GA-240用于水性丙烯酸压敏胶的交联剂-0

GA-240用于水性丙烯酸压敏胶的交联剂

概述：水性压敏胶（PSA）用于多种产品，其中包括胶带、标签和保护膜。在这些粘合剂中,丙烯酸树脂需要使用交联剂调整粘性和附着力。多官能氮丙啶的（PFAZ）比较常见，环氧树脂也可以用来交联那些支链含有羧基官能团的树脂。特别是，Erisys GA240已被证明是多官能氮丙啶的有效替代物，已大量使用中。

背景：

水性丙烯酸酯压敏胶的性能是由仔细挑选的单体来控制的。

1)羟基和羧基有助于使聚合物具亲水性，增加水溶性，并且有助于提高附着力。此外，羧基提供发生交联反应的点。

2)含长链烷基的单体有助于降低聚合物的Tg，从而增加胶粘剂的粘性。低Tg提供了更好的粘性，和更高的剥离粘接力。高Tg导致粘性减少，低的剥离粘接力，增加剪切粘接力。

图1为一些比较常见的，用于生产压敏胶用丙烯酸聚合物的单体，附带典型用量及Tg。

在压敏胶体系中，为防止在剥开胶带、胶膜或标签时胶粘剂转移到基材上，良好的内聚力是很重要。图3说明了具有差的内聚力（左）与好的内聚力（右）的胶粘剂间的差异。

分子量增加将提高内聚力---聚合物分子量在压敏胶体系是非常重要的。图2说明了分子量对内聚力，剥离粘接力和粘性的影响。分子量增加将导致提高内聚力和剪切力，同时剥离力和粘性将有所下降。

但具有较高分子量的聚合物通常比较难以制造的。

使用交联剂是一种在现场提高分子量的有用工具，并且能够享受低分子量聚合物操作的便利。交联剂本质上，增加了聚合物的分子量，从而提高内聚力和提高剪切强度，降低剥离粘接力和粘性，提高高温性能和改善的耐化学性能。

交联剂通常是在压敏胶涂覆在底材之前添加的。涂膜在操作时，加热可用于蒸发水份，并有助于激活交联剂发挥作用。

所有压敏胶的应用几乎都需要一些交联剂，因为这些胶通常其使用温度高于其聚合物的玻璃化转变温度，可能较低温度下流动。少量的交联剂就可以防止胶在使用温度时发生流动。

交联剂种类：

有几个不同的化学物质可用作压敏胶的交联剂，其中一种最常见的化学物为多官能氮丙啶（PFAZ）。然而这种最有用和使用最广泛的氮丙啶具有一些不良的特性，包括：

1) 在水中相对较短时间保存后失效，

2) 有毒性，有重大健康/安全问题。

CVC发现，Erisys GA240用于压敏胶中具有优异的交联性能，可用于替代氮丙啶在这些领域的使用。图6为典型的氮丙啶和Erisys GA240的结构式。

用GA-240交联的实验过程：

实验用丙烯酸树脂：Rhoplex N-619

对比用交联剂：1)Erisys GA240，添加形式为65％醋酸乙酯溶液，

2)Neocryl CX-100，按原样添加，

制样工艺：分别加入交联剂，与N - 619乳液机器混合。用＃50线棒将胶粘剂涂覆在聚酯薄膜上，薄膜经烘箱在150 ° F干燥5分钟，制成测试胶带样品；

测试剥离力和剪切力：

1) 剥离力--测试方法见a)，交联剂用量从1到5％（干基），在室温测试各胶带样品的初始

剥离粘接力，并在此后的35天内定期测试，制成曲线（图7/图8）。

2) 剪切力--测试方法见b)，交联剂用量从0.25至3.0％的水平（干基），在室温1，3，5

天后，测试各胶带样品的剪切力，制成曲线（图9/图10/图11）。

附：a)剥离力测试方法：

通常是通过将一个1英寸宽的胶带样品粘在一块经过抛光处理的不锈钢片上，然后测量以固定

速率将胶带从英斯特朗设备上拉开所需的力。施力时胶带应保持180 °角，且拉力需要从几盎司到几磅，报告中测量值的单位为“pli”或者磅/英寸（即宽度为1英寸）。图4(略)显示了剥离试验的一个典型配置。

b)剪切力测试方法：

剪切力的测试是一个静态实验。将一片0.25平方英寸（1 / 2“× 1 / 2”）的胶带粘在一块不锈钢板上，一个典型装置如图5(略)所示。在胶带一端悬挂一个重500克的锤子，测量其将胶带从基材上拉开所需的时间。时间越长直至失效说明内聚力越大。大多数压敏胶，含有少量的交联剂，显示到失效的时间超过3100分钟（用500克重锤）。

测试结果分析：1)剥离力对比

图7、图8是Erisys GA240和Neocryl CX-100作为交联剂，添加量从1-5%的剥离粘接力的测试结果。

小结：如果没使用交联剂，剥离粘接力一般约为1.5pli，同时未使用交联剂的样品表现胶粘剂转移到不锈钢面上，这个结果表明每种交联剂都对降低剥离粘接力起到有效的作用。

测试结果分析：2)剪切力对比剪切粘接力的测试如图9、10、11所示。

小结：剪切测试表明，GA-240在用量较CX-100低的情况下，比CX-100更有效。重要的是要明白，当交联剂用量超过图表所示后，剪切粘接力的值将超过3100分钟。

实验总结：

1）GA-240可用做压敏胶的有效的交联剂来降低剥离粘接力，提高剪切粘接力，通过提高胶体的内聚强度减少因胶粘剂转移到基材上引发的各种问题。

2）在提高剪切粘接力和内聚力方面，GA-240具有和多官能氮丙啶交联剂（CX-100）相当的性能，然而在降低剥离粘接力方面，GA-240不如CX-100，GA-240降低压敏胶的剥离粘接力不是充分的和完全接受的程度。

3）另外，GA-240可在配置好的胶粘剂中持续几天保留活性，而用CX-100的体系会因为氮丙啶的水解反应而要求重新填加，

4）最后，GA-240不会带来氮丙啶体系固有的健康、安全问题。