一种无纺布基胶粘带及其制造方法.pdf

本发明涉及一种无纺布基胶粘带及其制造方法，这种胶粘带是将热塑弹性体热熔压敏胶用普通的热熔涂布机直接括涂涂布在涤纶、尼龙无纺布基材上制得的。所用的热塑弹性体热熔压敏胶由嵌段共聚物热塑弹性体与增粘树脂、软化剂、防老剂、填料、交联剂和着色剂等助剂按一定比例加热共混配制而成。这种无纺布基胶粘带不仅具有优良的机械性能和粘合性能、较好的温度稳定性、抗磨损性和吸噪音性能以及良好的手工撕断性，而且制造工艺简便、无环境污染、成本较低，适用于电缆束的包复和捆扎，尤其适用于汽车车体中的电缆束的包复和捆扎。

1.  一种无纺布基胶粘带，其特征在于所述的胶粘带由无纺布基材和嵌段共聚物热塑弹性体热熔压敏胶两部分组成，所述的无纺布基材是涤纶、尼龙、腈纶或棉麻短纤维，其无纺布基重为50-100g/m²，所述的热熔压敏胶含有嵌段共聚物热塑弹性体、增粘树脂、软化剂、防老剂、填料和着色剂，其组分和含量下：
组分类别                      含量(wt.)％
嵌段共聚物热塑弹性体          26.5～67.0
增粘树脂                      20～34.5
软化剂                        5.0～12
防老剂                        0.5～1.0
填料超细碳酸钙或滑石粉        5.0～20
交联剂酚醛树脂                1.0～1.5
着色剂                        1.0～5.0

2.  根据权利要求1所述的一种无纺布基胶粘带，其特征在于所述的嵌段共聚物热塑弹性体是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物，单独或它们的混合物。

3.  根据权利要求1所述的一种无纺布基胶粘带，其特征在于所述的增粘树脂是松香树脂、萜烯树脂、石油树脂以及相应的氢化、酯化改性树脂，用量为20.0～34.5(wt.)％。

4.  根据权利要求1所述的一种无纺布基胶粘带，其特征在于所述的软化剂是环烷油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲酚酯、煤油、柴油或低分子烯烃聚合物，用量为5.0～12.0(wt.)％。

5.  根据权利要求1所述的一种无纺布基胶粘带，其特征在于所述的防老剂是胺类防老剂、酚类防老剂或其复合物。

6.  根据权利要求1所述的一种无纺布基胶粘带，其特征在于所述的着色剂有炭黑、铁红等无机着色剂和靛青、亮蓝等有机着色剂。

7.  根据权利要求1所述的一种无纺布基胶粘带的制造方法，其特征在于按下述两个步骤进行：
(1).热熔压敏胶的制备：按配方将热塑弹性体26.5～67.0(wt.)％、软化剂5.0～12.0(wt.)％、防老剂0.5～1.0(wt.)％先加入熔胶槽中，通氮气保护5分钟后，开启搅拌并进行加热升温，当温度到达160-170℃后，保持60分钟使热塑弹性体熔融完全，然后再加入增粘树脂20～34.5(wt.)％、交联剂酚醛树脂1.0～1.5(wt.)％、填料超细碳酸钙或滑石粉5.0～20(wt.)％、着色剂1.0～5.0(wt.)％，待温度回升到160-170℃后搅拌20分钟，经冷却制得。
(2).压敏胶粘带的制备：在一般的热熔涂布机上进行，熔胶机温度160-170℃，涂布头温度130℃，胶泵的转速和主机速度的比值在1.5～3.0之间，将涤纶或尼龙无纺布基材安装在放卷轴上，并引出至收卷轴，待步骤1中的热熔压敏胶熔化1～2小时，进行括涂涂布制得。

8.  根据权利要求7所述的一种无纺布基胶粘带的制造方法，其特征在于收卷张力和放卷张力是5～10千克。

一种无纺布基胶粘带及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种无纺布基胶粘带特别涉及一种包复和捆扎电缆束的无纺布基胶粘带及其制造方法。
背景技术：
胶粘带的性能除了压敏胶赋予的压敏胶粘性能外，其他性能都是由基材的固有性能所决定。例如软质聚氯乙烯(SPVC)薄膜是一种延伸率大、拉伸强度高的强韧薄膜，适用于制作胶粘带特别是用于制作包复和捆扎电缆束的电气胶粘带的基材。但因SPVC软化点低，温度稳定性、抗磨损性和吸收环境噪音的性能皆较差，限制了其作为电气胶粘带的使用范围。SPVC在温度达到130℃以上时就开始分解出微量氯化氢气体，虽然一般在制备SPVC薄膜时均加入适量的稳定剂以降低SPVC高温分解速度，但作为包复和捆扎电缆束的胶粘带在持续高温时SPVC的分解是难以避免的，所产生的微量氯化氢气体对使用环境造成了很大的危害。因此在环保意识更加强烈的今天，有些汽车厂商已经限制了SPVC电气胶粘带在汽车中应用。而用无纺布作为基材制备的电气胶粘带具有温度稳定性、受热不分解、良好的耐磨损性和吸收噪音等优点。CN 1469913A公开了一种以无纺布为基材的电气胶粘带。该专利所述的胶粘带所用的压敏胶是电气胶粘带常用的标准胶粘剂(天然橡胶压敏胶)以及丙烯酸热熔压敏胶，采用转移涂布即先涂布在隔离纸上再转移到无纺布基材上的涂布方法，还必须将压敏胶层用电子束或者紫外线辐照进行交联才能使性能达到实用要求。可见该专利所述的胶粘带制造工艺复杂，无法在一般的溶剂型涂布机和热熔涂布机等通用涂布设备上进行，而且天然橡胶压敏胶在制备和使用(即涂布)时存在严重的环境污染，不能满足欧盟委员会颁布的《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》(ROHS指令)要求。
热塑弹性体热熔压敏胶采用了能在工业上大量生产的原材料，而且其制造和涂布工艺简便，在一般的热熔涂布机上即可操作，不仅成本较低而且无环境污染。虽然热塑弹性体热熔压敏胶在工业上已经成功用于制造压敏标签、双向拉伸聚丙烯(BOPP)包装胶粘带等大宗压敏胶制品，但是无纺布基材是一种柔韧而且多孔的材料，具有较多而且较大的通透孔隙，将上述工业上已成功应用的热塑弹性体热熔压敏胶直接涂布于无纺布基材时，常常会出现不是压敏胶渗透到无纺布基材的背面从而使胶粘带制品产生严重的粘背现象，就是压敏胶渗入到无纺布基材的孔隙不够甚至完全不能渗入从而使压敏胶与基材的粘合力太小。因此，用目前工业上常用的热塑弹性体热熔压敏胶很难制造出合格的无纺布基胶粘带特别是包复和捆扎电缆束的无纺布基胶粘带。
发明目的：
本发明克服了SPVC基材温度稳定性、抗磨损性和吸噪音较差的缺点，以及CN 1469913A中胶粘剂可能引起环境污染和必须使用电子束或者紫外线辐照进行交联才能使性能达到实用要求的不足，而提供了一种用热塑弹性体热熔压敏胶制作的无纺布基胶粘带。这种胶粘带不仅在制造和使用时不污染环境、制造工艺简便、无需特殊的设备、成本较低，而且具有优良的机械性能和粘合性能，较好的温度稳定性、抗磨损性和吸噪音性能，以及良好的手工撕断性，适用于电缆束的包复和捆扎，尤其适用于汽车车体中的电缆束的包复和捆扎。
发明内容：
本发明所述的无纺布基热塑性弹性体热熔压敏胶粘带，由无纺布基材和热塑弹性体热熔压敏胶粘剂两部分组成。
所述的无纺布基材由涤纶(聚酯)、尼龙、腈纶或棉麻等短纤维，经铺制成无纺布后再喷洒乳液粘合剂进行化学加固或/和经平行的单向(经向)丝线缝编进行机械加固制成，皆由市售得到。本发明所采用的无纺布基重为50-100g/m²，最佳为60-80g/m²；胶粘带用无纺布需具有足够的机械强度和弹性，其经向拉伸强度为15-50N/cm，最佳为20-40N/cm，经向伸长率为10-50％，最佳为30-40％。
本发明所述的热塑弹性体热熔压敏胶由嵌段共聚物热塑弹性体与增粘树脂、软化剂、防老剂、填料、交联剂和着色剂等助剂混合制成。热熔压敏胶的组分及其重量百分数含量如下：
组分类别                 含量(wt.)％
嵌段共聚物热塑弹性体     26.5～67.0
增粘树脂                 20.0～34.5
软化剂                   5.0～12.0
防老剂                   0.5～1.0
填料                     5.0～20.0
交联剂                   1.0～1.5
着色剂                   1.0～5.0
所述的嵌段共聚物热塑弹性体有：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)，单独或混合使用皆可，以2～3种热塑弹性体混合使用为佳。热塑弹性体的主要作用是赋予热熔压敏胶足够的内聚强度以及压敏胶的耐温性和耐磨性。所述的增粘树脂包括松香树脂、萜烯树脂、石油树脂以及相应的氢化、酯化等改性树脂，其主要作用是赋予压敏胶以足够的压敏粘合性能。增粘树脂的用量以20.0～34.5(wt.)％为宜，以24.0～32.0(wt.)％为最佳；所述的软化剂包括环烷油、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、磷酸三甲酚酯(TMPP)、煤油、柴油以及低分子烯烃聚合物等，其主要作用是降低压敏胶的使用温度，降低熔融粘度，增强橡胶和树脂的相容性以及增加压敏胶的初粘性能。软化剂的加入量对于无纺布基热塑弹性体热熔压敏胶的制备工艺非常关键，加入的多少也关系到所涂布的无纺布胶粘带质量的好坏。软化剂的用量以5.0～12.0(wt.)％为宜，以7.0～10.0(wt.)％为最佳。软化剂用量低于5.0(wt.)％，所得热熔压敏胶在直接热熔涂于无纺布基材时会由于胶的热熔粘度太大而使胶粘制品的粘基力太小甚至无法实行均匀的涂布；软化剂用量高于12.0(wt.)％时，所得热熔压敏胶在直接热熔涂布时会由于胶的热熔粘度太小而使胶粘剂渗透入基材过多、甚至渗透到基材的背面，无法制得正常的胶粘带制品。所述的防老剂有胺类防老剂、酚类防老剂及其复合物，其主要作用是增强压敏胶的耐温性和耐候性，防止受到温度和紫外线的作用而分解；所述的交联剂有过氧化物、酚醛树脂等，其主要作用是使热塑性弹性体的不饱和链段发生交联，以增强压敏胶的耐蠕变性，本发明最适用的交联剂是酚醛树脂。所述的填料有超细碳酸钙、滑石粉等，其主要作用是降低产品成本；所述的着色剂有炭黑、铁红等无机着色剂和靛青、亮蓝等有机着色剂，主要作用是赋予热熔压敏胶以所需的颜色。
本发明所述的这种无纺布基压敏胶粘带的制造方法包括热塑性弹性体热熔压敏胶的制造和无纺布基压敏胶粘带的制造两个步骤。
热熔压敏胶的制造过程：将上述热塑弹性体26.5～67.0(wt.)％、软化剂5.0～12.0(wt.)％、防老剂0.5～1.0(wt.)％先加入熔胶槽中，通氮气保护5分钟后，开启搅拌并进行加热升温，当温度到达160-170℃后，保持60分钟使热塑弹性体熔融完全，然后再加入上述增粘树脂20.0～34.5(wt.)％、交联剂1.0～1.5(wt.)％、填料5.0～20.0(wt.)％、着色剂1.0～5.0(wt.)％，待温度回升到160-170℃后搅拌20分钟。将胶液放入分装器中进行冷却，分装备用。
压敏胶粘带的制造过程：所述无纺布基压敏胶粘带的制造在一般的热熔涂布机上即可进行。首先设定熔胶机的温度在160-170℃，涂布头的温度在130℃；并根据上胶的重量调整胶泵的转速和主机速度的比值，一般比值在1.5～3.0之间；将无纺布基材安装在放卷轴上，并引出至收卷轴；当上述热熔压敏胶熔化1～2小时后即可进行直接括涂涂布，设定收卷张力和放卷张力在5～10千克，并打开冷却装置，进行冷却。开始涂布时将涂布头慢慢靠至无纺布表面，打开胶泵开关进行涂布，并调整涂布头和无纺布之间的间隙距离，调整涂布机的速度进行涂布，同时收卷制得压敏胶粘带制品。
发明效果：
本发明的一种无纺布基胶粘带具有公知的较好抗磨损性和吸噪音的性能以及良好的手工撕断性。经性能测定，这种无纺布基胶粘带具有优良的压敏粘合性能和良好的温度稳定性，适用于电缆束的包复和捆扎，尤其适用于汽车车体电缆束的包复和捆扎。下面的实施例、比较例和表1能够说明本发明的效果。表1中压敏胶粘带的初粘、持粘、180°剥离强度和低速解卷强度等性能分别按中国国家标准GB/T4852-1984、GB/T8451-1998、GB/T2792-1998和GB/T4850-1984的方法测定；温度稳定性的测试方法如下：以压敏胶粘带缠绕线束后，在105℃下老化2小时，观测老化后线束是否边缘胶带翘起，是否有胶液溢出，以胶带未翘起、不溢胶为合格。
对比实施例1和比较例1可知，软化剂的加入量对于无纺布基热塑性弹性体热熔压敏胶粘带的性能影响很大，由于无纺布基材的特殊性，不能使用市场上用于压敏标签纸、BOPP封箱胶粘带所用的热塑性弹性体热熔压敏胶，并且由于加入的软化剂过多导致制造的压敏胶粘带的温度稳定性差。
对比实施例1和比较例2可知，熔胶机的温度是无纺布基热塑弹性体热熔压敏胶粘带制造过程中一个重要的控制因素。如比较例2中熔胶机的温度过高，使胶液粘度太小，容易渗入无纺布基材中，从而降低胶粘带的压敏粘合性能，导致解卷力过大，有时甚至无法解卷。
对比实施例1和比较例3可知，用丙烯酸酯热熔压敏胶在一般的热熔涂布机上直接涂布的无纺布基压敏胶粘带，耐蠕变性、温度稳定性都比较差。并且涂布过程中胶液很容易渗入无纺布基材中，解卷困难。
对比实施例1和比较例4可知，本发明用热塑性弹性体热熔压敏胶涂布的无纺布基胶粘带，与用工业上常用于制备电气胶粘带的标准胶粘剂(溶剂型天然橡胶压敏胶)涂布制成的软质聚氯乙烯(SPVC)压敏胶粘带主要性能相同或更好些。
表1 压敏胶粘带的性能测试结果