一种新型的压敏型密封胶带及其应用

收稿日期：2014-04-01

作者简介：邱瑾（1980-），女，材料学硕士，已发表SCI收录论文2篇、核心期刊论文2篇、其他论文13篇。现从事工业胶带、胶粘剂技术服务工作。

E-mail：jqiu3@mmm.com。

摘要：介绍了一种新型的压敏型密封胶带。作为传统密封粘接产品的替代或补充，这种密封胶带具有操作简便的特点和良好的粘接、密封及耐老化性能，为密封解决方案的选择提供一个新路线。

关键词：压敏胶；密封；应用

中图分类号：TQ436+.3 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2014）05-0041-03

在工业生产中，很多产品在制造中需要进行密封处理，如汽车、船舶、建筑物等等。密封处理不仅可以增加接缝外观的美感，而且可以防止渗雨和锈蚀，延长产品的使用寿命[1]。目前，单组分密封胶以其优良的综合性能广泛应用于各类产品密封，但它也有一定的局限，如固化速度慢，对温、湿度较为敏感，外观不易控制等[1～4]。最近，3M公司推出了一种新型的压敏型密封胶带（3MTM Extreme Sealing Tape，以下简称超级密封胶带），为广大使用者解决密封问题提供了一种新思路。

1 结构特点

超级密封胶带是一种自绕成卷的单面压敏胶带，厚度有1 mm和2 mm 2种规格。其中，2 mm厚密封胶带的主要性能参数见表1。

图1是超级密封胶带的结构示意图，由外到内，它主要由以下3个部分组成。

1）聚酯离型膜。在储运、贴附过程中起到临时保护胶带背材的作用。当贴附完成后，这层离型膜将被揭除，不会留在胶带表面。

2）离聚物背材。采用的是聚乙烯-丙烯酸离子型聚合物材料，简称离聚物 （Ionomer）。与传统塑料不同，离聚物是指碳氢分子链中含有少量离子基团的聚合物，它的主要部分是一个非离子性的主链，次要部分是一种可离子化的或离子性的共聚单体[5，6]。由于离子键的作用，在常温下分子链间可以形成物理交联，具有优良的韧性、高抗冲性、耐磨性、透明性等[6，7]。

3）丙烯酸泡绵压敏胶。这一胶层是基于3M独特的无溶剂制造技术平台开发的，具有闭孔结构的粘弹性泡绵胶。泡绵中的泡孔之间彼此独立、互不连通，使得水汽和液体难以穿透，保证了胶带整体良好的密封性能。而且，泡绵和胶是由同种材料构成的，而不是常规泡绵胶所采用的泡绵芯材2面涂胶技术。因此，它具有出色的粘弹特性，能够将承受的载荷分散在整个泡绵胶层，比传统压敏胶带更有效地分散应力。

丙烯酸泡绵压敏胶的分子主链为碳碳单键，对于光、热和化学试剂的破坏具有很强的抵抗能力。对于不耐久的泡绵或粘合剂而言，此类状况可能导致聚合物主链的破坏，从而降低力学性能。而对于丙烯酸泡绵压敏胶而言，进一步的交联作用的可能性更高于开链的可能性。这就意味着，丙烯酸类材料模量会随着交联的建立而轻微增加，从而形成更强的耐久粘接[8]。

2 耐溶剂性能

图2是超级密封胶带耐溶剂性能的测试结果。测试中，将胶带粘接到预处理过的不锈钢板上，然后分别在不同溶剂中常温浸泡4 h后按照ASTM D3330标准测试胶带的90°剥离强度，并与未接触溶剂的标样相比较。结果表明，胶带对于大部分溶剂具有较好的耐受性能。即使经较强溶剂（如汽油、甲苯、甲乙酮等）浸泡后，仍可以保持50%以上的粘接强度。

3 耐老化性能

很多应用中，密封粘接产品需要在户外长期使用，耐老化性能是非常重要的一项考核指标。图3是超级密封胶带耐温、湿度老化的测试结果。测试中，将密封胶带粘接到钢板上，然后分别经历高温（70 ℃及107 ℃放置72 h）、高低温（70 ℃放置4 h，再降温至-29 ℃放置4 h，再回复至常温放置16 h）、高湿（32 ℃，90%相对湿度放置7 d）4个老化条件，并与未老化的标样进行粘接强度的比较。结果表明，密封胶带老化后的粘接强度变化不明显。

除了常规的温湿度老化外，还分别参考ASTM G155 Cycle1和ASTM G154的测试标准，使用氙灯光源和340 nm波长的紫外光源对粘接在铝板上的胶带进行照射老化，模拟胶带实际使用环境中经户外日晒、降雨后的性能表现。往复循环老化不同时间后取出，按照ASTM D3330标准测试胶带的90°剥离强度，并与常温放置的标样相比较，测试结果图4所示。

老化初期，经人造光线照射加速老化的样条剥离强度相较未经老化的样品出现上升趋势，随着时间的延长，经人造光线照射的胶带剥离强度开始缓慢下降，老化2 000 h以后，与21 ℃、50%相对湿度放置的标样相比，仍然能够保持80%以上的强度，而且没有出现开裂或粉化，表现出极强的抗老化性能。

4 使用方法

1）清洁被粘表面。在使用密封胶带之前，应去掉被粘表面的各类污染物。为获得更好的粘接密封效果，建议配合使用3MTM粘接促进剂Adhesion Promoter 111或其他底涂剂对需要密封的接缝或表面进行预处理。

2）粘贴胶带。将胶面粘贴到预处理过的接缝或表面上，为了避免在贴附中包裹气泡，应提起胶带一端，防止胶带过早与表面接触，边贴胶带边赶气泡，使胶层与表面充分接触。

3）施压。可以使用辊轮或刮板对粘接部位，特别是接缝的边缘或台阶部位重点施压，以确保胶带与接缝台阶处有充分的接触，防止水汽从此处渗漏。

4）揭除离型膜。施压完成后，揭掉胶带离型膜露出离聚物背材，密封操作完工。

5 应用展望

超级密封胶带具有优异的粘接强度、密封性能和耐候性能，可以用于户外环境。胶带背材可以喷漆着色，胶层厚而软，非常适合密封焊接、铆接、螺钉连接中出现的一些缝隙。目前，此种胶带的典型应用主要在车身接缝密封、车顶空调口接缝密封、建筑物屋顶密封等几个方面。

由于这种密封胶带对它本身的离聚物背材也具有良好的粘接性能，应用时胶带也可以彼此搭接来使用，为密封接头设计提供更多的可能性。

参考文献

[1]李辉.聚氨酯密封胶在客车涂装线上的应用[J].粘接，2006， 27（40）： 51-57.

[2]李静.我国汽车胶粘剂/密封胶的现状与发展[J].粘接， 2007， 28（3）： 45-47.

[3]辛波，杨勇，等.聚氨酯密封胶及其在建筑行业中的应用[J].新型建材，2005（3）：34-37.

[4]曾容， 张冠琦.硅酮建筑密封胶应用过程常见问题分析[J].中国建筑防水， 2012， 21： 18-24.

[5]Eisenberg A，et al. Macromoleculers，1990（23）：4098-4103.

[6]岳忠江，马敬红，郑利民.离聚物及其应用[J].化工新型材料，28（10）： 11-13.

[7]姜润喜.离子聚合物及其应用[J].合成技术及应用，1994，9（2）： 22-26.

[8]王新，刘盈.VHB?幕墙玻璃组装专用压敏胶带及其在幕墙工程中的应用[J].绿色建材， 2010（3）：63-64.