2026 Ningbo International Plastics and Rubber Industry Exhibition

2026宁波国际塑料橡胶工业展览会

2026年6月16-18日

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苯乙烯类热塑性弹性体在胶黏剂、密封剂和涂料中的应用

热熔胶黏剂大量使用SBCs,尽管一些胶黏剂是通过将SBCs溶解在溶剂中而产生,主要是利用它们的低溶液黏度。最终产品是胶带、标签、黏合紧固件等。不同类型的SBCs在不同的胶黏剂中应用口如下:

    具有不饱和弹性体中间嵌段的S-I-S和S-B-S类热塑性弹性经过配混,可以获得良好的压敏胶黏剂(PSAs),可能的应用是压敏胶带、标签、接触胶黏剂、热熔胶和建筑胶黏剂,由于不饱和中间嵌段的存在,需要添加稳定剂。

    S-EB-S和S-EP-S具有饱和的中间嵌段,表现出高的耐热、耐臭氧和紫外光降解的能力;并具有较高的拉伸强度。S-EB-S和S-EP-S类的SBCs的加工温度可以高于其他类型SBCs。可能的应用是使用期长的热熔胶、密封剂和暴露于紫外光的涂层。

    用马来酸酐接枝的S-EB-S共聚物具有饱和的中间嵌段,与极性基材有良好黏附性,并且可以通过缩聚反应进行交联。这种类型的SBCs可以作为多元聚合物的配方中的相容剂。在黏合方面,主要应用在结构胶黏剂、密封剂和压敏胶黏剂。目前已经开发了1, 2-异构体比例高的聚异戊二烯类星形嵌段共聚物和S-EB-S 嵌段共聚物。当应用于胶黏带时,这些弹性体可以交联。交联改善了胶黏剂耐溶剂性,这在蒙版黏带的应用方面十分重要。

二 苯乙烯类热塑性弹性体的溶液行为

(1)用于苯乙烯类热塑性弹性体的溶剂

    可以将相畴和弹性体嵌段溶解在合适的溶剂中获得到苯乙烯类热塑性弹性体(SBCs)溶液。除去溶剂会使相畴再次变硬成玻璃状,并且聚合物再次起常规硫化橡胶一样的作用。

    聚合物可以溶解在许多单一溶剂中,例如甲苯以及许多溶剂混合物[如己烷与甲基乙基酮(MEK)的混合物。

    与仅具有单相的常用塑料和橡胶相比,SBCs具有两相。为了形成真正的溶液,溶剂体系必须能够溶解这两相。溶解 PS 末端嵌段会解开网络,使溶剂溶化的橡胶嵌段分离。由于SBCs的分子量相对较低,所以与其他橡胶聚合物溶液相比,SBCs产生的溶液黏度交低,固体含量较高。

    许多廉价的烃类溶剂和一些非烃类溶剂将会溶解两相。如果使用溶剂的混合物,则可以考虑更多种类的溶剂体系。可根据最终产品所需的性能,通过选择溶剂或溶剂混合物来调节黏度以及其他性能。

  在选择SBCs溶剂,特别是使用烃类溶剂时,溶解度参数(δ)是一种有用的工具。烃类聚合物通常溶解在溶解度参数接近该聚合物的那些烃类溶剂中。通常,聚合物的分子量越高,溶解度参数必须越接近。但是对于氧化和卤代化合物,溶解度参数概念中所涉及的关系就不太确切,因为在这些化合物中极性和氢键结合力变得越来越重要。然而,即使在这些情况下,溶解度参数可以帮助预测溶解性。各种溶剂体系中S-EB-S的黏度见表15.1。

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稀溶液本质上往往是牛顿型的。随着浓度的增大,溶剂溶化的相畴开始在溶液中形成,就像在最终产品中观察到的一样。因此,更黏稠的溶液变成非牛顿型,特别是当与高分子量的聚合物共混时。

(2)添加树脂和油的效果

当树脂与SBCs混合时,可以提高黏合力、剥离强度和剪切强度并降低溶液黏度。它们还有助于其他添加剂与嵌段共聚物的相容。与聚苯乙烯末端嵌段相连的高软化点树脂,在给定浓度下可以提高拉伸强度和硬度。当使用这种类型的树脂时,通常会产生应力-应变的初始屈服点。与中间嵌段相连的液体或低软化点树脂可用于软化最终产品,可以降低拉伸强度并增大伸长率。油也有类似的效果。

    因为通常在SBCs中使用四种不同的弹性体中间嵌段,所以添加的与树脂和油相连的中间嵌段必须选择与每种聚合物中使用的橡胶相容。推荐用于各种弹性体嵌段和聚苯乙烯末端嵌段的树脂和增塑剂类型如表15.2所示。

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与两相都结合的树脂通常会产生具有较低强度的增塑产品,而与两相都不相关的树脂可能会导致不均匀,并且有时会获得脆性的产品。

三 应用实例

(1)压敏胶黏剂

    压敏胶黏剂(PSAs)也是苯乙烯类热塑性弹性体(SBCs)的主要用途。尽管胶黏剂也使用溶剂,主要是利用SBCs溶液的低黏度,但通常是作为热熔胶来使用。黏着配方是将聚合物与增黏树脂或油的组合。增黏树脂软化了弹性体相,这使得胶黏剂在黏合中(缓慢的阶段)适应基材。它们还可以调节弹性体相的玻璃化转变温度,使胶黏剂层产生刚性,抵抗从基材上去除胶黏剂(快速阶段)。热熔 PSAs主要基于较软等级的 SBCs,例如 S-I-S.而溶剂型胶黏剂通常采用合适的溶剂由 S-B-S 和S-EB-S嵌段共聚物制备。

(2)密封胶

    密封胶是热熔体或溶剂型,主要由S-EB-S嵌段共聚物制备。二嵌段聚合物通常用于密封胶,因为它们降低了热熔体产品的黏度,使得配混的溶剂型密封胶的固体含量更高。密封胶配方中的其他组分是树脂、油(增塑剂)和填料,除非需要透明密封胶。SBCs类的热熔密封胶用于许多制造工艺中,有时由机器人U5J施胶,也可以加工成泡沫制品和就地成型垫圈。溶剂型密封剂主要用于建筑行业。

(3)涂料

    保护涂料的配混方式与胶黏剂相似,但在许多情况下,保护涂料含有大量的填料和紫外光(UV)保护添加剂(UV稳定剂和二氧化钛)。这种涂料用于屋顶和其他室外表面。其他应用是可剥离的临时涂层和金属的化学蚀刻。

(4) 油凝胶

    油凝胶主要是油和胶凝剂的共混物。油占共混物的大部分,油可以是环烷烃油或链烷烃加工油、矿物油以及合成产物如聚丁烯或聚硅氧烷。胶凝剂包括蜡、白炭黑、脂肪酸皂和苯乙烯类热塑性弹性体(SBCs)。胶凝剂含量通常小于10%。配制的产品范围从强弹性体到弱凝胶甚至润滑脂。油凝胶可用于密封胶、润滑脂、可剥离涂层、防腐蚀剂、胶黏剂等。

一个例子是S-EB-S(通常为质量分数5%)与大量矿物油(质量分数90%)的共混物,其余为蜡(质量分数5%),用作“捆扎”电话电缆的电缆填充料[17.18]。它们的功能是防止水侵入和作为芯吸。这种凝胶的潜在应用是玩具、握手柄、软垫等。

(5)黏度指数改进剂

    S-EP二嵌段和某些星形嵌段共聚物可以用于机油中,但是用量很少,例如将SAE 10重油变为稠化油(10/30或10/40)的常用量为质量分数0.7%~2.0%。在低温下,SBCs分子是致密的,不能在油中结晶,从而容易启动发动机。在高温下,SBCs分子在油中膨胀,从而保持其黏度,并在轴承和发动机及其他部件上保持足够厚的润滑膜,以减少磨损。


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