未来压敏胶研究的主要方向是:提高户外用的乳

时间:2020-01-13 06:11 作者:admin

  近年来,触控技术已经成为平板显示家族中的一名永久成员,全球对触控类产品近似贪婪的喜好引爆了供不应求,同样也让OCA光学胶市场十分火爆,其中手机和平板电脑占据了触摸屏OCA光学胶的大部分市场。

  OCA光学胶属于压敏胶的一类,为此,手机报特邀请南京汇鑫光电材料有限公司的夏建明技术总监为行业讲解OCA光学胶的核心技术知识压敏胶的原理与检测。

  压敏胶全称为压力敏感型胶粘剂(PSA-pressure sensitive adhesive),俗称不干胶,一般通过将其涂布在各种基材上制成压敏胶制品,应用于被粘物的粘接。

  压敏胶独特的粘接特性使其逐渐发展成为一个独立的门类。与结构胶黏剂和非结构胶黏剂相比,压敏胶使粘结过程大大简化,使压敏胶工业得到迅速发展。

  压敏胶粘剂可分为溶剂型,乳液型,水溶型,热溶型,紫外光固化型,电子束固化型等。分子结构类型含橡胶,丙烯酸酯,聚乙烯基醚,聚氨酯,聚异丁烯和有机硅等。

  压敏胶的基材有各种纸品,塑料薄膜,纺织品,金属箔,泡沫塑料等,加上压敏胶剂,底涂剂,防粘剂,离型纸(离型膜)等辅助材料组成。以双面胶带为例,其结构如下图所示:

  压敏胶粘剂决定压敏胶制品的粘合特性。压敏胶粘剂是一类具有特殊性能的胶黏剂,本身处于半固化状态,使用时一般不需要进一步固化,只需施加一定压力就能使压敏胶润湿被粘表面并粘牢,形成实用且具有一定强度的胶接接头。

  压敏胶对外加压力敏感的粘合特性由组成它们的高聚物的粘弹性质所决定。粘弹性是指高分子在外力作用下,高聚物发生弹性形变和粘性流动。粘弹性使压敏胶粘剂具有对外力敏感的粘合特性。

  当压敏胶粘剂在适当、缓慢压力作用下,产生近似于液体那样的粘性流动,使压敏胶粘剂与被粘物表面紧密接触,并流入被粘物表面的坑洼沟槽中,增大有效接触面积,从而产生一定的粘合力。

  当粘贴好的压敏胶粘制品在受到外力作用剥离时,压敏胶粘剂表现为近似于弹性的性质,具有较高的抗剥离能力,剥离速度越大,压敏胶粘制品的剥离强度越高。

  压敏胶粘剂对被粘物表面的润湿性,能使它与被粘物表面达到分子接近的程度,产生分子间作用力,产生足够的界面粘合力。

  1)粘着力一般又称为剥离力,剥离强度等。根据目的和要求不同,压敏胶粘制品的剥离强度有多种测试方法,常用的有180剥离,90剥离等。

  遇到测试结果相同,剥离破坏形式不同时,实际使用效果差异很大。不同应用场景对应的破坏形式不同的,通常有六种破坏类型发生:界面粘合破坏,胶黏剂层内聚破坏,基材-胶层界面破坏,被粘物内聚破坏,基材内聚破坏和混合破坏等类型。

  2)关于压敏胶粘制品的初粘性至今学术界还未有统一的定义,一般认为压敏胶制品的初粘性是粘剂与其它材料接触时,表面的化学和物理性能的综合反映。

  为了科学地研究和评判压敏胶制品的初粘性能,主要的测试方法有:A滚球平面停止实验法ASTM D-3121-73,PSTC-6, B滚球斜坡停止实验法 GB 4852-84,JIS ZO237 ,C胶带快速剥离实验法AFERA 4015,PSTC-5

  3)内聚力也称内聚强度,指材料本身抵抗外力作用的能力,是压敏胶粘剂除粘着力和初粘力外又一重要性能。

  压敏胶粘制品在粘贴后的剪切强度通常被用来表征其内聚力。常用压敏胶粘剂抗持久剪切应力所引起的剪切蠕变破坏的能力,即剪切蠕变保持力来表征它们内聚力的大小,也可以用90剥离蠕变保持力来表征压敏胶制品的内聚力。影响剪切保持力的因素主要包括测试温度,试样的制备,压敏胶粘剂的分子量及分布和压敏胶粘剂的交联等。

  根据压敏胶粘剂主体分子结构不同,压敏胶可分为橡胶、热塑性弹性体、丙烯酸酯、有机硅、聚氨酯等类型。

  丙烯酸酯系聚合物能以多种形式应用,包括溶剂型,乳液型,热熔型及UV固化型等。

  由一定的单体组成的丙烯酸酯聚合物本身就具有压敏性,不需要添加其它增粘剂,比复配型胶黏剂具有更多优点:单组份丙烯酸酯压敏胶的胶层单一,不存在低分子添加剂向表面迁移,能避免交接强度变化;丙烯酸酯系聚合物不存在不饱和键,有优良的抗氧化性和低温性能;丙烯酸酯单体种类多,可在广泛的温度范围内,按需要设计配方,制备性能和用途不同的压敏胶。

  丙烯酸酯系压敏胶主要由各种单体共聚得到的共聚物及其它添加剂组成。其中单体如丙烯酸丁酯,丙烯酸甲酯,丙烯酸,甲基丙烯酸甲酯等,添加剂包括交联剂,增粘剂等。

  不同单体结构、共聚合的工艺条件,不同分子组合、排列方式、不同分子量和分布可以制备出性能千差万别的丙烯酸酯压敏胶,比如为了提高丙烯酸酯系压敏胶耐温,耐湿性能,可添加不同的交联剂;为适应不同被粘物表面的粘附力,可添加不同的增粘剂;而不同的聚合工艺可制备溶剂型,乳液型,热熔型及光固化型等不同形态压敏胶粘剂。

  丙烯酸酯压敏胶这些独特性能优点,使其在各行各业中被广泛采用,如汽车工业用的丙烯酸酯系泡棉胶带,家用电器用的各种双面胶带,各种表面保护的保护膜,工业电子标签等,不一而足。其中OCA光学胶是其在显示和触摸行业的代表之一。

  压敏胶一般由基材(有些无基材),压敏胶粘剂,离型纸(膜)三部分组成,制作工艺一般为:压敏胶粘剂涂布、干燥、固化、成卷、裁切、包装。工艺流程如下图所示:

  随着中国经济的发展,作为使用便捷,性能优异的粘结材料,压敏胶将迎来更大发展,高性能,功能化,环境友好型压敏胶制品将成为未来发展的主流。

  未来压敏胶研究的主要方向是:提高户外用的乳液型压敏胶的耐水性,耐热性;电子,显示的行业用的溶剂型压敏胶光电性能;护伤膏、经皮吸收带、长期用绷带用交联型聚氨酯压敏胶在无臭味、皮肤刺激性小,粘着力低易剥离,有生物降解性,适合制作等,药物传送制品有机硅压敏胶在高湿环境的耐水、杀菌性能等。

  还有导电性胶粘带、导热压敏胶片、阻燃性胶粘带、湿面胶粘带、发光的胶粘带、UV固化型、电子束固化型、无溶剂型等环保产品等新功能压敏胶产品,也被行业正在开发和研究中,将会更多被开发与运用。

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