Was sind druckempfindliche Klebstoffe?

Haftklebstoffe (auch bekannt als PSA, selbstklebend oder selbsthaftend) sind einzigartige Verbindungslösungen, die bei minimalem Druck sofortige Verbindungen herstellen. Diese Klebstoffsysteme können in drei Typen kategorisiert werden: lösungsmittelaktiviert, wärmeaktiviert und kontaktsensitiv, wobei letzterer der benutzerfreundlichste und sich am schnellsten entwickelnde ist.

 

Wie werden Haftklebstoffe klassifiziert?

Haftklebstoffe können je nach Klebstofftyp in gummiähnliche Klebstoffe und harzähnliche Klebstoffe unterteilt werden.

 

Gummityp-PSAs bestehen aus Gummi als Klebstoff und werden mit Klebrigmachern, Füllstoffen, Antioxidantien usw. versetzt. Je nach Gummityp können sie in Naturkautschuk, Polyisobutylenkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk-PSA usw. unterteilt werden.

 

Der Klebstoff von Harztyp-PSAs ist ein synthetisches Harz, und es gibt Homopolymerharze und Copolymerharze. Bei der Herstellung von Haftklebstoffen müssen Klebrigmacher, Weichmacher, Füllstoffe und Antioxidantien hinzugefügt werden. Je nach Harztyp kann es in Polyolefin-, Chlorvinylacetat-Copolymer-, Acrylharz-, Silikon- und Fluorharz-PSA unterteilt werden.

 

Wie stellt man einen Haftklebstoff her?？

Zusätzlich zum Klebstoff sollten dem PSA Hilfsstoffe wie Klebrigmacher hinzugefügt werden. 

 

1. Grundklebstoff 

PSA-Materialien wie Gummi oder synthetisches Harz spielen ihre Rolle darin, der Klebstoffschicht ausreichende Kohäsionsfestigkeit und Klebekraft zu verleihen, in einer Menge von 30 % - 50 %.

 

2. Klebrigmacher

Klebrigmacher umfassen Kolophonium und dessen Derivate, Petroleumharze usw., deren Funktion darin besteht, die Haftung der Klebstoffschicht zu erhöhen. Die Dosierung beträgt 20 % - 40 %. 

 

3. Weichmacher.

Der verwendete Weichmacher ist ein Weichmacher, der bei der allgemeinen Kunststoffverarbeitung verwendet wird, und seine Funktion besteht darin, die Viskosität der Klebstoffschicht zu erhöhen. Die Dosierung beträgt 0 - 10 %. 

 

4. Antioxidantien.

Im Allgemeinen sind Antioxidantien für Gummi und Kunststoff erhältlich, und ihre Funktion ist es, die Lebensdauer zu verbessern. Die Dosierung beträgt 0 - 2 %. 

 

5. Füllstoff.

Der verwendete Füllstoff ist ein allgemeiner Kunststofffüllstoff, der die Kohäsionsfestigkeit der Klebstoffschicht verbessern und die Kosten senken soll, und die Dosierung beträgt 0 - 40 %. Darüber hinaus müssen für einige PSAs Viskositätsregler, Vulkanisationsmittel und Lösungsmittel hinzugefügt werden.

 

Was sind die gängigen Typen von PSAs?

Derzeit umfassen die gebräuchlichsten Haftklebstoffe hauptsächlich drei Typen: gummiähnliche PSAs, acrylatähnliche PSAs und Silikon-PSAs.

1. Lösungen auf Gummibasis:

Gummiklebstoff ist der am weitesten verbreitete Haftklebstoff; die eingesetzten Gummis umfassen natürliche oder synthetische Kautschuke und recycelte Gummis.

 

• Die Kompatibilität, Druckempfindlichkeit und Kriechbeständigkeit von Haftklebstoffen mit Naturkautschuk als Klebematerial sind gut, aber die Alterungsbeständigkeit ist gering und die Härteänderung signifikant.
• Die Hitzebeständigkeit und Haltbarkeit von Haftklebstoffen auf Basis von Synthesekautschuk sind besser als bei Naturkautschuk, allerdings ist die Klebfestigkeit geringer.
• Nur Regenerat von Naturkautschuk kann als Klebematerial verwendet werden; Regenerat von Synthesekautschuk wirkt sich nachteilig aus und sollte nicht eingesetzt werden.

Bei Haftklebstoffen mit Naturkautschuk als Klebematerial können Naturkautschuk und Synthesekautschuk kombiniert, teilvernetzt und durch Pfropfung oder Zugabe geeigneter Verstärkungsfüllstoffe modifiziert werden. Diese Methoden verbessern die Alterungsbeständigkeit der Klebstoffschicht und erhöhen die Lebensdauer von Gummiklebstoffen.

2. Acrylatformulierungen:

Acrylatklebstoff ist derzeit der zweitmeistverwendete Haftklebstoff nach Gummitypen. Das Klebemittel ist ein Copolymer aus Acrylat und anderen Vinylmonomeren. Comonomere werden in Hauptmonomere, Nebenmonomere und funktionelle Monomere unterteilt.

 

• Die Hauptmonomere sind unter anderem Butylacrylat, welche zur Bereitstellung von Zähigkeit und Haftung verwendet werden.
• Sekundärmonomere umfassen Methylmethacrylat, Styrol usw., welche harte Monomere sind und Steifigkeit sowie Kohäsionskraft bereitstellen können.
• Funktionale Monomere sind Monomere, die andere funktionelle Gruppen enthalten, wie beispielsweise Hydroxyethylmethacrylat, welche während des Polymerisationsprozesses eine Vernetzungsrolle spielen können, um die Haftung, Kohäsion und Wärmekriechbeständigkeit weiter zu verbessern.

 

Diese wissenschaftliche Monomerkoordination ermöglicht es dem Copolymer selbst, die grundlegenden Eigenschaften von Haftklebstoffen (PSAs) zu besitzen, daher ist Acrylat-PSA fast eine Komponente.

 

Im Vergleich zu Kautschuk-Haftklebstoffen weisen Acrylklebstoffe ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit ohne Antioxidantien auf, gute Ölbeständigkeit, eine transparente Klebstoffschicht und keine Phasentrennung und -wanderung. Da durch Copolymerisation verschiedene polare Gruppen eingeführt werden können, wird die sekundäre Valenzkraft zwischen den Molekülen erhöht, wodurch sie eine relativ hohe Klebkraft und Kohäsionskraft besitzen.

3. Silikonsysteme:

Im Vergleich zu Kautschuk- und Acryl-Haftklebstoffen besteht Silikonklebstoff aus Silikonkautschuk und Silikonharz. Silikonkautschuk ist die Grundkomponente des Haftklebstoffs, und Silikonharz dient als Haftharz. Die Eigenschaften von Silikonklebstoffen ändern sich mit dem Verhältnis der beiden. In der Formel beträgt das relative Molekulargewicht des Rohsilikonkautschuks etwa 1,5×10⁵, jedoch erfordert die geeignete Auswahl des Silikonharzes eine aktive Endgruppe am Ende. Üblicherweise werden Methylsilikonharz, Methylphenylsilikonharz und Phenylvinylsilikonharz verwendet. Sie alle weisen eine gute thermische Stabilität auf, und der Silikon-Haftklebstoff besitzt eine gute Verbindungseigenschaft. Er wird mit einer Stärke von 21 MPa an die Aluminiumplatte gebunden. Nach 260 °C und 7 Tagen bleibt die Festigkeit unverändert. Als Trägermaterial für Silikon-Haftklebstoffe dienen unter anderem Polyester.

 

Produktformate:

Haftklebeband wird allgemein in bandförmigen Rollen hergestellt, und zwar in den drei Formen einseitig, doppelseitig und als Klebeblätter.

1. Einseitig beschichtetes Klebeband.

Es wird vor dem Substrat mit einer Grundierung beschichtet und dann mit Haftklebstoff überzogen; die Rückseite des mit Behandlungsmittel beschichteten Trägers kann gerollt werden.

2. Doppelseitiges Klebeband

Doppelseitiges Klebeband mit einseitiger Klebefolie benötigt kein Rückseitenbehandlungsmittel, sondern eine Schicht Trennpapier auf einer Klebefläche. Das Trägermaterial des Klebebands ist das Grundmaterial zur Unterstützung des PSA. Als Substrat des Haftklebstoffs muss es gute mechanische Festigkeit, gleichmäßige Dicke, keine leichte Verformung und bessere Benetzung mit PSA sowie andere Eigenschaften aufweisen. Häufig verwendete Trägermaterialien sind Baumwolle, Glasgewebe, Synthesefasern und andere Textilien sowie Polyethylen-, Polyester- und Polyvinylchlorid-Folien.

3. Haftvermittler

Die Grundierung wird zwischen dem PSA und dem Substrat aufgetragen, um die Haftung des PSA auf dem Substrat zu verstärken und ein Ablösen zu verhindern.

 

Grundierungen gibt es in zwei Arten: Hybrid- und Pfropfungsgrundierungen.

• Die Hybridgrundierung ist eine Mischung aus einem Harz mit Affinität zum Substrat und einem Harz mit Affinität zum PSA.
• Pfropfcopolymer-Grundierungen werden durch Pfropfcopolymerisation von Monomeren der Harze hergestellt, die Affinität zum Basismaterial haben, mit dem Harz, das Affinität zum PSA hat, als Hauptkette.

Einige PSAs haben eine starke Haftung auf dem Substrat und können ohne Grundierung aufgetragen werden.

 

Das sogenannte Trennmittel ist beim einseitigen Klebeband eine auf der Rückseite des Trägers aufgetragene Schicht, um eine Schichttrennung zu bewirken, wenn das Klebeband zu einer Rolle aufgewickelt wird. Dieses Behandlungsmittel kann auch die physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Substrats verbessern. Bei der Auswahl des Trennmittels für die Rückseite ist eine gute Schichttrennfähigkeit erforderlich, beim Abziehen des Klebebands darf die Rückseite nicht mit der nächsten PSA-Schicht haften, sondern muss auch gute Transparenz und Nicht-Migration aufweisen. Üblicherweise verwendete Trennmittel sind Polyacrylate, Polyvinylchlorid, Cellulosederivate und Silikonverbindungen. Substrat oder PSA sind unterschiedlich, und die Wahl des Behandlungsmittels ist ebenfalls unterschiedlich, aber es können auch mehrere Behandlungsmittel kombiniert werden. Doppelseitiges Klebeband, Etiketten, Klebepapier, Klebeblätter usw. sollten mit einer Schicht Trennpapier auf ihrer PSA-Oberfläche abgedeckt werden. Häufig verwendete Trennpapiere sind semi-steife Polyvinylchlorid-Folie, Polypropylen-Folie, silikonbeschichtetes Trenngewebe und mit Trennmittel beschichtetes Kraftpapier.

Was sind die Haftungseigenschaften von Haftklebstoffen?

Haftklebrigkeit ist die Leistung der Haftklebrigkeitseigenschaften von PSA, deren Haftklebrigkeitseigenschaften aus den vier Elementen Soforthaftkraft (A), Haftkraft (B), Kohäsionskraft (C) und Klebstoffgrundkraft (D) bestehen.

 

1. Soforthaftkraft (A) bezieht sich auf die Kraft, wenn das Klebeband und das zu klebende Material mit leichtem Druck gedrückt werden, die schnellste Geschwindigkeit des Kontakts unmittelbar nach der Trennung der Grenzfläche Ablösekraft. Es kann als anfängliche Haftung verstanden werden, Leistung Klebrigkeit und die Fähigkeit des PSA, das zu klebende Material zu benetzen usw.; es ist schwierig, eine strenge Definition festzulegen.

 

2. Haftkraft (B) ist die Ablösekraft zwischen dem Klebeband und der Oberfläche des zu verklebenden Objekts nach ordnungsgemäßem Aufkleben, deren Größe die Haftleistung des Klebebands bestimmt.

 

3. Kohäsion (C) ist die Kohäsionsfestigkeit der Klebstoffschicht, die mit der intermolekularen Kraft, den intermolekularen Bindungen, der Molekülgröße und der intermolekularen Anordnung zusammenhängt.

 

4. Klebstoffgrundkraft (D) ist die Haftkraft zwischen PSA und Substrat oder zwischen PSA und Grundierung sowie Grundierung und Substrat.

 

Da diese vier Kräfte das Verhältnis A < B < C < D erfüllen müssen, sollte bei der Gestaltung von Haftklebstoffformulierungen streng auf die Eigenschaften jeder Komponente, deren Menge und deren Auswirkung auf die Haftungseigenschaften geachtet werden.

 

6. Wie wählt man den Herstellungsprozess von Haftklebebändern aus?

The preparation process of pressure-sensitive adhesive tapes involves different processes and equipment due to different substrates, types of glue, types of film,s and shapes of tapes.

1. Formulieren

Der für Lösemittelbeschichtung geeignete Haftklebstoff wird zuerst durch Auflösen des Klebstoffs im Lösemittel hergestellt, danach werden andere Komponenten hinzugefügt, gut verrührt und ein Kleber mit einer bestimmten Viskosität für die spätere Verwendung vorbereitet. Handelt es sich bei dem Klebstoff um Kautschuk, ist es am besten, diesen zunächst zu mastizieren, um die Anfangshaftung und Löslichkeit zu erhöhen und den Kohäsion angemessen zu verringern. Geeignet für Haftklebstoffe, die nach der Walzenauftragsmethode beschichtet werden. Allgemein werden der Kautschuk, das Alterungsschutzmittel, das Harz (Haftverbesserer), der Weichmacher, das Viskositätsmodifikationsmittel und der Füllstoff zunächst in einem Kautschukmischer homogen vermischt, und anschließend kann mit einer kleinen Menge Lösemittel auf eine bestimmte Viskosität verdünnt werden.

2. Coating

Nach der Herstellung von Haftklebstoff, Primer und Rückseitenbehandlungsmittel können diese durch das Lösemittelverfahren oder die Walzenauftragsmethode auf das Trägermaterial aufgetragen werden, und anschließend wird das Lösemittel entfernt. Die Dicke der Klebstoffschicht sollte vorzugsweise 0,02–0,03 mm betragen.

 

Bei der Beschichtung mit dem Lösemittelverfahren werden zunächst Primer und Rückseitenbehandlungsmittel während des Vorschubs des Trägermaterials auf zwei verschiedenen Oberflächen des Trägermaterials aufgetragen, und dann wird der Haftklebstoff nach dem Trocknen aufgetragen. Der gesamte Prozess wird kontinuierlich durchgeführt. Das Lösemittelverfahren hat einfache Ausrüstung, bequeme Handhabung und einen weiten Bereich der Beschichtungsdicke, was besonders für die Klebstoffbeschichtung auf Trägermaterialien mit geringer Festigkeit geeignet ist. Der Nachteil ist, dass es eine große Menge an Lösemittel verbraucht, was die Kosten erhöht und die Umwelt verschmutzt.

 

Die Auftragsreihenfolge der Walzenauftragsmethode ist im Wesentlichen die gleiche wie beim Lösemittelverfahren, mit der Ausnahme, dass der Kleber auf die Walzen aufgetragen wird und das zu beschichtende Trägermaterial zwischen die beiden Walzen geführt wird (eine oder beide sind mit Kleber beschichtet), um das Bekleben abzuschließen. Die Dicke kann durch den Abstand zwischen den Zwillingswalzen eingestellt werden. Die Verwendung der Walzenbeschichtungsmethode benötigt kein oder weniger Lösemittel, die Kosten sind niedrig, die Umweltverschmutzung ist gering, die Dicke der Klebstoffschicht ist gleichmäßig, und die Anwendung ist sicher und bequem, aber die Ausrüstung ist komplizierter und nur geeignet, um Kleber auf Trägermaterialien mit höherer Festigkeit aufzutragen. Verbesserte Walzenauftragsmethoden, wie z. B. die Isolierwalzenbeschichtung, haben eine breitere Anwendbarkeit und können verwendet werden, um Kleber auf jedes Trägermaterial aufzutragen.

Welche Anwendungen haben Haftklebstoffe in Elektrogeräten?

Haftklebstoffe werden in der Elektronik- und Elektroindustrie weit verbreitet eingesetzt, hauptsächlich in den folgenden Bereichen.

1. Elektrische Isolierung

Elektrische Isolierung betrifft hauptsächlich Transformatoren, elektromagnetische Spulenwicklungszwischenlagenisolation und äußere Abdichtung, Draht- und Kabelverbindungen sowie Endenisolation. Am häufigsten verwendet werden PVC-Bänder und Polyesterbänder. Ein hitzebeständiger Silikon-Haftklebstoff kann auf Glasgewebe, Polytetrafluorethylen oder Polyimid als Trägermaterial des Bandes verwendet werden. Kleine Transformatoren und Niederspannungsspulen mit Polyvinylchlorid, Polyester, Polypropylen oder imprägniertem, beschichtetem Papier und Gewebe sowie anderen Trägermaterialien von Haftklebebändern als Wicklungsisolation, Endbefestigung und äußere Abdichtung. Für große Transformatoren, die Wärmebeständigkeit erfordern, sollten aromatische Polyamid- und Glasgewebe-Bänder verwendet werden, aber auch Polyimid-, Polytetrafluorethylen- oder silikonimprägnierte Glasgewebe-Bänder. Um die elektrische Isolierleistung des Transformators zu verbessern, wird im Allgemeinen eine Vakuumimprägnierungsbehandlung mit Isolierlack verwendet, und wenn das Elektroband verwendet wird, muss es der Imprägnierung mit Isolierlack widerstehen.

 

2. Schweiß-, Abdeck- und Oberflächenschutz

Gedruckte Leiterplatten durchlaufen einen Plattierungsprozess, um die Kontaktleistung zu verbessern; beim Wellenlöten der Platine müssen die Teile, die nicht verzinnt werden sollen, maskiert werden; beim Spritzverfahren wird Abdeckband verwendet. Abdeckband verwendet im Allgemeinen hochfestes dünnes Papier, Krepppapier oder Polyesterfolie als Trägermaterial. Es erfordert auch Lösemittelbeständigkeit, und Wellenlöt-Abdeckband erfordert sofortigen Widerstand gegenüber hohen Temperaturen über 230°C. Haushaltsgeräte mit hochwertigen Namensschildern und Spritzflächen, die Oberfläche der Glasbildröhre sowie die Oberfläche von elektronischen Taschenrechnern verwenden meist Polyethylenfolie als Trägermaterial der Schutzfolie (ein spezielles Haftklebeband) für den Oberflächenschutz. Die Anforderungen sind einfaches Abziehen, und Haftklebstoff sollte nicht zurückbleiben und die Schutzfläche verschmutzen. Halbleiter- und integrierte Schaltungssiliziumwafer benötigen ebenfalls eine Schutzfolie.

 

3. Bündelfixierung

TV-Ablenkspulen, Entmagnetisierungsspulen und andere elektromagnetische Spulen für die Bündelung und Endbearbeitung verwenden meist flammhemmendes Polyvinylchlorid-Band. Kühlschränke, Waschmaschinen und andere elektrische Leitungen oder Sperrholzbefestigung und -abdichtung; bei der Herstellung von Kühlschränken, Klimaanlagen, die Fixierung und Abdichtung von Dämmmaterialien wie geschäumtem Polyurethan oder geschäumtem Polyethylen während der Formung, der Puffer zwischen dem Glaskolben der Bildröhre und dem Explosionsschutzreif werden mit verschiedenen Haftklebebändern versehen. Automatisiertes Einstecken der Baugruppen gedruckter Leiterplatten erfordert ordentlich angeordnete Komponenten; die Verwendung von papierträgerbasiertem Haftklebeband kann einzelne Komponenten in eine geordnete Verpackungsform als Band bringen, wobei das gesamte Werk dann gemäß der vorgegebenen Anweisungsreihenfolge die verschiedenen Komponenten für die zweite Auswahlsequenz des Bandes verarbeitet, was derzeit die einzige Methode in der Elektronikindustrie ist, die eine automatische Hochgeschwindigkeitsbestückung ermöglicht. Darüber hinaus erfordert die automatisierte Produktion von Keramikscheibenkondensatoren, Polyesterkondensatoren und Widerständen ebenfalls Haftklebeband für die Bandverpackung. Elektronische Geräte tendieren zu Ultraminiaturisierung, die Herstellung von Chip- (bleifreien) Komponenten wird zunehmen, was die Verwendung von bleifreien Komponentenverpackungshaftklebeband und heißschmelzendem Haftklebstoff erheblich steigern wird.

 

4. Doppelseitige Klebung

Die Installation der Skalenplatte von Audio-Geräten und des Hinweisschildes an der Tür des Farbfernsehers kann durch die Verwendung von doppelseitigem Klebeband erheblich verbessert werden. Schaumpolyurethan-basiertes doppelseitiges Klebeband wird auch in Audio-Video-Geräten für die Stoßdämpfung weit verbreitet eingesetzt. Doppelseitige Klebebänder werden auch für die Endverstärkung flexibler Leiterplatten verwendet, die für die Miniaturisierung von Elektronikcomputern und anderen Geräten erforderlich sind, für die Installation von Membranschaltern, die auf elektronischen Taschenrechnertastaturen verwendet werden, und für die Installation und Befestigung von Polarisationsfolien für Flüssigkristalldisplays.