Что такое чувствительные к давлению адгезивы?

Чувствительный к давлению клей (также известный как PSA, самоклеящийся клей) — это уникальное скрепляющее решение, которое образует мгновенное соединение при минимальном давлении. Эти клеевые системы можно разделить на три типа: активируемые растворителем, активируемые нагреванием и контактно-чувствительные, причём последние являются наиболее удобными для пользователя и быстро развивающимися.

 

Какие классификации имеют чувствительные к давлению клеи?

Чувствительные к давлению клеи можно разделить на резиновые и смоляные в зависимости от типа клеящего вещества.

 

Rubber-type PSAs are composed of rubber as the adhesive and add tackifiers, fillers, antioxidants, etc. According to the type of rubber, it can be divided into natural rubber, polyisobutylene rubber, styrene-butadiene rubber PSA and so on.

 

Клеящим веществом смоляного типа PSA является синтетическая смола, включающая гомополимерные и сополимерные смолы. При приготовлении чувствительных к давлению клеев необходимо добавлять присадки, повышающие липкость, пластификаторы, наполнители и антиоксиданты. В зависимости от типа смолы их можно разделить на PSA на основе полиолефинов, сополимеров винилхлорида и винилацетата, акриловых смол, силиконов и фторсодержащих смол.

 

Как изготовить чувствительный к давлению клей？

Помимо клеящего вещества, в PSA следует добавлять вспомогательные вещества, такие как присадки, повышающие липкость. 

 

1. Базовая клеевая основа 

Материалы PSA, такие как каучук или синтетическая смола, играют роль в придании клеевому слою достаточной прочности на сдвиг и адгезионной силы, их количество составляет 30%–50%.

 

2. Липкие агенты

В состав липких агентов входят канифоль и её производные, нефтяные смолы и др., функция которых заключается в увеличении адгезии клеевого слоя. Их дозировка составляет 20-40%. 

 

3. Пластификатор.

Используемый пластификатор представляет собой пластификатор, применяемый при общей обработке пластика, его функция заключается в увеличении вязкости клеевого слоя. Его дозировка составляет 0-10%. 

 

4. Антиоксиданты.

Как правило, доступны антиоксиданты для резины и пластика, их функция заключается в увеличении срока службы. Дозировка составляет 0-2%. 

 

5. Наполнитель.

The filler used is a general plastic filler, which is to improve the cohesion strength of the adhesive layer and reduce the cost, and the dosage is 0-40%. In addition, for some PSAs, viscosity adjusters, vulcanizing agents, and solvents need to be added.

 

Какие существуют распространённые типы чувствительных к давлению клеев (PSA)?

В настоящее время широко используемые клеи-расплавы (PSA) в основном включают три типа: резиновые PSA, акрилатные PSA и силиконовые PSA.

1. Решения на основе резины:

Резиновый клей является наиболее широко используемым PSA, используемые резины включают натуральную или синтетическую резину и регенерированную резину.

 

• Совместимость, адгезивность и сопротивление ползучести PSA с натуральным каучуком в качестве клеевого материала являются хорошими, но устойчивость к старению низкая, а твёрдость значительно изменяется.
• Термостойкость и долговечность PSA на основе синтетического каучука лучше, чем у натурального каучука, но прочность сцепления хуже.
• Только регенерированный каучук натурального каучука может использоваться в качестве клеевого материала, регенерированный каучук синтетического каучука имеет плохой эффект и не должен использоваться.

Для PSA с натуральным каучуком в качестве клеевого материала натуральный и синтетический каучук можно использовать вместе, частично вулканизировать и сшивать, а также модифицировать путём прививки или добавления соответствующих армирующих наполнителей. Эти методы могут улучшить устойчивость к старению клеевого слоя и увеличить срок службы резиновых клеёв.

2. Акриловые формулы:

Акрилатный клей в настоящее время является вторым по частоте использования PSA после резинового типа, его клеевой основой является сополимер акрилата и других виниловых мономеров. Сомономеры делятся на основные мономеры, вторичные мономеры и функциональные мономеры.

 

• Основными мономерами являются бутилакрилат и др., которые используются для обеспечения гибкости и адгезии.
• Вторичные мономеры включают метилметакрилат, стирол и др., которые являются жёсткими мономерами и могут обеспечивать жёсткость и когезионную прочность.
• Функциональные мономеры — это мономеры, содержащие другие функциональные группы, такие как гидроксиэтилметакрилат и др., которые могут играть роль сшивающих агентов в процессе полимеризации для дальнейшего повышения адгезии, когезии и термостойкости к ползучести.

 

Такое научное сочетание мономеров позволяет самому сополимеру обладать основными свойствами PSA, поэтому акрилатный PSA почти однороден.

 

По сравнению с резиновыми PSA акриловые клеи обладают превосходной атмосферостойкостью и термостойкостью без антиоксидантов, хорошей маслостойкостью, прозрачным клеевым слоем, а также отсутствием фазового разделения и миграции. Поскольку путём сополимеризации можно вводить различные полярные группы, увеличивается межмолекулярная вторичная сила, поэтому они обладают относительно высокой адгезионной и когезионной прочностью.

3. Силиконовые системы:

По сравнению с резиновыми и акриловыми ПСА, силиконовый клей состоит из силиконовой резины и силиконовой смолы. Силиконовая резина является базовым компонентом клея чувствительного к давлению, а силиконовая смола используется в качестве липкого агента. Свойства силиконовых клеев меняются в зависимости от соотношения этих двух компонентов. В формуле относительная молекулярная масса сырой силиконовой резины составляет примерно 1,5×10, но для правильного выбора силиконовой смолы требуется активная концевая группа на конце. Часто используются метилсиликоновая смола, метилфенилсиликоновая смола и фенилвинилсиликоновая смола. Все они обладают хорошей термостабильностью, а силиконовый клей чувствительный к давлению имеет хорошие адгезионные характеристики. При склеивании с алюминиевым листом прочность составляет 21 МПа. После воздействия 260 °C в течение 7 дней прочность остается неизменной. В качестве подложки для силиконового клея чувствительного к давлению используются полиэстер, полиэстер и т.д.

 

Форматы продукции:

Клейкая лента чувствительная к давлению обычно изготавливается в виде рулонов ленточной формы, в трех форматах: односторонняя, двусторонняя и в виде клеевых листов.

1. Одностороннее клеевое покрытие.

Она наносится на подложку, предварительно покрытую грунтовкой, а затем наносится клей чувствительный к давлению; обратная сторона, обработанная обратным агентом, может быть затем свернута в рулон.

2. Двустороннее клеевое покрытие

Двусторонняя клейкая лента с односторонней клеевой пленкой не требует обработки обратной стороны агентом, но на одну из клеевых поверхностей наносится слой разделительной бумаги. Основа ленты является базовым материалом для поддержки ПСА. Как подложка для клея чувствительного к давлению, она должна обладать хорошей механической прочностью, равномерной толщиной, не легко деформироваться и иметь хорошую смачиваемость с ПСА и другие характеристики. Часто используемые подложки: хлопок, стеклоткань, синтетические волокна и другие ткани, полиэтилен, полиэстер, поливинилхлорид и другие пластиковые пленки.

3. Праймер

Праймер наносится между ПСА и основанием для улучшения адгезии ПСА к основанию и предотвращения отслоения.

 

Существует два типа праймеров: гибридный и привитой.

• Гибридный праймер представляет собой смесь смолы с сродством к основанию и смолы с сродством к ПСА.
• Праймеры из привитых сополимеров получают путем привитой сополимеризации мономеров смол, имеющих сродство к основному материалу, со смолой, имеющей сродство к ПСА, в качестве основной цепи.

Некоторые ПСА обладают сильной адгезией к основанию и могут наноситься без праймера.

 

Так называемый обрабатывающий агент для оборотной стороны представляет собой слой, нанесенный на обратную сторону основы односторонней клейкой ленты, свернутой в рулон, для обеспечения межслойной изоляции веществ. Этот обрабатывающий агент также может улучшать физико-механические свойства основы. Выбор агента для обработки оборотной стороны требует хорошей способности к межслойной изоляции, чтобы при отрыве ленты обратная сторона не прилипала к следующему слою ПСА, а также требует хорошей прозрачности и отсутствия миграции. Часто используемыми агентами для обработки оборотной стороны являются полиакрилаты, поливинилхлорид, производные целлюлозы и силиконовые соединения. В зависимости от основы или ПСА выбор обрабатывающего агента также различается, но также возможно совместное использование нескольких обработывающих агентов. Двусторонняя клейкая лента, этикетки, клеевая бумага, клеевые листы и т.д. должны быть покрыты слоем разделительной бумаги на поверхности их ПСА. Обычно используемые разделительные бумаги: полужесткая поливинилхлоридная пленка, полипропиленовая пленка, разделительная бумага с силиконовым покрытием и крафт-бумага с нанесенным обрабатывающим агентом для оборотной стороны.

Каковы адгезионные характеристики ПСА?

Липкость - это свойство, определяющее адгезионные характеристики ПСА. Эти характеристики состоят из четырех элементов: силы начального прилипания (A), силы адгезии (B), силы когезии (C) и силы сцепления с основой (D).

 

1. Сила начального прилипания (A) - это усилие отрыва по границе раздела, возникающее при быстром отделении после контакта клейкой ленты и липкого материала под легким давлением. Это можно понимать как начальную адгезию, проявляющую липкость и способность ПСА смачивать липкий материал и т.д.; дать строгое определение сложно.

 

2. Сила адгезии (B) - это усилие отрыва между клейкой лентой и поверхностью склеиваемого объекта после надлежащего наклеивания; ее величина определяет адгезионные свойства ленты.

 

3. Когезия (C) - это внутренняя прочность клеевого слоя, которая связана с межмолекулярными силами, межмолекулярными связями, размером молекул и взаимным расположением молекул.

 

4. Сила сцепления с основой (D) - это сила адгезии между ПСА и основой или между ПСА и праймером, а также праймером и основой.

 

Поскольку эти четыре силы должны удовлетворять соотношению A < B < C < D, при разработке составов ПСА следует строго учитывать свойства каждого компонента, его количество и влияние на адгезионные характеристики.

 

6. Как выбрать технологию приготовления ПСА-ленты?

Технология приготовления липких клейких лент включает различные процессы и оборудование в зависимости от типа основы, типа клея, типа пленки и формы ленты.

1. Составление

ПСА, подходящий для нанесения из раствора, сначала растворяют в растворителе, затем добавляют другие компоненты, тщательно перемешивают и готовят клей определенной вязкости для дальнейшего использования. Если клеем является каучук, его лучше сначала подвергнуть пластикации для увеличения силы начального прилипания и растворимости и соответствующего снижения когезии. Подходит для ПСА, наносимых методом прокатки. Обычно каучук, антистаритель, смолу (прилипатель), пластификатор, модификатор вязкости и наполнитель сначала равномерно смешивают на резиносмесителе, а затем можно разбавить небольшим количеством растворителя до определенной вязкости.

2. Нанесение

После приготовления ПСА, праймера и агента для обработки оборотной стороны их можно нанести на основу методом из раствора или методом прокатки, а затем удалить растворитель. Толщина клеевого слоя предпочтительно составляет 0,02-0,03 мм.

 

При использовании растворительного метода для нанесения покрытия сначала на две разные поверхности подложки в процессе ее продвижения наносятся грунтовка и агент для обработки обратной стороны, а затем после сушки наносится клей чувствительный к давлению. Весь процесс осуществляется непрерывно. Растворительный метод имеет простое оборудование, удобен в эксплуатации и имеет широкий диапазон толщины покрытия, что особенно подходит для нанесения клея на подложки с низкой прочностью. Недостатком является необходимость потребления большого количества растворителя, что увеличивает стоимость и загрязняет окружающую среду.

 

Последовательность нанесения клея методом прокатки в основном такая же, как и при растворительном методе, за исключением того, что клей распределяется по роликам, и подложка, на которую наносится покрытие, проходит между двумя роликами (один или оба из которых покрыты клеем) для завершения склеивания. Толщина может регулироваться расстоянием между двойными роликами. Использование метода роликового покрытия не требует или требует меньше растворителя, стоимость низкая, загрязнение меньше, толщина клеевого слоя однородна, а нанесение безопасно и удобно, но оборудование более сложное, и оно подходит только для нанесения клея на подложку с более высокой прочностью. Улучшенные методы роликового покрытия, такие как изоляционное роликовое покрытие, имеют более широкую применимость и могут использоваться для нанесения клея на любую подложку.

Каковы применения чувствительных к давлению клеев в бытовой электронике?

Клеи чувствительные к давлению широко применяются в электронике и электротехнике, в основном в следующих областях.

1. Электрическая изоляция

Электроизоляция в основном применяется для трансформаторов, межслойной изоляции и внешней герметизации обмоток электромагнитных катушек, изоляции соединений и концов проводов и кабелей. Наиболее часто используются ПВХ-лента и полиэфирная лента. Термостойкий силиконовый клей чувствительный к давлению может использоваться на стеклоткани, политетрафторэтилене или полиимиде в качестве основы ленты. Малые трансформаторы и низковольтные катушки с поливинилхлоридом, полиэстером, полипропиленом или пропитанной, покрытой бумагой и тканью, и другими подложками из ПСА ленты используются в качестве изоляции обмоток, фиксации концов и внешней герметизации. Для больших трансформаторов, требующих термостойкости, следует использовать ароматическую полиамидную и стеклотканевую ленту, а также полиимидную, политетрафторэтиленовую или силикон-пропитанную стеклотканевую ленту. Для улучшения электроизоляционных характеристик трансформатора обычно используется вакуумная пропитка изоляционным лаком, и когда используется электротехническая лента, она должна сопротивляться пропитке изоляционным лаком.

 

2. Сварка, маскировка и защита поверхности

Печатные платы проходят процесс гальванизации для улучшения контактных характеристик, плата при волновой пайке требует маскировки участков, не подлежащих лужению; при напылении используется маскировочная лента. Маскировочная лента обычно использует высокопрочную тонкую бумагу, крепированную бумагу или полиэфирную пленку в качестве основы. Также требуется устойчивость к растворителям, а маскировочная лента для волновой пайки требует мгновенной устойчивости к высоким температурам выше 230°C. Продвинутые шильдики и окрашенные поверхности бытовой техники, поверхность стеклянного экрана кинескопа, а также поверхность электронных калькуляторов в основном используют полиэтиленовую пленку в качестве основы защитной пленки (специальная ПСА лента) для защиты поверхности. Требования: легкое отслаивание, и ПСА не должна оставаться и загрязнять защищаемую поверхность. Кремниевые пластины полупроводников и интегральных схем также требуют использования защитной пленки.

 

3. Фиксация блоков/групп элементов

Отклоняющие катушки телевизора, размагничивающие катушки и другие электромагнитные катушки для группировки и обработки концов в основном используют огнестойкую поливинилхлоридную ленту. Электропроводка или фиксация и герметизация фанеры в холодильниках, стиральных машинах и другой технике; в процессе производства холодильников, кондиционеров при формовании пенополиуретана или вспененного полиэтилена и других изоляционных материалов для фиксации и герметизации, буфер между стеклянным корпусом кинескопа и взрывозащитным обручем применяются различные ПСА ленты. Автоматизация сборки и установки компонентов на печатные платы требует аккуратно расположенных компонентов, использование бумажной ПСА ленты позволяет упаковать отдельные компоненты в упорядоченную форму ленты, затем на заводе в соответствии с предварительно запрограммированной инструкцией производится вторичный отбор компонентов в последовательности ленты, что в настоящее время является единственным методом высокоскоростной автоматической установки в электронной промышленности. Кроме того, автоматизированное производство керамических конденсаторов, полиэфирных конденсаторов и резисторов также требует использования клейкой ленты чувствительной к давлению для ленточного монтажа. Электронное оборудование становится сверхминиатюрным, производство планарных (бесвыводных) компонентов будет увеличиваться, что значительно увеличит использование упаковочной клейкой ленты для бесвыводных компонентов и клея чувствительного к давлению, способного к горячему плавлению.

 

4. Двусторонняя лента

Установка шкалы аудиооборудования и указательного знака на двери цветного телевизора может быть значительно улучшена с помощью двусторонней клейкой ленты. Двусторонняя лента на основе пенополиуретана также широко используется в аудиовизуальном оборудовании для виброизоляции. Двусторонние ленты также используются для усиления концов гибких печатных плат, необходимых для миниатюризации электронных компьютеров и другого оборудования, для установки диафрагменных переключателей, используемых на клавиатурах электронных калькуляторов, а также для установки и фиксации поляризационных пленок жидкокристаллических дисплеев.