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粘合设计技术

如同下表所示,粘合剂由各种原材料构成。 按照理想的应用方法使用这些原材料,以制造具备多种功能的粘合剂,然后将其用于胶带制造。 胶带的使用极其方便,它会立即粘住物体,并可预加工成指定的形状,得益于这些特性,胶带广泛应用于 LCD 电视、手机和汽车制造等行业。 如果需要永久粘住物体,如汽车零部件,粘合剂胶性必须较强,而手机显示屏上的保护膜必须易于剥离并无粘合剂残留。 与偏光膜一起使用的粘合剂必须透明并具有耐候性,车辆内部使用的粘合剂只能含有极少量的挥发性有机化合物 (VOC)。 应用不同,需要的粘合剂类型也不同。 因此,为了实现所需功能,将其应用到不同的行业,我们将其设计成了优化的混合物。 通过特殊的设计,我们生产出粘合剂,并将其用于加工硅片和陶瓷,正常情况下,硅片和陶瓷使粘合剂强度增强,当粘合剂曝于高温下或紫外线下时,其强度会丧失。

粘合剂材料

可根据添加至高弹体的某种材料的量生产出各种不同的粘合剂。 粘合剂设计技术旨在确定粘合剂中所需材料的种类和量。

粘合剂类型

根据应用所需,生产粘合剂会使用橡胶、丙烯酸和硅酮胶,并且必须根据高弹体不同的特性设计每一种材料的应用。

♦ 橡胶粘合剂

由于天然橡胶本身粘合性较低,所以一般情况下需添加某种增粘剂。 这使得它可以粘住许多粘合体,且经常用于制造包装胶带。

♦ 丙烯酸粘合剂

通过选择丙烯酸单体以及进行共聚作用,可以合成具备多种功能的丙烯酸聚合物,这些功能使得该聚合物可用作粘合剂。 由于丙烯酸聚合物透明度高,且具备很强的耐候性、耐热性以及抗溶剂侵蚀性,该聚合物广泛应用于 LCD 显示屏、手机和汽车制造等行业。
设计合成粘合剂时(选择丙烯酸单体),要重点考虑合成丙烯酸聚合物的温度(使粘合体的粘合性达到最佳效果的温度)、插入交联点*(耐久性和耐热性)以及丙烯酸单体的共聚作用(丙烯酸聚合物和交联点的一致性)。

* 插入交联点: 制造胶带时,需添加交联剂(例如,异氰酸盐或环氧基树脂),以使丙烯酸聚合物具有 3D 结构。 丙烯酸聚合物中需添加交联剂和含有功能基的单体,这些单体可进行交联,其包括丙烯酸或丙烯酸羟乙酯。
由于丙烯酸聚合物极性高,所以当其极性低时难以粘住粘合体,如聚烯烃。 有时可添加增粘剂改善这种状况。

♦ 硅酮胶

硅橡胶具有很强的耐极热性和耐极寒性,可在各种温度下使用。 由于硅橡胶本身粘合性较低,其可用作增粘剂。 通过改变硅橡胶和硅树脂的结构比率,可获得所需的粘合特征。 也可通过与交联剂(例如,过氧化苯甲酰)进行交联,提高耐热性。

♦ 聚氨酯粘合剂

由于该粘合剂可移动性强,其可用于制造保护膜和绒毛去除剂等应用中。

作为胶带的综合制造商,Nitto Denko 生产各种类型的粘合剂,并能够创造特殊应用所需的功能。 为了充分利用材料的特性,除了根据材料粘合理论和界面化学来设计粘合剂以外,我们还可利用面向解决方案的技术来满足新粘合剂的功能需求。

胶带及其特征

胶带 高弹体 特征
橡胶 天然橡胶
合成橡胶
  • 天然橡胶价格便宜。
  • 粘合体选择范围小。
  • 当粘合体有非极性基团时,粘合性只会轻微增加。
  • 耐热性和耐候性变差。
丙烯酸 丙烯酸酯共聚物
  • 聚合物本身有粘合性。
  • 可自由改变性质。
  • 该聚合物比橡胶粘合剂耐热性和耐候性更强。
  • 粘合体选择范围大。
硅树脂 硅橡胶
  • 可在各种温度下使用。
  • 耐热性和耐寒性强。
  • 耐化学性和耐候性强。
  • 价格昂贵。
聚氨酯 聚氨酯树脂
  • 可除去性强。
  • 臭味和皮肤刺激性小。
  • 透湿性强。
  • 难以产生很强的粘合性和粘性。 

烷基中碳原子数量和温度之间的关系

(可变化)丙烯酸酯单体发生聚合时合成的聚合物温度会随着(可变化)丙烯酸酯单体 R(烷基)中碳原子数量的不同而不同(见下图)。 可合成具有某个温度的丙烯酸粘合剂,该温度与粘合剂中要求的特性相关联。

丙烯酸粘合剂中使用的单体

单体 结构 温度 (℃)
主要单体 丙烯酸乙酯 CH2=CHCOOC2H5 -20
丙烯酸丁酯 CH2=CHCOOC4H9 -55
丙烯酸 2-乙基己基酯 CH2=CHCOOC8H17 -70
丙烯酸异壬酯 CH2=CHCOOC9H19
共聚用单体
(提高内聚力)
醋酸乙烯酯 CH2=CHOCOCH3 32
丙烯腈 CH2=CHCN 97
丙烯酰胺 CH2=CHCONH2 165
苯乙烯 CH2=CHC6H5 80
甲基丙烯酸甲酯 CH2=C(CH3)COOCH3 105
丙烯酸甲酯 CH2=CHCOOCH3 8
含有功能基的单体 丙烯酸 CH2=CHCOOH 106
丙烯酸羟乙酯 CH2=CHCOOC2H2OH
丙烯酰胺 CH2=CHCONH2 165
甲基丙烯酸缩水甘油酯
  

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