3M_压敏胶的作用原理与技术
浅谈压敏胶的冬季失效问题与对策-3M
技术胶流赢销52009年冬季，中国比往年早一个月开始降温，多地气温相继打破历史最低记录，出现了罕见的极寒天气。
受此影响，中国大部、尤其是北方地区的很多压敏胶用户，遇到了胶带粘性下降、粘接失效等问题，不仅造成了客户经济上的损失，更降低了客户对我们产品的满意度。
究竟胶带性能与温度有何关联？怎样才能帮助客户未雨绸缪，应对严寒？希望下面的分析和经验能对大家有所帮助。
1．压敏胶的基本原理压敏胶（Pressure Sensitive Adhesives ）简称PSA ，是一种同时具备了液体粘性和固体弹性的粘弹体，它通常以胶带、胶膜、标签及保护膜等产品的形式出现在我们身边。
压敏胶的核心成分是高分子聚合物，它在不同的温度下会呈现不同的物理状态。
在我们推荐使用的温度范围内，高分子处于半固态（如图1），具有粘弹特性：在外界压力的作用下它能产生粘性流动，与被粘表面紧密接触，产生分子之间的相互作用力，即粘接强度。
另外，半固态的高分子能够提供粘接所需要的内聚强度。
因此，在推荐温度范围内，压敏胶可以正常使用。
玻璃态高弹态粘流态温度（℃）形变皮革态半固态T g 玻璃化T f 粘流图1.高分子材料的物理状态2．压敏胶失效的类型压敏胶的失效类型主要分为3类：界面破坏、胶层破坏、混合破坏。
一般而言，压敏胶的粘接效果取决于界面粘接强度以及胶自身内聚强度。
界面破坏是指压敏胶与被粘表面之间的粘接强度不足，从被粘表面完全脱离，被粘面基本上没有残留的胶。
胶层破坏是因压敏胶的内聚强度低，受力时胶层自身破坏，部分的胶残留在被粘表面。
混合破坏是指上述2种破坏的混合。
通常，随着温度的降低，压敏胶失效的演变规律是由胶层破坏向混合破坏过渡，最终发展为界面破坏。
浅谈压敏胶的冬季失效问题与对策█ 文 /Jenny Qiu3．低温条件下压敏胶失效的特点及原因分析在极寒天气条件下，压敏胶失效以界面破坏为主。
主要原因是压敏胶与基材之间的粘接力不足。
压敏胶具有足够粘接力需要下列条件：①在适当温度下施加均匀压力，使得压敏胶与被粘表面实现有效接触，进而通过分子运动，浸润被粘表面并实现粘接。
3M胶资料
• 聚乙烯 Polyethylene • 聚苯乙烯 Polystyrene • 聚丙烯 Polypropylene • 硅橡胶 Si Rubber • 氟塑料 Teflon • EPDM橡胶
表面能是被粘材料的属性，决定粘接的难易程度
Copyright@2011 3M All right reserved
Tissue双面胶带系列
DCTT Thickness Adhesive Tissue Liner small white 3M logo PCK big grey 3M logo PCK big red 3M logo PCK small white 3M logo PCK small red 3M logo PCK big grey 3M logo PCK Same with 9448 R.B Tack * mm 30 30 50 50 50 60 50 Adhesion* N/mm 0.9 0.9 0.8 1.5 1.05 1.2 1.5 RT Shear* min 10000 10000 10000 5000 10000 10000 5000 Description balanced overall performance balanced overall performance Thin version 55230 Very high adhesion High tensile, removable Thin, high adhesion Local 9448
3M Industrial Adhesives and Tapes Division
胶带的使用要点
Copyright@2011 3M All right reserved
3M Industrial Adhesives and Tapes Division
3M胶粘剂基础知识介绍教学文案
3M胶粘剂基础知识介绍
3i
3 China
胶粘剂产品分类
3M 胶粘剂产品家族
无固化胶粘剂 （压敏胶）
物理固化胶粘剂
Scotch - Grip 溶剂型胶粘剂
Jet - Melt 热熔胶
化学固化系统
Scotch - Weld 结构胶粘剂
传统型压敏胶
VHB 压敏胶系统
橡胶型压敏胶 丙烯酸压敏胶 A先c进ry胶lat粘e 剂
3 China
用于表征胶粘剂自身的内聚强度及胶接 建立后的稳定程度
Dynamic Shear
Static Shear
3i
3*
3 China
胶粘剂产品的选择
3i
3*
胶粘剂的选用
3 China
第一步： 选定与材料相容的胶粘剂
第二步： 根据具体应用的条件，选定施工工 艺可行性好，合适的胶粘剂产品
3i
3*
有机硅压敏胶
Fastbond 水分散胶粘剂
热固化 胶粘剂
多组分反应固化
热固性胶膜
单组分 结构胶粘剂
构2组胶l分粘结剂
氰基丙烯酸 快干胶
Jet - Weld 潮气固化聚氨酯
3i
3*
3 China
3i
不同类型胶粘剂性能
化学固化的 结构胶
物理固化的 橡胶类胶粘剂 溶剂型或热熔型
粘弹性压敏胶 粘弹性压敏胶
Dangerous!
* 注塑成形的塑料 * 软质 PVC (Vinyl) * 橡胶部件 * 未经处理的EPDM部件
Water Drop
Substrate
on clean metal surface
Substrate
3M丙烯酸压敏胶带常见问题及回答
3M TM丙烯酸压敏胶带常见问题及回答问题1: 什么是丙烯酸压敏胶带?答: 3M TM 丙烯酸压敏胶带是一种双面涂有高性能丙烯酸胶的丙烯酸泡绵粘弹 体,它具有高初粘结力,卓越的最终粘结强度和无与伦比的分散应力能力(于汽车使用中产生),符合世界级汽车生产原厂和售后市场的要求,得到QS9000质量体系的认证。
它被广泛地作为一种高性能的安装系统用于汽车部件的连接,如防擦条,不锈钢车轮罩和饰条,宽护板,踏板,雨挡,桃木饰板和其他的内外装饰件。
问题2：为什么选用泡绵胶带？答：3M TM 丙烯酸压敏胶带的泡绵具有独特的应力分散能力，其在受到应力时, 可以延长和变宽，这样可以使通过泡绵进行分散，而不是集中在胶的粘结面 上导致脱离。
因此，胶带可以在绝大多数汽车基材上使用。
另外，泡绵的厚度可以弥补两个连接部件之间的型面差，特别是对于一些不易弯曲的部件尤其重要。
此外，泡绵具有抵御增塑剂，提高胶带粘结力一致性的作用。
问题3:需要用多少胶带来粘结一个部件?答:胶带的用量取决于部件的形状和应力或冲力的作用情况。
高膨胀收缩率的材料需要更多的胶带粘结面积。
同样较重或是应力大的部件或是应用也需要较多的胶带。
例如较硬的聚丙烯(TPO)材料通常软的聚乙烯材料的部件需要更多的胶带才能进行正常的粘结。
问题4:什么和何时需要使用底胶?答:底胶上一种溶于溶剂的树脂，用于改变材料的表面性能。
这种改变会提高材料的表面能，从而增加胶带与表面的粘结强度。
因此底胶常用于低表面能的材料，如TPO。
问题5:什么是低表面能材料？答:低表面能的塑料有很滑的表面如Teflon涂层，其很难只用胶进行粘结。
3中国有限公司 汽车产品部问题6:使用底胶时应注意哪些事项？涂完底胶后多久贴胶带？答:一般来讲，在涂底胶时应有良好的通风环境，保证溶剂的挥发，避免吸入和皮肤与眼睛的直接接触。
操作的工艺参照不同底胶的具体操作指南及安全说明。
通常在底胶完全干后才贴胶带，如果涂量适合，底胶的干燥时间为30—45秒。
压敏胶作用原理与技术介绍
薄薄
TThhininAAddhheessivivee
有有限限度度的的接接触触 LLimimitieteddCCoonntatacct t
厚厚
TThhicickkAAddhheessivivee
最最大大接接触触面面积积 MMaaxximimuummCCoonntatacct t
粗糙的表面
化学溶剂的影响
粘接力
硬性胶 Firm
软性胶 Soft
驻留时间
初期与最终粘接力
初初期期粘粘接接力力 无无驻驻留留时时间间
IInnititiaiallAAddhheessioionn NNooDDwweellllTTimimee
最最终终粘粘接接力力 驻驻留留时时间间::
UUltltimimaatteeAAddhheessioionn 7722 小小时时//7700ººCC
胶粘剂选择
其他的使用条件
是否需要重复开闭 是否需要UL或其他认证 对颜色是否有要求 是否有或需要合适的涂胶设备 是否还有其他的特殊要求？
压敏胶带类型的选择小结
底材 耐温性 使用条件 终粘性 初粘性 耐久性 成本
– 软质聚氯乙烯 – 橡胶
挥发出的潮气
聚碳酸酯
粘接失败的原因?(其它原因)
养护时间 施工压力 施工环境 温度
表面污染
油脂, 指纹, 水, 油 和 注塑用的离型剂
– 阻碍胶与背材接合
尘埃, 石粉, 纤维持等
– 影响胶的粘性 – 减少有效的接触面积
表面能
粘接力是不同材料分子间的相互吸引作
PVA Polyvinyl Acetate 聚乙烯 Polyethylene 聚苯 Polystyrene 聚丙烯 Polypropylene 聚氟Teflon
3M压敏胶作用原理与技术介绍
3M压敏胶作用原理与技术介绍首先，让我们来了解一下3M压敏胶的作用原理。
3M压敏胶是一种粘合剂，它的特点是在正常条件下具有卓越的粘附性能，即使在轻微应力下也能起到粘合的效果。
这是因为3M压敏胶的分子结构中含有各种高分子链，这些链在胶黏剂干燥后形成的均匀胶层中排列紧密。
当胶黏剂与被粘合物接触时，这些高分子链能够与被粘结物表面形成千层结构，形成卓越的亲合力和表面能，从而使胶黏剂牢固地粘结在被粘结物上。
其次，3M压敏胶在技术方面具有一些特点。
首先，它具有较高的粘接力和剪切强度，能够承受较大的拉伸或剪切应力。
这使得3M压敏胶成为一种可靠和经济的粘合剂选择。
其次，3M压敏胶可以在各种温度下保持良好的粘附性能。
无论是在极寒的条件下，还是在高温环境中，3M压敏胶都能够保持其粘结性能不受影响。
此外，3M压敏胶也具有很好的耐老化和耐化学性能，能够长时间保持其粘性和稳定性。
在应用方面，3M压敏胶广泛应用于各行各业。
在工业制造领域，3M压敏胶通常用于粘合金属、塑料和橡胶等材料，用于制造汽车零部件、电子产品和工业设备。
由于3M压敏胶具有良好的耐化学性和耐温性能，可以在各种恶劣环境中使用。
例如，它可以用于粘合汽车的车身件、玻璃和汽车内饰件，因为它可以抵抗车内高温和紫外线的影响。
在电子设备领域，3M压敏胶通常用于粘合微电子元件、PCB板和电线连接器等。
由于其优异的粘接和电绝缘性能，它可以确保电子设备的稳定性和可靠性。
此外，在医疗设备和家居用品领域，3M压敏胶也得到了广泛应用。
它可以用于粘合医疗器械、贴合绷带和创可贴等，因为它对皮肤友好，同时还具有良好的透气性和防水性。
总之，3M压敏胶是一种具有卓越粘附性能的粘合剂，其作用原理是在分子层面上与被粘结物形成千层结构，从而产生稳定和可靠的粘合效果。
在技术方面，3M压敏胶具有高粘接力、广温性能、耐化学性和耐老化性能等特点。
在应用方面，它广泛应用于工业制造、电子设备、医疗设备和家居用品等领域，用于粘合各种材料和组件。
压敏胶作用原理与技术介绍解读
压敏胶作用原理与技术介绍解读压敏胶的作用原理主要是通过分子间的吸附作用和表面张力来实现粘接。
其主要特点是物质之间强烈的分子间吸附力和较低的表面张力。
当施加压力时，胶黏剂与物体表面接触，产生吸附力，使胶黏剂快速附着于物体表面。
与此同时，胶黏剂的黏性能够将物体表面的微小凹凸填充，形成更大的接触面积，增加胶黏剂与物体的接触力。
而当施加的压力消失时，分子间吸附力仍然存在，使得胶黏剂能够长时间地保持粘附性能。
压敏胶的技术介绍主要涉及其组分和制备工艺。
通常情况下，压敏胶是由高分子聚合物、粘结剂、溶剂和添加剂等组成的。
高分子聚合物是胶黏剂的主要成分，可以通过控制其聚合度、交联程度和分子量分布等参数来调节胶黏剂的黏性、流动性和耐久性。
粘结剂的作用是增加胶黏剂的粘接力，其中常用的粘结剂有橡胶树脂、丙烯酸树脂等。
溶剂在胶黏剂的应用过程中扮演溶解聚合物和调节黏度的角色。
添加剂可以改善胶黏剂的特性，如增强胶黏剂的耐热性、抗氧化性、抗紫外线性能等。
压敏胶的制备工艺主要包括胶黏剂的混合、溶剂的蒸发和涂布等过程。
首先，将高分子聚合物、粘结剂和一定比例的溶剂混合搅拌，使其均匀分散。
然后，通过加热或真空脱泡等方式去除气泡，并调节黏度。
接下来，使用涂布机将胶黏剂均匀地涂布在基材上，然后将涂布后的基材经过一定的温度和时间进行固化。
最后，经过切断，检测和包装等环节，制备成压敏胶产品。
总的来说，压敏胶通过分子间的吸附作用和表面张力来实现粘接，具有粘附迅速、剥离轻松的特点。
其技术介绍主要包括组分和制备工艺。
掌握了压敏胶的作用原理和技术介绍，能够更好地理解和应用压敏胶在日常生活中的各种应用。
压敏胶原理
* 硅橡胶 * 氟塑料
surface PE
表面清洁
• 针对不同的表面污染采用不同的清洁剂：
污染类型 指纹 水汽 油、脂 重度油污 脱模剂
清洁剂 异丙醇（IPA） 异丙醇（IPA） 庚烷（Heptane） 丁酮（MEK） 向制造商咨询
• 注意：对于塑料基材，进行合适的清洁非常重要！
3胶带与胶粘剂产品
3粘接技术
全球概况
成立于1902年
3M道琼斯工业股票指数 成份之一
《财富》“全球最受尊敬 的20家企业之一” 《商业周刊》“全球创新 企业20强” 3M公司连续入选 “道琼 斯永续指数”
全球机构：
有销售的国家............... 超过200家
设立子公司的国家.............. 65个 工厂............................... 139家
内聚力
Cohesion Properties
Maximum
Maximum
Adhesion Level
软性与硬性压敏胶
Soft and Firm Adhesives
硬性胶 Firm
软性胶 Soft
粘力
驻留时间 Dwell Time
粘接力和内聚力
粘接力Adhesion
存在两种表面之间的力量 Force between dissimilar sur本适中 可用于户外
耐高温, 260 度 耐低温 耐老化 优异的耐紫外 和耐溶剂性能 初粘性一般 成本高
压敏胶类型的选择
• 底材 • 耐温性 • 使用条件 • 终粘性 • 初粘性 • 耐久性 • 成本
粘接失败的原因?
• 压敏胶与底材不匹配
Water Drop Substrate
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
黏度与剪切力
Viscosity and Shear Strength
黏弹性材料 Visco-elastic Materials
(e.g. Pressure Sensitive Adhesive 不乾胶)
– 使用时须施加压力 Require considerable rubdown pressure – 需驻留时间发挥效能 Require dwell time – 有优良的剪力性能 Well balanced shear properties
Rubber
Acrylic (Tackified)
Acrylic (Nontackified)
Silicone
Advantages In door Effective “WETTING” properties High initial bond strength Good adhesion to various substrates Low cost In door & Excellent durability Out door Broad performance temperature range (-40 to 350 F) Excellent chemical & UV resistance In door & Significantly improved Out door “WETTING” properties Excellent bond to LSE plastics Good aging characteristics Fills gap between Acrylic and Rubber adhesives In door & Broad temperature Out door performance (-100 to 500 F) Excellent Durability
高黏性材料 Higher Viscous Materials (e.g. Oil, Honey 油, 蜂蜜) – 只需少许压力便可以流动 Require moderate pressure to flow – 低剪力 Little shear strength – 无法持久承受荷重 Fail under continuous shear load
表 面 结 构与不乾胶的厚薄度
Surface Texture
薄
Thin Adhesive
厚
Thick Adhesive
有限度的接触
Limited Contact
最大接触面积
Maximum Contact
粗糙的表面
Textured Surface
压敏胶的化学构成
Pressure Sensitive Adhesive
Rubber Vs Acrylic Adhesives Bond Build Up
Adhesion Level 丙烯酸类 Acrylic 橡胶类 Rubber
粘黏力
驻留时间 Dwell Time
丙烯酸胶的化学构成
Acrylic Adhesive Chemistry 交联结构 Crosslinking 增粘 Tackification 高分子结构 Various polymer backbones
How PSA Bonds ?
压敏胶具有流动性, 能与背材紧密接合 Adhesive must FLOW to CONTACT substrate
压敏胶与背材间的 相互作用 Adhesive - Substrate INTERACTION
初期与最终粘黏力
Initial and Ultimate Adhesion
非黏性材料 Non-viscous Materials (e.g. cured adhesives 作用 后的粘黏剂) – 无流动性 No flow characteristics – 无黏性 Not sticky – 有极高的剪力 Maximum shear strength
黏度和黏弹性
Viscosity and Visco-elasticity
Tackification
Adding resins to increase the adhesion to low surface energy materials
No tackifier
Maximum tackifier
Increasing Tackifier: • Increases adhesion • Decreases temperature resistance • Decreases solvent resistance • Increases softness/oozing
拥有持久的高黏度
Aggressively and permanently tacky
应用时只需用手或手指施压
Adheres with finger or hand pressure
不需水, 溶剂或加热过程
Requires no activation by water, solvent or heat
Ready to use, no mixing or brushing is required
一贯性的胶量 Consistent amount of adhesive 使用方便，快捷
Less messy than super glue and contact cement
可以模切成各种形状
Can be die cut into specific shapes
各种不干胶 Types of PSAs
Disadvantages Limited temperature performance (-20 to 200 F) Poorer durability Poorer chemical and U.V. resistance Limited “WETTING” characteristics Lower initial bond strength Limited to HSE materials Limited chemical and U.V. resistance Limited temperature performance (-40 to 250 F) High cost
Substrate Adhesive
Substrate
黏度与剪切力
Viscosity and Shear Strength
低黏性材料 Low Viscous Materials (e.g. Water 水) – 高流动性 Flow easily – 不须施加压力 Do not need rub down pressure – 无剪力 No shear strength
容易黏接
Easy-to-adhere
低表面能 Low Surface Energy 难以黏接
Hard-to-adhere
金属Metals 聚碳Polycarbonate 聚酯Polyester 聚氯乙烯PVC 聚氨Polyurethane 丙烯酸Acrylic
Polyvinyl Acetate 聚乙烯 Polyethylene 聚苯 Polystyrene 聚丙烯 Polypropylene 聚氟Teflon
– 较短或不须驻留时间
Needs little or no dwell time
软性与韧性的不乾胶
Soft and Firm Adhesives
韧性胶 Firm 软性胶 Soft
粘黏力
Adhesion Level
驻留时间 Dwell Time
如何取得最大的接触面积
Maximization of Contact Area
粘接力和内聚力
Adhesion and Cohesion
粘黏力Adhesion
存在两种表面之间的力量 Force between dissimilar surfaces
Substrate Adhesive Substrate
内聚力Cohesion
材料自身的力量 Internal strength of material
时 间 Time
– 胶需要时间流动For adhesive to flow
温 度Temperature
– 高温可以减低胶的黏性 Decrease
adhesive viscosity
– 促进胶的流动性
Accelerates adhesive flow
– 促进胶的 Improve wetting
压敏胶的作用原理与技术
Pressure Sensitive Adhesive Technology
3China General Office
Application Engineer 朱弘 Cory Zhu email:czhu1@
压敏(不乾)胶的定义
Definition of PSA
持久的黏弹性可以避免脆化，断裂等现象
Stays viscoelastic which eliminates brittle fracture possible with epoxies, hot melts and cyanoacrylates
无臭，无味和溶剂 Less odor during use
初期粘黏力 无驻留时间
Initial Adhesion No Dwell Time
最终粘黏力 驻留时间:
Ultimate Adhesion 72 小 时/ 70 C
软性与韧性的不乾胶
Soft and Firm Adhesives
韧性不乾胶 Firm Adhesive
– 较小的初期接触面积
Less immediate contact