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压敏胶中添加紫外线吸收剂对剥离力的影响

发表时间:2021-03-10   访问量:

   所谓压敏胶又称感压胶,是指不需要溶剂、热、光等作用,仅以外力轻压,即可黏附于被着物之接着剂,且欲剥离时,在黏着表面没有被污染的情况下,很容易剥除。压敏胶很少单独直接使用,通常加工成胶带、标签等产品,因此使用压敏胶有几项必须考量的重点:

    (1)瞬间接着力佳,以确保黏着性;

    (2)剥离性好,防止残胶;

    (3)使用方便,利于操作。

    市面上常见的抗紫外线胶带,即是于压敏胶中添加紫外线吸收剂来吸收紫外线,保护胶材及基材的耐候特性,延长使用寿命;另一种常见的则是运用于光学领域的紫外线阻隔胶带,也是于压敏胶中添加紫外线吸收剂来阻隔紫外线,此类型一般会要求阻隔特定波段,保护后方的光学元件避免受紫外线伤害,且常会要求承受耐热等制程上的冲击。压敏胶的测试项目包含:

    (1)初黏力;

    (2)剥离力;

    (3)持黏力;

    (4)感压接着剂耐热温度.

保持力测试仪

常温型胶带保持力试验机10组

环形初粘测试仪

环形初粘测试仪

压敏胶粘带剪切破坏温度实验仪

压敏胶粘带剪切破坏温度试验仪

电脑式剥离力实验仪

电脑式剥离力离型力试验机


    初黏力又叫润湿力,是胶黏剂与被黏物轻轻的快速接触时,胶黏剂对被着物表面的黏合能力;剥离力是每单位宽度破坏压敏胶和基材之间键结所需的力;持黏力是沿黏贴在被黏物上的压敏胶带长度方向,垂直悬挂一规定重量的砝码时,胶带抵抗位移的能力。上述各项皆有许多国际标准检验规范,具体见表1.在光学保护膜领域中,最重要的感压胶特性为剥离力,因此本文将只探讨对剥离力的影响。

压敏胶标准方法


一、实验部分

1.1材料

    压敏胶选用体系为固化溶剂型丙烯酸系,并将此作为空白组(即Blank).选择常添加于压敏胶的紫外光吸收剂:Benzophenone结构的粉态产品EV51、Benzotriazole结构的液态产品EV109、Triazine结构的液态产品UV477,以上材料皆为工业级。上述材料之UV-vis穿透光谱见图1,其溶剂为Tet-rahydrofuran(THF),浓度为100mg/L,量测路径为1cm.比较各添加2.5phr于压敏胶中对剥离力的影响。

压敏胶实验图

1.2试片制作方法

    各组依比例称取样品,均匀搅拌、消除气泡后,使用金属涂布棒与自动涂布机台,将压敏胶平均地涂布于透明离型膜上,烘烤后制得25m干燥胶层,再以滚轮护贝机将压敏胶面与光学级PET进行贴合,并裁剪成25X130mm的尺寸,得到PET/压敏胶/离型膜的三层结构,待熟成完毕后将离型膜剥除,以电动碾压滚轮来回共碾压2次,将压敏胶面与玻璃贴合,最终得到PET/压敏胶/玻璃的三层结构,并再次进行熟成,试片即制作完毕。

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真空吸附涂布机台


1.3检测项目与方法

    依据ASTM-D1876检验规范进行剥离力试验,并利用电脑式剥离力试验仪器判读数据,每组样品测试3个试片,量测剥离力的区间平均值,数值越大代表越不易剥离;最佳情况为添加紫外线吸收剂并不会影响压敏胶的本质。此外,再比较样品经紫外线加速老化试验机测试过后,剥离力的差异。其中紫外线加速老化试验机的测试条件为UV光波长340nm光源、曝照能量为0.89W/㎡、恒温60℃、以玻璃面为照射面、分别照射72h与168h.

UV紫外线加速老化试验机

UV紫外线加速老化试验机


二、结果与讨论

    观察图1发现在相同浓度下,不论是可见光或是紫外线,EV51具有最强的阻隔能力;UV477位于380nm的穿透度与EV51相当;而EV109在380nm的阻隔能力则是略低于上述两者。对剥离力的影响,使用统计多重群组比较(Dunnett'sMethod)进行数据分析,数据与结果列于图2与表2.可发现与Blank相比,添加EV51或是EV109对剥离力没有显著影响;而UV477的P值小于0.05,代表有显著影响,换句话说UV477存在于系统时,对剥离力会造成明显的改变。

剥离力

剥离力数据

    观察各样品经过72h及168h的UV后,确认其与0h相比剥离力是否改变,数据分别列于表3~6,并同样利用多重群组比较(Dunnett'sMethod)进行分析。Blank经过加速老化(UV)72h,剥离力没有显著改变,于168h后试片直接断裂无法上夹具,故无法量测出数值,推测是因为压敏胶中没有紫外线吸收剂存在,无法保护后方的PET,导致PET裂化所致。而EV51、EV109与UV477,随着QUV时间增长,剥离力皆随之提升,但是EV51及EV109在QUV后,与0h相比并无显著差异;然而,UV477虽然在光学上的行为表现优异,但不论是经过紫外线照射72h或是168h时,依统计软件分析显示皆有显著变化,且UV477经过QUV后会衍生残胶的问题,如图3所示。

实验数据

实验数据

实验数据

样品剥离后结果

三、结论

    本研究使用不同的紫外线吸收剂,各添加2.5phr于压敏胶中,藉由统计软件分析剥离力数据,并依ASTM-D1876检验规范进行试验。发现添加永光化学的EV51或EV109于系统时,剥离力没有明显的改变。在紫外线加速老化试验中,发现空白组无法承受168h的紫外线照射;添加EV51或EV109与0h相比不影响剥离力的表现;而UV477之剥离力有显著提升,且有残胶的问题存在。


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