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1、丙烯酸酯压敏胶粘剂的研究丙烯酸酯压敏胶可通过溶剂聚合、乳液或聚合，悬浮聚合等方法制得，按其使用形式可分为溶剂、乳液型、热熔型、水溶型和射线固化型等 5 大类，其中溶剂型和乳液型已发展得比较成熟。（1）、丙烯酸酯压敏胶胶粘剂的构成丙烯酸酯压敏胶主要由各种丙烯酸单体经溶液、乳液或悬浮聚合所得的溶液或乳液共聚物构成。有的还要另加增粘树脂、交联剂、软化剂和颜填料等助剂。一、单体制备丙烯酸酯压敏胶的单体大致可分为 3 类：软单体、硬单体和官能单体。软单体是制备压敏胶的主要单体，其作用是产生玻璃化温度（Tg）较低的、具有初粘性的聚合物。Tg在 -200C 以下的丙烯酸乙酯（EA）、丙烯酸正丁酯（BA）和丙
2、烯酸 2-乙基已酯（2-EHA）等单体的均聚物（平均相对分子质量 103105），在室温下皆具有压敏胶粘剂性能。这些低玻璃化温度的聚合物内聚强度一般都不高，因此，通常不能单独用作压敏胶粘剂。硬单体又称第二单体，是以胶生较高 Tg 的均聚物并能与软单体共聚的（甲基）丙烯酸酯或其他烯单体。常用的有丙烯酸甲酯（MA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸乙酯（EMA）、甲基丙烯酸正丁酯（BMA）、丙烯腈（AN）、醋酸乙烯酯（VAc）和苯乙烯（St）等。硬单体与软单体只有以适当配比共聚后才能制得较高内聚强度和使用温度的性能较好的压敏胶粘剂。官能单体也可称为功能单体，是带有各种官能基团并能与软单体共聚的
3、烯类单体。可使压敏胶产生一定程度的交联，使内聚强度、耐热性和耐老化性能大为提高。常用的官能单体有（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸 -羟乙酯、（甲基）丙烯酸 -羟丙酯、（甲基）丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、（甲基）丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、马来酸酐、衣康酸、二乙基苯等。 二、共聚物的玻璃化温度 用作压敏胶粘剂的丙烯酸酯共聚物，一般都是上述 3 类单体在自由基型引发剂作用下进行自由基共聚合制得的。溶液聚合常用的引发剂为过氧化苯甲酰（BPO）和偶氮二异丁腈（AIBN）；乳液聚合则用水溶性的过硫酸铵（APS）或过硫酸钾（KPS）作引发剂。共聚时 3 类单体的用量，要考虑到粘性及内聚力的平衡，
4、共聚物的玻璃化温度在一定程度上反映了压敏胶的性能，因此，人们常常用玻璃化温度的数值来预测一个共聚物是否适宜用作压敏胶粘剂，还可以指导如何改进共聚物的力学性能。只有当共聚物的玻璃化温度低于-200C 时，室温才会产生压敏胶粘性；若 1 个压敏胶在室温标准条件下进行剥离测试时主要发生胶层内部破坏，那么设法提高玻璃化温度就能使它的压敏胶粘性能得到提高。 在制备一个适用于压敏胶胶粘剂的丙烯酸酯 共聚物时，首先就当用 FOX 公式设计各种共聚单体的配比，控制共聚物的玻璃化温度 Tg 在一定范围内，Tg 可按下述 FOX 公式进行计算： 1/Tg = W1/Tg 1 +W2/Tg 2+Wn/Tgn 式中，
5、W1、W2Wn 分别为各单体的质量百分数；Tg1 、Tg2 Tgn 分别为各单体均聚物的玻璃化温度（K）。三、相对分子质量及其分布对压敏胶性能的影响共聚物的相对分子质量对它们的力学性能和胶粘性能有很大影响，低相对分子质量共聚物制成的压敏胶 ，虽然初粘力有时可能不错，但剥离强度和持粘力一般都不高，一个好的压敏胶其持粘力随相对分子质量增加而迅速提高，初粘力和剥离强度则下降到一个稳定水平，剥离出现稳定的界面破坏。因此，制备丙烯酸酯压敏胶时必须将共聚物的相对分子质量控制在一定的范围内。共聚物组成和结构不同，相对分子质量的最佳范围也不相同。相对分子质量分布对压敏胶的性能也有影响，一般来说，高相对分子质量
6、的部分决定了压敏胶的持粘力，低相对分子质量成分则影响初粘力和剥离强度。在同样的情况下，相对分子质量分布较宽的共聚物胶粘剂更容易做到压敏胶三大性能的平衡。实际表明，在相对分子质量较高的交联型丙烯酸酯压敏胶中，混入少量较低相对分子质量的非交联型丙烯酸酯共聚物，使用权相对分子质量分布变宽，可以在保持较好持粘力的情况下在大大提高初粘力和剥离强度。（2）、丙烯酸酯共聚物的交联要使丙烯酯压敏胶有较好的持粘力，必须使共聚物有较高的重均相对分子质量，然而这样的胶粘剂，尤其是溶液型压敏胶，往往会在粘度太大而难以涂布。若将相对分子质量不太高因而粘度也不太大的共聚物在涂布时或涂布后进行适当的交联，便可解决性能和工芤
7、的矛盾。同时，交联可以改善压敏胶的耐高温性能、耐溶剂性和耐老化性能，因此丙烯酸酯共聚物的交联具有很重要的实际价值。具体的交联方法可归纳为如下 5 种（1）利用活泼羟甲基的缩合反应而交联，与 N-羟甲基丙烯酰胺共聚而得的丙烯酸酯共聚物，单独或有酸催化剂加热时，可由于活泼的 N-羟甲基相互缩合自行交联，称为自交联，也可以外加交联剂进行交联，称为外交联。含羟基或羧基的丙烯酸酯共聚物与含活泼羟甲基的交联剂，加热或有酸催化下加热时，由于羟甲基或醚化了羟甲基与羟或羧基之间发生缩合反应而交联。（2）利用异氰酸酯反应而交联 含羟基、羧基和仲胺基的丙烯酸酯共聚物，能够用多异氰酸酯及其加成进行交联。此法交联所得的
8、压敏胶的综合性能十分优良。（3）利用不着环氧基反应交联 含胺基、羟基和或羧基的丙烯酸酯共聚物可用环愧疚树脂或多环愧疚化合物交联，而含环氧基的丙烯酸酯共聚则可用多元胺或多元酸酐等化合物交联，（4）利用烷氧基金属化合物的反应而交联 四丁氧基钛、四异丙氧基钛、三异丙氧基铝等烷氧基金属化合物能在室温或较低温度下与丙烯酸酯共聚物的羧基或羟基很快发生酯化或烷氧基交换反应而交联。（5）离子型交联 用金属的盐类，如锌、铅、钠、钴等多价或单价金属的醋酸、辛酸、环烷酸或月桂酸等有机酸的盐与含羧基的丙烯酸酯共聚物交联。（3）、增粘树脂及其他添加剂的影响一般来说，丙烯酸酯压敏胶粘剂中不必加入增粘树脂和其他添加剂，但为
9、了改善对难粘材料的胶粘剂性能或降低成本、着色等其他目的，有时也可加入各种添加剂。加入增粘树脂或增塑剂能改善初粘力和1800 剥离强度。尤其是低温（00C）时的剥离强度。在乳液型丙烯酸酯压敏胶中加入增粘树脂时，首先必须将增粘树脂制成乳液，松香酯类增粘树脂乳液可大大改进丙烯酸酯乳液压敏胶对聚烯烃塑料的粘合性能，如添加 50%左右 MBG-64 乳液，如 1800 剥离强度急剧增大；当加量达到 70%时，剥离强度达到最大值。无机填料加放溶液型或乳液型 丙烯酸酯压敏胶中可以降低成本。加入磷酸酯和氧化锑等阻燃剂，可使丙烯酸酯压敏胶具有阻燃性。（4）、溶剂型丙烯酸酯压敏胶粘剂溶剂型丙烯酸酯压敏胶是由丙烯酸
10、酯单体在有机溶剂中进行自由基聚合而得的粘稠液体，加或不加其他的添加剂所构成。溶剂型丙烯酸酯压敏胶具有平均相对分子质量较低，湿润性好，初粘力大，干燥速度快，耐水性好等优点。虽然在环保、资源、能源及安全等方面存在着问题，但仍然占有相当大的比例，还不能完全被其他类型的压敏胶所取代。溶剂型丙烯酸酯压敏胶还进一步分为非交联型、交联型、非水分散型等 3 种非交联型丙烯酸酯压敏胶将几种丙烯酸酯按适当的配比，选择合适的溶剂和引发剂，采用适宜的工艺条件，在有机溶剂中进行自由基共聚合，所得的共聚物玻璃化温度-250C-650C，重均相对分子质量 30100 万，固含量 3050%，粘度为 10002000mPa.
11、s，具有较少好的压敏胶性能和涂布性能，这种溶液就是非交联型丙烯酸酯压敏胶粘剂影响粘接强度的化学因素影响粘接强度的化学因素主要指分子的极性、分子量、分子形状（侧基多少及大小）、分子量分布、分子的结晶性、分子对环境的稳定性（转变温度和降解）以及胶粘剂和被粘体中其它组份性质 PH 值等。1.极性一般说来胶粘剂和被粘体分子的极性影响着粘接强度，但并不意味着这些分子极性的增加就一定会提高粘接强度。从极性的角度出发为了提高粘接强度，与其改变胶粘剂和被粘体全部分子的极性，还不如改变界面区表面的极性。例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯经等离子表面处理后，表面上产生了许多极性基团，如羟基、羰基或羧基等，从而显著地提
12、高了可粘接性。2.分子量聚合物的分子量（或聚合度）直接影响聚合物分子间的作用力，而分子间作用力的大小决定物质的熔点和沸点的高低，对于聚合物决定其玻璃化转变温度 Tg 和溶点 Tm.。所以聚合物无论是作为胶粘剂或者作为被粘体其分子量都影响着粘接强度。 一般说来，分子量和粘接强度的关系仅限于无支链线型聚合物的情况，包括两种类型。第一种类型在分子量全范围内均发生胶粘剂的内聚破坏，这时，粘接强度随分子量的增加而增加，但当分子量达到某一数值后则保持不变。第二种类型由于分子量不同破坏部分亦不同。这时，在小分子量范围内发生内聚破坏，随着分子量的增大粘接强度增大；当分子量达到某一数值后胶粘剂的内聚力同粘附力相
13、等，则发生混合破坏；当分子量再进一步增大时，则内聚力超过粘附力，浸润性不好，则发生界面破坏。结果使胶粘剂为某一分子量时的粘接强度为最大值。3.侧链长链分子上的侧基是决定聚合物性质的重要因素，从分子间作用力考虑，聚合物支链的影响是，当支链小时，增加支链长度，降低分子间作用力。当支链达到一定长度后，开始结晶，增加支链长度，提高分子间作用力，这应当是降低或提高粘接强度的原因。4.PH 值对于某些胶粘剂，其 PH 值与胶粘剂的适用期，有较为密切的关系，影响到粘接强度和粘接寿命。一般强酸、强碱，特别是当酸碱对粘接材料有很大影响时，对粘接常是有害的，尤其是多孔的木材、纸张等纤维类材更容易受影响。由于像热固
14、性的酚醛树脂和脲醛树脂的固化过程受 PH 值的影响很大，常常要求酸度较大。例如，固化时在酚醛树脂中加入对甲苯磺酸或磷酸，在脲醛树脂中加入氯化铵或盐酸。因此，在不希望酸度大又要粘接的场合，选用中性的间苯酚甲醛树脂是适宜的。将木材表面预先用碱处理，一般可得到牢固的接头。但还必须注意胶层的 PH 值，它对胶层比对被胶接表面更有影响。5.交联聚合物的内聚强度随交联密度的增加面增大，而当交联密度过大时聚合物则变硬变脆，因而使聚合物耐冲击强度降低。交联聚合物的强度与交联点数目和交联分子的长度密切相关，随着交联点数目的增多，交联间距的变短以及交联分子长度的变短，交联聚合物会变得又硬又脆。6.溶剂和增塑剂溶剂
15、型胶粘剂的粘接强度当然要受胶层内残留溶剂量的影响。溶剂量多时，虽浸润性好，但由于胶粘剂内聚力变小，而使内聚强度降低。胶粘剂聚合物之间的亲合力大时，随着溶剂的挥发粘接强度增大。两者之间无亲合力时，残留一些溶剂时胶粘剂的粘附性却较大，随着溶剂的挥发，强度反而下降。例如聚醋酸乙烯不能粘接聚乙烯，但加入少量溶剂后则可粘接。显然，溶剂起了增加两者间亲合力的作用。增塑剂和溶剂的作用类似，有时即便在粘不上的情况下，加入适当的增塑剂也可粘上。当是，增塑剂也将随着时间的推移或是挥发，或是向表面渗出，在增塑剂减少的同时粘接强度不断下降。相反，有时被粘物内的增塑剂也会渗移到胶层里，使胶粘剂软化而失去内聚粘接强度。或
16、增塑剂聚集在界面上而使粘接界面分离。7.填料在胶粘剂中配合填料有如下作用：（1）增加胶粘剂的内聚强度；（2）调节粘度或工艺性（例如触变性）；（3）提高耐热性；（4）调整热膨胀系数或收缩性；（5）增大间隙的可填充性；（6）给予导电性；（7）降低价格；（8）改善其他性质。8.结晶性结晶度高的聚合物分子的缩聚状态是有规则的，如果溶点不高，加热结晶聚合物，将使结晶范围内的有序的分子排列发生混乱，分子开始向溶融状态过渡。因此，结晶度高的聚合物适宜作热溶。9.分解在使用过程中，胶粘剂分解是使粘接强度降低成的重要因素，而使胶粘剂分解的原因有水、热、辐照、酸、碱及其他化学物质。聚合物与水反应而分解称水解。加热常常又可能导致聚合物交联，聚合物抗水解能力因其分子中化学键的不同面异。多数水溶性聚合物易于水解。不溶于水的聚合物水解就非常慢，而聚合物吸附水的能力对水解起着重要作用，聚合物水解也受结晶性和链的构象的明显影响。由于微量的酸或碱可加速某些聚合物水解，聚酯类缩合树脂与酸或碱接触时，很容易水解。环氧树脂的耐湿性根据固化
