丁基橡胶改性SIS热熔压敏胶带的研制_兰翎

丁基橡胶改性SIS热熔压敏胶带的研制

兰翎1，杨建平2

(1.宁波寰球安全科技有限公司，宁波 315040；2.宁波工程学院化工学院，宁波 315016)

摘 要：介绍了采用丁基橡胶改性SIS制热熔压敏胶带的方法，探讨了SIS、丁基橡胶、增粘剂和增塑剂对产品性能的影响。

关键词：热熔压敏胶；SIS；丁基橡胶 中图分类号：TQ436 文献标识码：A

引言

压敏胶粘剂是一种略施压力即可瞬时粘接的胶粘剂，通常有乳液法、溶剂法和热熔法。乳液型压敏胶采用丙烯酸酯与改性单体进行乳液共聚，再将乳液涂于基材，通过烘干脱除水分而制得。生产中存在干燥慢、低温粘接性差、微量残余单体臭气等问题。溶剂型压敏胶采用有机溶剂作介质，在涂布后，通过烘干脱除有机溶剂，制成压敏胶，有机溶剂挥发到大气中产生污染，且浪费资源，成本较高。热熔型压敏胶(HMPSA)采用EVA热熔胶、聚酰胺热熔胶、聚酯热熔胶、聚烯烃热熔胶为基料，因不含溶剂，故无毒，无害，无污染，比溶剂型压敏胶有更大的内聚强度，固化迅速，粘接面广

[2-3]

[1]

快，胶液流动性好，使用方便等优点。可以用于聚乙烯、牛皮纸、木材、人造革等材料的粘接，是液体胶水和固体胶水更新换代产品，将广泛应用于塑料礼品袋、邮政快件和信封等方面的封口粘接。将胶带卷绕在特殊设计的齿轮传动盘上，并装入塑料盒中，具有携带方便、使用简单和带芯可更换等优点，属绿色环保文具产品。 1 实验部分 1.1 原料

SIS（1105）：湖南岳阳化工总厂；丁基橡胶（IIR）：美国Exxon公司；C5石油树脂（软化点：95~100℃）：美国Exxon公司；萜烯树脂（软化点：90~100℃）：清流县香料厂；环烷油：上海润滑油厂；邻苯二甲酸二辛酯、促进剂BZ、抗氧剂264等均为市售试剂。 1.2 制胶工艺

在100升的反应釜中加入SIS、IIR、环烷油和白油，浸泡6-8小时，再加入C5石油树脂、萜烯树脂、BZ和抗氧剂264；通入氮气保护，加热并保持温度120℃左右，当树脂基本熔化时，开动搅拌，使树脂完全熔化；升温至160℃左右，保温搅拌，直至全熔变成透明、均匀的粘稠液体为止；停止搅拌，趁热出料。 1.3 胶带的制备

将热熔压敏胶加热至熔化，通过自动涂布机涂布在双面涂有处理剂的纸上（单面涂胶），控制涂

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。

热熔压敏胶兼有热熔和压敏双重特性，在熔融状态下涂布，冷却硬化后施加轻压便能快速粘合。热熔压敏胶不含有机溶剂，不污染环境，而且制造简单，使用方便，用途广泛。迫于环境保护的压力和水溶液系统存在的性能缺陷，热熔胶的重要性正日益提高，有望逐步取代溶剂型压敏胶[4]。

苯乙烯系热塑性弹性体是苯乙烯-二烯烃-苯乙烯嵌段共聚物，简称SDS，其中二烯烃若为丁二烯，则共聚物为SBS，若为异戊二烯，则为SIS。由于SDS结构中含有塑料和橡胶两种链段，因而具备二者的性能，即橡胶的力学性能和塑料的工艺性能，非常适宜制备热熔压敏胶[5-6]。

本研究采用丁基橡胶改性SIS热塑性弹性体制得热熔压敏胶带，具有软化点低、粘接力强、固化

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丁基橡胶改性SIS热熔压敏胶带的研制 2010年第1期

胶量为10~12 g/m2。再分切成一定宽度，卷成盘。 1.4 性能测试

180剥离强度按GB2791-95测定；持粘性按GB4851-84测定；初粘性按 GB4852-84测定。 2 结果与讨论 2.1 配方的确定

1） SIS选择

作为胶粘剂，尤其是热熔型胶粘剂，胶粘剂的粘度越小，越易施工，越易浸润被粘物表面，粘接强度越大。国产SIS产品的嵌段比、分子量及溶液粘度见表1。

表1 国产SIS产品的嵌段比、分子量及溶液粘度

牌号

嵌段比S/I

分子量Mn（万）

8±1 12±2

粘度/mPa·S

115 330

。

表2 不同热熔压敏胶性能比较

品种

原始测试 初粘*/＃

持粘/h

耐老化性** 初粘/＃

持粘/h

SIS 17 4 19 0.15 SBS 10 25 6 32 IIR-SIS 14

16

13

17

*初粘：钢球号数＃；**耐老化性：储存6个月的测试数据。

从表2可知，IIR改性SIS制得的热熔压敏胶具有较好的耐老化性能，初粘力和持粘力均较好。

3） 增粘树脂的影响

SIS和IIR本身的粘附性很小，需加入增粘树脂来提高胶的粘附性。热熔压敏胶的粘弹性除与嵌段共聚物的类型有关外，还受增粘树脂的种类和用量影响。C5石油树脂、萜烯树脂、松香树脂可与SIS的中间段相容，能够降低弹性模量和内聚强度，增加初粘性和剥离强度。不同增粘树脂对HMPSA性能的影响见表3。

表3 增粘树脂对HMPSA性能的影响

增粘树脂种类

滚球初粘性

/cm

持粘性 /h

180剥离强度/kN·m-1 0.43 0.57 0.60

。

1209 30/70 1105 15/85

注：溶液为20%甲苯溶液，测定温度18℃

由表1可以看出，国产SIS的溶液粘度较低，适合制作热熔胶粘剂。其中SIS（1209）的聚苯乙烯含量较高，适合制造高持粘性的压敏胶，而SIS（1105）则适于制作初粘性能、耐低温性能好的压敏胶。本研究采用SIS（1105）作主体原料，研制初粘性能、剥离强度较好的热熔压敏胶。

2） IIR的影响

由于SIS中的聚异戊二烯链段受到氧、热、光等作用易断裂而降解和交联，影响压敏胶的性能。丁基橡胶的化学不饱和度低，加上聚异丁烯链的不活泼性，使得丁基橡胶的耐热和耐氧化性能远优于其它通用橡胶。丁基橡胶耐热老化性能较优异。与高不饱和橡胶相比，丁基橡胶耐臭氧性能特别好。以丁基橡胶等为基础制成的自粘性橡胶带，具有优良的电绝缘性、耐水性、耐臭氧性、耐老化性。采用IIR与SIS以一定比例复合改性所制得的热熔压敏胶具有软化点低、粘接力强、胶液流动性好、耐老化性好等特点。IIR改性SIS热熔压敏胶、SIS热熔压敏胶及SBS热熔压敏胶性能比较见表2。

松香树脂 15.5 >1 石油树脂 8.3 >2 萜烯树脂 1.5 >24

由表3可见，用石油树脂和萜烯树脂均可达到较好的增粘效果，考虑价格因素，为了降低成本,选用少量石油树脂和萜烯树脂混用。松香树脂虽增粘效果较好，但容易氧化变色。

增粘树脂的不同用量对压敏胶的粘接性能也有影响，见表4。

表4 增粘树脂相对用量对压敏胶剥离强度的影响

增粘树脂相对用量/质量份 80 90 100 110180剥离强度/kN·m-1 0.40 0.49 0.53 0.53

。

1200.54

注：增粘树脂相对用量是指100质量份（SIS+IIR）中加入的增粘树脂的量。

由表4 可见，当增粘树脂用量较小时，压敏胶的剥离强度较低，且随着增粘树脂用量的增加而迅

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宁波化工 Ningbo Chemical Industry 2010年第1期

速增大，但当增粘树脂的用量相当于SIS和IIR总量的100%以后，剥离强度增加比较缓慢。因此。合适的增粘树脂的相对用量为100份~110份。

4） 增塑剂的影响

在制备热熔压敏胶时，通常加入增塑剂（也称软化剂），改善胶粘剂对压力的敏感性及对被粘材料表面的润湿性，增加初粘性，降低熔体粘度，便于涂布制备胶粘带等。选择的增塑剂应与SIS的中间段（橡胶相）和IIR相容，而与末端链段（塑料相）不相容，并具有挥发性小、粘度低、成本低，耐老化等性能。各种脂肪族矿物油可满足上述要求，是热塑性弹性体较理想的增塑剂。溶解度参数越低，分子质量越高的矿物油，与塑料相越不易相容，对胶的内聚强度影响越小，增塑效果越好。在矿物油中不能含有芳烃，即使含有2%~3%的芳烃，与塑料相相容，也会降低室温或高温的粘接强度。

从增塑剂来看，环烷油效果最好，其次是邻苯二甲酸二丁酯、液体石蜡等。增塑剂与SIS的互溶性见表5。

表5 增塑剂与SIS的互溶性比较

增塑剂 环烷油 邻苯二甲酸二辛酯 液体石蜡

均匀透明

透明

无

差

溶液状态 均匀透明 均匀透明

成膜后状态

透明 透明

表面渗出性

无 无

初粘性良 良

SIS热塑性弹性体中含有不饱和双键，受到氧、热、光等作用会发生氧化降解和交联，因此，必须加入适量的防老剂。实验证明经过3次熔化的热熔压敏胶，加入防老剂后的剪切强度比未加者提高了30%。

防老剂的品种很多，不同种类的防老剂对热、光的抗氧化作用也各不相同。实验证明，二丁基二硫代氨基甲酸锌（BZ）对热熔压敏胶特别有效，其熔点为105℃，且不易氧化，又是橡胶的硫化促进剂，能使SIS的不饱和橡胶段硫化而交联，从而提高压敏胶的耐热、抗蠕变能力，使持粘性和内聚强度增大。

采用二丁基二硫代氨基甲酸锌和抗氧剂264复合，能产生协同作用，无论对热氧化还是光氧化的防老化性能都较好。100质量份的（SIS+IIR）中，抗氧剂的相对用量为2~5份。 2.2 制胶工艺对性能的影响

热熔压敏胶的制备是在高温下进行的，为减少老化应尽量降低温度，缩短制备时间，并通氮气保护。当温度低于120℃时，SIS的粘度较大，高于180℃时，又会产生氧气降解，最佳的熔体温度为135℃~163℃。高速搅拌可以缩短混合时间，使胶液混合更均匀。将SIS与增塑剂预先混合，使其溶胀，可降低混合温度，缩短加热时间。 2.3 胶带的性能

按上述配方和工艺生产的热熔压敏胶涂于8mm宽经表面处理的木浆纸所制得的热熔压敏胶带的性能测试结果见表7。

表7 热熔压敏胶带的性能

项目

初剥离强度

剥离强度（12h）

2.9

随着增塑剂用量的增大到一定量以后，压敏胶增塑剂对压敏胶剥离强度的180剥离强度会下降。的影响见表6。

表6 增塑剂对压敏胶剥离强度的影响

增塑剂相对用量/质量份 20 30 40 50 60 180剥离强度/kN·m-1 0.45 0.55 0.52 0.48 0.42

。

。

结果 1.2

注：增塑剂相对用量是指100质量份（SIS+IIR）中加入的增塑剂的量。

* 粘接材料：PE；测试温度：23±2℃；速度：100±10mm/min

由表6可知，增塑剂的相对用量以30份左右较好。

5） 防老剂的选择

从表7可知，IIR改性SIS制得的热熔压敏胶带对难粘材料有良好的粘接性能。

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3 结论

1) 以IIR改性SIS制得的热熔压敏胶，具有良好的耐老化性能，优良初粘性和持粘性等性能。

2) 采用SIS、IIR与增塑剂预混的方法，可以减少制胶过程的热氧化。

3) 抗氧剂复合，能生产协同作用，无论对热氧化还是光氧化的防老化性能都较好。

4) 以IIR改性SIS制得的热熔压敏胶用途广泛，对非极性难粘材料粘接效果良好。

参考文献

[1] 王驰亮,王立,王苇. 压敏胶粘剂组成、结构及性能的研

究进展[J]. 功能高分子学报,2004,17(4):675-683,688 [2] 赵升. 热熔压敏胶粘剂[J]. 化学教育,2007,(7):11-12,16 [3] 殷锦捷,马海云. 热熔压敏胶的开发应用[J]. 中国胶粘

剂,2003,12(5):61-63

[4] 郭文杰,傅和青,黄洪. 热熔压敏胶配方的设计[J]. 中国

胶粘剂,2007,16(6):8-11

[5] 徐建波,黄基传,刘向红. 国产热塑性橡胶SIS的性能与

应用[J]. 中国胶粘剂,1998 ,7 (6) :20 – 241

[6] 杨性坤,宋世林. 用SIS及SBS制备热熔压敏胶的工艺

研究[J]. 化学与粘合,2001,(3):107-109

Development of hot melt pressure sensitive adhesive tape

LAN Ling 1，YANG Jian-Ping2

（1.Ningbo Huanqiu Safety Science & Technology Co.,Ltd, Ningbo 315040； 2.Department of Chemical Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo 315016）

Abstract : In this paper , the hot melt pressure sensitive adhesive tape was prepared by SIS copolymer and butyl rubber as base material . Effect of other raw materials , such as SIS, butyl rubber, plasticizer and antioxidant , on properties of hot melt pressure sensitive adhesive tape are discussed.

Keywords: hot melt pressure sensitive adhesive tape, SIS, butyl rubber

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浙江省安全监管局深入企业指导服务安全生产工作

3月10日，浙江省安全监管局徐林局长、董国庆副局长率专家及相关工作人员深入巨化集团公司，指导服务安全生产工作。徐林局长一行听取了巨化集团关于危化品安全生产工作的汇报，考察了巨化应急救援中心、“厂中村”搬迁和危化品物流通道等建设情况，认为巨化集团领导高度重视安全生产工作，安全监管机构健全，安全管理人员培训全面，应急救援力量建设到位，危化生产自动化控制水平走在全省前列，所涉的10种危险工艺已经全部实现了自动化控制。但从近年来发生的事故情况看，仍然存在不少人的不安全行为和物的不安全因素。徐林局长要求，巨化集团作为省属大型企业，一定要树立“零死亡”的安全生产理念，对各项安全生产工作都要强调严肃、严肃、再严肃，细致、细致、再细致。从“人”这一关键入手，在经济实现高速发展的同时，实现安全生产工作的根本性好转。首先要从管理者的角度全面落实管理责任；其次要加强职工的专业培训，严格实施操作规程，开展安全技术大练兵，坚决消除“三违”；第三是隐患整改要分类，从深层次查原因，采取根本性的解决措施，不断排除物的不安全因素。

对“厂中村”的搬迁、应急救援中心的建设发展等工作，徐林局长一行也做了具体指导，并与当地政府领导进行了交流。同时，要求当地安全监管部门继续做好服务。

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