石油树脂在热熔压敏胶中的应用

杜新胜 刘青利

摘要：综述了石油树脂在热熔压敏胶中的应用，特别是在以SIS、SBS型HMPSA中的应用，最后指出了石油树脂今后在热熔压敏胶中应用的研究方向。

关键词：石油树脂；热熔压敏胶（HMPSA）；应用

中图分类号：TQ 324. 9；TQ436 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2014）04-0079-04

1 前言

热熔压敏胶（HMPSA）是在熔融条件下进行涂布，冷却后即具有压敏粘接性的无溶剂、无污染压敏胶。热塑性橡胶是其主体材料，还需要加入增粘树脂、增塑剂及少量其他组分，在较高温度下（160～200 ℃）融熔搅拌制成。它在熔融状态下涂布，施加轻度指压就能快速粘合，同时又容易剥离，不污染被粘物表面，现已经广泛应用[1～4]。

石油树脂是石油裂解副产物中不饱和烃馏分的聚合物，可分为脂肪族（C5馏分）、芳香族（C9馏分）、脂环族及它们的改性树脂如氢化石油树脂等种类。脂肪族石油树脂与天然橡胶具有相似的结构，与SIS有较好的相容性，其软化点一般为65～100 ℃，熔融黏度高，价格低。芳香族石油树脂是乙烯基甲苯、苯乙烯系及茚类聚合物，无极性基团，软化点为80～160 ℃。C5 石油树脂以其性能优良、安全、环保等多方面优势，近些年来备受人们的青睐，作为一种低相对分子质量的热塑性树脂，具有降凝、增粘和改善黏度的性能，可作为SBS 热熔型压敏胶配方中的增粘剂，起到提高胶体初粘性、改善胶体润湿性等作用[5，6]。

2 我国热熔压敏胶的发展

压敏胶制品主要为压敏胶带和压敏标签，压敏胶带可作为电绝缘胶带、各种包装密封胶带、印刷标签用胶带、医用外科创伤膏等，应用十分广泛。所用胶粘剂可采用天然橡胶、合成橡胶或热熔胶，均需配以增粘剂。近年来，C5加氢石油树脂以其剥离强度高、快粘性好、价格较低的特点，开始逐步取代价格较高的萜烯树脂和松香树脂而占显要地位，使得C5加氢石油树脂在压敏胶带中的使用比率逐年增加，药用胶带用量也逐年增长。

3 石油树脂在热熔压敏胶中的应用

3.1 SIS作基料的压敏胶

苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）具有很好的内聚力和优良的粘附性能，是制备热熔压敏胶极好的主粘料。石油树脂与SIS的相容性非常好，通常是将2种不同型号的SIS共混后制作压敏胶。以C5树脂为增粘树脂制成的热熔压敏胶剥离力和持粘性较高但初粘性较差。

吴彩云[7]等通过动态力学分析研究了SIS/石油树脂共混物的高温阻尼性能。结果表明，SIS 有2个独立的tanδ峰；聚苯乙烯（PS）硬段含量越大，SIS 的高温tanδ峰值越大，黏流温度越高，高温阻尼性能越好。SIS/石油树脂共混物的有效阻尼温度范围和t anδ峰值较大，高温阻尼性能较SIS 好，石油树脂软化点升高，共混物的阻尼温度范围增大，且向高温方向移动。SIS-A/石油树脂（P140）共混比为40/60 时，共混物在57～109 ℃的阻尼性能较好。加入PS 或PS/云母可使共混物的阻尼温度范围进一步向高温方向偏移。

专利[8]CN102604570A公开了一种HDPE自粘卷材用热熔压敏胶，以质量分数计，各原料组成如下：18%～21%热塑性弹性体，2%～5%复合弹性体，15%～24%第一聚异丁烯，10%～12%第二聚异丁烯，30%～40%第一C5石油树脂，5%～12%第二C5石油树脂，5%～12%第三C5石油树脂及微量抗氧剂。热熔压敏胶有效地利用了SIS的高低温性能稳定，复合弹性体附着力优异、高温黏度低、利于涂布施工的优点，得到既耐高温、低温，而且常温性能优异，优于常规热熔压敏胶的产品。该发明工艺简单，无需特殊生产设备，制造费用低，并且无需复杂或困难的预处理工序。

专利[9]CN102093831A公开了一种热熔压敏胶，原料组成：35～70份的SIS；20～70份的增粘树脂（选自松香树脂、萜烯树脂、C5石油树脂和氢化石油树脂中的一种或其组合）；40～80份的增塑剂（选自液体石蜡、吐温80、邻苯二甲酸二丁酯、羊毛脂、蓖麻油和环烷油中的一种或其组合）；1～5份的抗氧化剂和/或抗老化剂（抗氧化剂和/或抗老化剂选自微晶蜡、没食子酸丙酯和橡胶促进剂中的一种或其组合）。该热熔压敏胶粘附性能适中、抗氧化能力良好，具有较低的软化点和良好的药物相容性。此外，本发明还公开了该热熔压敏胶的制备方法及其在制备中药贴膏产品中的应用。

专利[10]CN103074013A公开了一种热熔压敏胶，组成为，20%～22%的天然橡胶、10%～11%的石油橡胶、25%～30%的石油树脂、15%～20%的萜烯树脂、2%～3%的聚异丁烯、14%～15%的环烷油、3.0%～3.5%的橡胶促进剂、1%～3%的防老剂，此技术在保持了SIS系压敏胶持粘性的同时，提高了压敏胶的低温柔软性和初粘性。

专利[11]CN1800289公开了一种热熔压敏胶，提供了制备方法以及将这种胶用于药膏制剂。这种热熔压敏胶的主要成分为SIS，配以增粘树脂（如石油树脂、萜烯聚合物、聚异丁烯）和软化油（如液体石蜡）及抗氧化剂（如没食子酸丙酯、BZ）等。此胶透明、服帖、不造成皮肤过敏，环保，而且具有很好的抗老化、氧化降解效果；以此制得的透皮给药膏载药量大，药效强。

专利[12]US5869562 A公布了一种可以涂敷在图书表皮上的HMPSA胶配方。粘料占20%～30%（选用2种不同型号的SIS共混，要求SIS分子链中苯乙烯基含量15%～25%），增粘树脂由一种以上固态树脂（在增粘树脂中占30%～60%，熔点70～150 ℃）和一种液态树脂或改性后的液态弹性体（在增粘树脂中占20%～40%）共混后组成。液态弹性体可以选用聚丁二烯、聚异丁烯、聚异丙烯中的一种，也可以共混。这种压敏胶能提高聚烯烃薄膜的抗变形性。

专利[13]US20030168165A公布了用在一次性卫生用品上的HMPSA胶配方。这种热熔性压敏胶是2种以上共混的SIS，一种SIS分子链中苯乙烯基含量15%～22%，另一种苯乙烯基含量是26%～32%，粘料在配方中占10%～40%。配方中还至少有一种增粘树脂、增塑剂、抗氧剂和一种蜡。这种胶非常适用于一次性卫生用品，比如妇女用卫生巾、成人或婴儿纸尿裤等。配方中增粘树脂可以选用C5、C9石油树脂或它们的衍生物、C5/C9共聚石油树脂等。

3.2 SBS作粘料的压敏胶

SBS热塑性弹性体是既有聚苯乙烯（PS）的溶解性和热塑性，又有顺丁橡胶（PB）的柔韧性和回弹性，兼具热塑性塑料和硫化橡胶的双重特点。这些特性是由于PS末端和PB中段的热力学不相容性所导致的。PS末端聚集区在室温下呈玻璃态，起刚性网状交联点的作用，而在高于PS黏流温度时，PS呈黏流态，交联被破坏，从而可以塑性加工，正是由于SBS的这些特性，使其成为制备压敏胶的重要原料。

HMPSA常用的增粘树脂有松香树脂、萜烯树脂和石油树脂3种。增粘树脂与SBS的相容性存在差异，王宇[14]等从工业角度重点研究和比较了增粘树脂的结构差异与性能之间的关系。研究结果表明，当增粘树脂的软化点为1.0～10 ℃时，相应的HMPSA 可获得较低的熔融黏度和较高的剥离强度，其初粘性为1～2 cm。当增粘树脂的软化点为10 ℃时，剥离强度依次为含萜烯树脂HMPSA>含松香树脂HMPSA>含石油树脂HMPSA。当w（增粘树脂）=210% 时（相对于弹性体SBS而言），含石油树脂HMPSA的综合性能劣于含松香树脂（或含萜烯树脂）的HMPSA，此时，HMPSA 的熔融黏度低于10 000 mPa·s，但持粘性增强（即意味着内聚力增强）。

王宇[15]等研究了不同型号石油树脂对热熔压敏胶的外观及性能影响，结果表明加氢石油树脂比普通石油树脂制得的胶体更透明，并有很好的弹性。从外观上看，明显要好于普通石油树脂和C5/C9 共聚石油树脂。C5/C9 共聚石油树脂添加了部分芳香族树脂，与弹性体SBS 的相容性较差，但可能与弹性体SIS的相容性较好。随石油树脂软化点的升高，与弹性体的相容性就变得较差。

荆鹏[16]等采用氢化C5 石油树脂作为HMPSA的增粘剂，还加入了增塑剂和少量的抗氧剂和防老剂等助剂，制备了环保型热熔压敏胶。并通过对压敏胶初粘性、180 ℃熔融黏度、剥离强度等性能的测定，得到了最佳的热熔压敏胶配方。结果表明氢化C5 石油树脂的质量分数为40%、增塑剂为35%、SBS 为20%、抗氧剂和防老剂等助剂为5%时，热熔压敏胶的性能达到了行业标准，可以很好地应用在标签和卫生用品等行业中。

专利[17]CN103102854A公开了一种耐高温热熔压敏胶，组成为：12%～13%的天然橡胶、12%～13%的石油橡胶、20%～22%的石油树脂、20%～22%的萜烯树脂、10%～11%的烷基酚醛树脂、14%～15%的环烷油、3.0%～3.5%的橡胶促进剂、1%～3%的防老剂。通过本技术方案，在保持了SBS系压敏胶溶解性、热塑性、柔韧性和回弹性的同时，提高了压敏胶的高温柔软性和粘接性。

专利[18]CN102618194A公开了一种高速自动贴标用的热熔压敏胶，由40%～45%石油树脂、35%～45% SIS、10%～15%环烷油、2%～5%碳酸钙、1%～3%聚乙烯蜡、1%～2%抗氧化剂组成；还介绍了热熔压敏胶的制备方法。本发明的热熔压敏胶具有环保、低成本的优点，同时具备较高的初粘性和持粘性，具有优异的模切性能，适用于高速自动贴标。

卢言成[19]等以苯乙烯、异戊烯为改性剂，以无水AlCl3为催化剂，采用阳离子聚合法合成了C5 石油树脂，对影响树脂蜡雾点、软化点、收率的各因素进行分析。结果发现，使用10%的苯乙烯、15%的异戊烯、2%的催化剂及适量溶剂可合成蜡雾点为92 ℃、软化点为87.5 ℃、加氏色度不大于2 的高档C5 石油树脂，该产品可作为增粘树脂直接用于热熔胶、压敏胶的制备。

专利[20]US6384138公布了一种SIS、SBS共混作粘料的热熔性压敏胶，可用于PP膜粘贴。它主要有2种组分，一是弹性体（占40%～60%），另一种是增粘树脂。弹性体由SIS（占20%～80%）和SBS（占80%～20%）共混组成；增粘树脂由2种以上树脂组成。其中一种与共混物中SIS相容，软化点70～140 ℃，占增粘组分的20%～80%，另一种与共混物中SBS相容，软化点50～140 ℃， 占增粘组分的80%～20%。

专利[21]US6025071公布了一种热熔性压敏胶配方。其粘料是SIS、SBS，其中SIS占10%～50%；配方还包括至少一种增粘树脂，软化点≤120 ℃，占10%～40%；一种液态增塑剂，占10%～50%。该压敏胶在175 ℃时，黏度≤10 000 mPa·s。

4 结语

在压敏胶带中加入石油树脂能够提高粘合剂的粘合力、耐酸性、耐碱性及耐水性，并降低生产成本。在压敏胶方面石油树脂正在逐步取代萜烯树脂和松香树脂，我国石油树脂应增加产品的品种及提高质量，向高附加值产品方向发展。

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Application of petroleum resins in HMPSAs

DU Xin-sheng1，LIU Qing-li2

（1.Research Institute of Lanzhou Petrochemical Company，PetroChina，Lanzhou，Gansu 730060，China；2.Quality Management Division of Lanzhou Petrochemical Company，PetroChina，Lanzhou，Gansu 730060，China）

Abstract：The application of petroleum resins in the HMPSAs，especially the SIS and SBS based HMPSAs，was summarized on this paper.And the future direction of application research of petroleum resins in the HMPSAs was also pointed out.

Key words：petroleum resin；HMPSA；application