剝離強(qiáng)度和持粘力以及它們之間平衡關(guān)系的影響。三種物理性能越好,增粘效果就越佳。
三、軟化劑
軟化劑又稱增塑劑或粘度調(diào)節(jié)劑,可以降低壓敏膠的本體粘度,改善對(duì)被粘表面的濕潤(rùn)性,提高初粘力,尤其是低溫下的初粘力。隨著軟化劑用量的增加,初粘力先增大后減小,使持粘力顯著下降,1800C剝離強(qiáng)度也要降低。
常用的軟化劑有油脂類,包括礦物油和植物油,如變壓器油、凡士林、環(huán)烷油、羊毛脂、硬脂酸、()麻油、甘油、液體石蠟等。礦物油軟化效果好價(jià)格便宜,環(huán)烷油綜合性能較好,用之較多,還有液體橡膠和樹(shù)脂,如低相對(duì)分子質(zhì)量聚異丁烯、聚丁烯、液態(tài)聚異戊二烯、解聚橡膠、液體萜烯樹(shù)脂、液態(tài)古馬隆樹(shù)脂等。由于相對(duì)分子質(zhì)量比油脂類大,其軟化效果比較小,但卻有一定的增粘作用。合成增塑劑,如鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯等,與橡膠相容性好,軟化效果明顯,且無(wú)色透明,尤其適于制造淺色透明的壓敏膠粘劑制品。
四、防老劑
橡膠型壓敏膠粘劑中的天然橡膠、丁苯橡膠、松香、萜烯樹(shù)脂等都含有雙鍵,在光、熱、氧等作用下會(huì)降解或交聯(lián),發(fā)生明顯的老化現(xiàn)象,使壓敏膠層漸變脆,失去彈性和粘性,性能下降,以致無(wú)法使用,因此,必須加入適當(dāng)?shù)姆览蟿3S玫姆览蟿┯?64、防老劑D、防老劑MB紫外線吸收劑等。必須注意有的防老劑有污染性(如防老劑D),有的防老劑有硫化促進(jìn)作用(如MB)防老劑的用量一般為0.5~2.0質(zhì)量份。
五、顏填料
為了降低成本、改善性能和著色等目的,有時(shí)要加入一定的顏填料,常用的為某些無(wú)機(jī)鹽類和金屬氧化物或氫氧化物,如碳酸鈣、硅酸鹽、滑石粉、硫酸鋇、立德粉、氧化鋅、鈦白粉、氫氧化鋁、淀粉等。使用顏填料一般能或多或少地增加壓敏膠的內(nèi)聚力,但同時(shí)會(huì)降低初粘力和剝離力,選用顏填料必須注意粒徑、形狀、水含量、酸堿性及比表面對(duì)壓敏膠粘劑的影響。