PVC胶粘带底胶租压敏胶的配方研究 A RESEACH INTO THE FORMULATION OF PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE AND PRECOATlNG OF PVC ~DHESIVE TAPE The artical deals with the formulation of pressure sensitive adhesive and precoating of PVC adhesive tape．The qualities，such as adhesive strength and SO 0n，of chloroprene rubber precoating have been improved substantially by introducing modifiers， such as silane coupling agent and chlorinated polYvinyl chlorideresin；The principal factors influenting the properties of the adhesives are discussed；The preparation procedures are determined)Mass production has been realized． 本文较系统地研究-fPVC胶粘底带和压敏胶的配方及影响其性能的诸因素．明确指出， 在氯丁橡胶型底胶中加人过氯乙烯树脂和硅烷偶联剂等改性成分，可明显改善底胶对PVC膜的 粘附强度。对压敏胶弹性体通过适 当硫化处理，可明显提高压敏胶的综合性能。 1 引言 PVC胶粘带电绝缘性好，粘附力强，适于粘 接多种基体且不腐蚀被粘物，可用于电工绝缘、物品固定和产品包装多种场合，是目前国内应用较广的压敏胶粘带品种。针对我单位涂布机的性能特点，我们比较系统地研究了此种胶粘带的底胶和压 敏胶，确定了氯丁橡胶型底胶和天然橡胶 ／丁苯橡 胶型压敏胶的配方及制备工艺，并大批量生产快粘 性好、剥离强度较高和贮存性能良好的PVC胶粘带． 2 实验部分 设备； 国产SXK一一400B开炼饥 国产胶浆搅拌机 粘度测定计 自制胶粘剂性能测试仪 国产TB一一1100涂布机 原料t ． 氯丁橡胶LDJ… 240(CR) 长寿化工厂 一级烟片胶 广东湛江 丁苯橡胶1502 兰州化工公司 过氯乙烯树脂(CPVC) 宜宾化工厂 口一萜烯树脂 广东信宜 硅烷偶联剂KH--55o 曙光化工厂 2402#树脂沪南大化工厂 轻质MgO和ZnO 沪敦煌化工厂 2．2 胶粘jI|窟方 (1) 底胶配方 LDJ-- 240 100份 2402 树脂 30～40份 口一萜烯 10"~15份 LDJ一240 2～ 5份 防老剂RD 0～ 3份 过氯乙烯 30~60份 H-- 550 0～ 4份 MgO 5～ 10份 ZnO 0～ 5份 甲苯， 120 汽油和 乙酸乙酯的混合溶剂 (2) 压敏胶配方： 烟片 80份 1502丁苯橡胶 20~35份 口一萜烯 7O～ 100份 LDJ一240 2～ 5份 防老剂RD ． 1～ 5份 升华硫粉 o～O．5份 促进剂DM o～O．5份 2402#树脂 10""20份 MgO 1～ 4份 Zn0 5～ 8份 甲苯汽油和乙酸适量乙酯的混合溶剂 2．弓胶粘jI|制备工艺 (1) 底胶制备工艺： LD$一2 d 馄距3MM —— 塑炼 —— 加竖!垦 —— 混炼胶 —— 切碎 ——溶剂溶 —— ------------- -------- ZnO 搅拌 —— 由底速渐 —— 加已与ZnO ----------- 升至高渐 Mgo预反应的2402树脂 —— 堡持搅拌 —— 预配 的过氯乙烯树脂液 —— 搅拌 —— ------------ ------ 加KH -550 —— 搅拌 —— 加萜烯树脂 —— 搅拌数小时 —— 成品底胶(固含量2124％) ---- ------------- (2) 压敏胶制备212艺； 烟片加丁苯橡胶1502 —— 混距3MM —— 塑炼一体 —— 加预炼过氯丁橡胶 —— 塑炼 ------------- 加RD，MGO和ZnO ——混炼胶130,~ 145~C ——．硫化—— 切碎 ——溶剖溶胀 —— ------------------------- -------------- DM，S 8~,lSmin 搅拌 —— 加萜烯 ——搅匀 —— 数小时 —— 成品胶(固含量约20％)。 --------- 炼胶时每种物料应分多次加入。 5 结果与讨论 3.1 影响底胶性能的主要因素 PVC膜极性较高，届较难粘接的材料。实践 表明，在PVC膜上直接涂布天然橡胶，丁苯橡胶型 压敏胶，所得胶粘带粘附性及其它性能甚差，极易 掉胶。必须选定与PVC膜和压敏胶相配良好的底胶作为过渡层，才能制得优质PVC胶粘带。使用通常的由氯丁橡胶和JQ— l胶混配而成的双组分 胶粘剂作底胶，不仅贮存和使用不便，而且对基膜 粘附强度不够高，也常掉胶；使用单由2402树脂改性的氯丁橡胶胶粘剂怍底胶，效果亦不理想，降低了胶膜的柔韧度。大量实验证明，采用硅烷偶联剂 和过氯乙烯树脂等多种改性成分可明显提高氯丁橡胶型底胶的综合性能。 (1) 过氯乙烯树脂的影响 过氯乙烯树脂的结构和极性与聚氯乙烯极其相似，与氯丁橡胶也相容良好。实验表明，在氯丁橡胶底胶中加入适量过氯乙烯树脂可明显改善底胶PVC膜的粘接强度 (实验结果见表 1)。此树脂 表 l 过氯乙烯树脂用量对底胶粘附性影响
CPVCPVCg/100gCR 0 5 10 15 20 30 40 60 胶带对底胶/掉胶面积比（%） >10 10 < 10 ≤ 5 ≤ 5 ≤ 2 ≤ 0.5 < 0.5
用量太小，效果不明显，但用量太多，则降低底胶 耐热性及与压敏胶的亲合性。
(2)偶联剂的影响徙烷偶联剂和钛酸酯偶联剂是常用的两大类偶联剂。在研制底胶的实验中发现，后者对底胶性能没有明显改进，l 前者，尤其是含氨基的硅烷偶联
剂，如KH一55O，则会明显改进底胶的性能。这是因为硅烷偶联剂可在一定程度上与氯丁橡胶发生网状交联，提高了胶粘剂内聚强度，同时由于这一交联反应需要消耗水分而实现缩合，这就消除了由2402树脂预反应物带入的少量水分，防止水分在底胶层与基膜间形成液膜，从而提高了底胶的耐热性及与基膜的粘附强度。实验证明，在底胶中 KH一 550的适宜用量为氯丁橡胶重量的 0～ 4％。
(3)2402 树脂用量及预反应的影响
在底胶中，2402树脂用作增粘剂。由表2可见，其用量太少，增粘效果不明显，胶液对基膜浸表2 2402树脂用量对底胶粘附性的影响
|
2402树脂g/100gCR |
0 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
|
胶带对底胶掉交面积比（%） |
40 |
32 |
15 |
10 |
≤ 5 |
≤ 8 |
10 |
> 20 |
> 30 |
> 35 |
润差，胶带易掉胶，但用量太高，又破坏胶的内聚 强度并降低胶膜柔韧度，导致与基膜粘按强度降低，同时底胶干燥速度减慢，不适于涂布机生产．一能性一一一一硫未一时化 一硫一 魈雪因此其适宜用虽为30~40份／100份氯丁橡胶。由表3可见，2402树脂须在极少量水或其它适宜催化剂存在下与氧化镁充分预反应，才能明显提表3 2402树脂预反应对底胶性能的影响
|
性能 |
胶液贮存稳定性 |
股热耐热性 |
胶膜与 PV 亲合性 |
|
未预反应时 |
3 d、分层 、沉淀 |
5O。C时发粘 |
轻刮即掉 |
|
经预反应后 |
3Od、不分层，极少沉淀 |
70。C时 无变化 |
重刮不抖 |
高底胶的综合性能。
(4)炼胶过程的影响
经验表明，氯丁橡胶的塑混炼过程对底胶质量响极大若炼胶时间过短，则底胶对基膜浸润 ，易发生胶层与基膜界面间破坏而脱胶，而且配 比较困难，但炼胶过头，则打断橡胶分子链 太 ，底胶内聚强度低，耐热性降低，底胶层本身易 基膜上脱落。实验发现，氯丁橡胶塑混炼时的泊 次数以100~120次 (相应于20～25rain)为宜。
配方确定后，炼胶过程必须保持重复，才能保证配出的底胶质量稳定。
5．2 影响压敛胶性能的主要因素
(1)硫化条件的影响
次史验后发现，在天然橡胶和rJ 苯橡胶混烁后，若蚶混烁肷j ‘进行适当硫化处理，严格控制疏化温度和时间，就可促使橡胶分子链适宜交联，制备出综合性能良好的橡胶型压敏胶。最明显的是提高了内聚强度，改善了耐热性，增强了压敏性.硫化实验结果见表4。
但硫化切忌过头。那样则会交联过度，甚至烧焦，致使压敏胶质量严重劣化，甚至失去压敏性.
表4 硫化处理前后压敏胶性能比较
|
性能 |
室温时起丝情况 |
室温持粘力(min/cm2–1100g) |
室温180*剥离强（N/cm） |
耐热性 |
|
未硫化时 |
手按起丝多 |
0.160 |
≤ 0.800 |
40*CD发稀掉胶 |
|
硫花后 |
基本不起丝 |
≥ 0.632 |
≥ 2.22 |
60*C基本无变化 |
通过大量实验，确定适宜的硫化条件为；
升华硫 O．O5～1．5g／lOOg橡胶
温度 l2O～145。C
时间 1O~20min
(2) 萜烯树脂类型，软化点及用量的影响实践证明，在PVC胶粘带压敏胶中，口一萜烯
树脂增粘效果优于一萜烯树脂，而且前者价格更低，因此选定口一萜烯树脂作为主增粘剂。并以高软化点 (110~120。C)萜烯树脂为主体，辅以少量低软化点 (70～85。C)的萜烯树脂 ，其比例为(3 l 1