关于泡棉双面胶的种类及性能分析

曹杰

深圳市蓝人科技有限公司 广东深圳 518000

随着社会的高速进步，汽车、电子、装修等行业正在蓬勃发展。上述行业的进步同时带动了对生产起到至关重要作用的泡棉双面胶的发展。泡棉双面胶的主要功能是隔温隔热隔化学腐蚀并且密封性极强。这些功能决定了泡棉双面胶在生产与人民生活中的普及使用。本文通过收集整理国内外泡棉双面胶的行业发展现状，归纳总结了市面上应用广泛的几种泡棉双面胶，并依据有关国标分析了泡棉双面胶的性能检验的方法。

1 泡棉双面胶行业的市场现状

目前在我国泡棉双面胶大约有70%左右的产能可以自产自足。根据中国胶粘剂和胶粘带工业协会的报告显示，2020年我国胶粘带产量321亿平方米，产量较去年增长9.0%，销售额达到696.3亿元，销售额较去年增长10.1%。2020年我国国内泡棉双面胶带市场为1.4亿元，较2019年时增加2千万元[1]。受全球疫情的影响，未来几年泡棉双面胶的整体增长趋势势必会放缓，但这也将是我国泡棉双面胶带生产的加速期。因生产工艺简单，人力成本负担较轻，经大数据分析，全国目前有多家双面胶、泡棉双面胶的企业正申请建厂或扩建，规模从年产几十吨到五千吨不等。下表1为2018年至2020年我国胶粘带进出口海关数据。

目前国外泡棉双面胶的主要生产厂家有美国3M、德国德莎（TESA）、日本日东工业（NITTO）等，国内主要生产厂家为亚化科技（上海）有限公司、永大（中山）有限公司、上海晶华胶粘新材料股份有限公司等。其产品囊括了EVA泡棉双面胶、PE泡棉双面胶、PU泡棉双面胶、高发泡双面胶、亚克力泡棉双面胶等。上述产品已被广泛应用于社会各行各业的生产生活中。

2 泡棉双面胶的种类与应用

泡棉双面胶使用的泡棉基材主要为EVA泡棉、PE泡棉、PU泡棉、高发泡泡棉、亚克力泡棉等。在不同泡棉基材的基础上两面涂满丙烯酸黏合剂，这就组成了泡棉双面胶。下图1为EPE泡棉双面胶的结构演示图。

图1 2018年至2020年我国胶粘带进出口海关数据（万吨）

图1 EPE泡棉双面胶的结构演示图

2.1 EVA泡棉

EVA泡棉是一种新型的环保材料，其主要成分为乙烯乙酸酯，按照质量等级可分为A料、B料、C料、低味道环保料、不环保料。EVA泡棉的生产工艺特点主要体现在发泡的过程中。当分解温度达到时，发泡剂会分解并释放出大量气体，此时便形成了泡核。在突然泄压后，泡核释放了压力导致了EVA材料膨胀，最终形成了EVA泡棉[2]。

EVA泡棉的特点主要为耐腐蚀性。因其主要成分的化学稳定性，EVA泡棉具有很好的耐海水、耐油脂、耐酸碱等化学腐蚀、无毒等优点。也因EVA泡棉的回弹性与抗张力的水平很高，EVA泡棉也有很好的抗震动性。

EVA泡棉因为其的优越性，广泛应用在五金、电子产品、金属构件的外包装、体育器材等领域。

2.2 PE泡棉

PE泡棉，即聚乙烯泡棉，是聚乙烯泡棉经发泡生产出的泡棉产品。PE泡棉因发泡成型工艺的不同，具体可分类为EPE泡棉、XPE泡棉、IXPE泡棉等。

（1）XPE泡棉。焚烧后不会产生空气污染，这是PE泡棉特有的优点。这主要依靠于PE泡棉的主要成分为聚乙烯，其在高温焚烧后的产物仅为二氧化碳与水。

因XPE泡棉中的聚乙烯在分子结构上的稳定性有效减少了泡棉两侧的热量交换，PE泡棉具有优秀的绝热性与耐高温性。

（2）EPE泡棉。EPE泡棉另被称为EPE珍珠棉。其主要成分为聚丙烯酸。其特点是可塑性更高、防水防震性较XPE泡棉有所提高。EPE泡棉也有很好的耐酸碱等化学腐蚀的特性。因发泡倍数更高，EPE泡棉重量更轻，坚固性更好。

EPE泡棉广泛应用在高档礼盒的内饰，玩具或电子产品的内包装等方面。对EPE泡棉复合铝箔后，产品具有优异的抗紫外线的能力。是汽车产品遮阳与某些化工产品的隔热的主要应用产品。

（3）IXPE泡棉。IXPE泡棉的主要成为是低密度的聚乙烯。因生产工艺中使用了电子加速器进行了辐射交联，IXPE泡棉其表面更光滑平整，其吸水率更低。广泛应用在汽车软内饰、绿色建筑等其他方面。

2.3 PU泡棉

PU泡棉是在主要成分聚氨酯中加入甲苯二异氰酸酯（TDI）进行胶联反应而形成的塑料类产品。主要分为聚酯及聚醚型泡棉两大类。

PU泡棉相比PE泡棉，拥有更好的热稳定性与回弹性等力学性能，其隔音、抗震、防毒功能性能也很好。因此常被用在航空工业、汽车等工业的保温隔热的结构上。

2.4 高发泡泡棉

高发泡（又称二次发泡）泡棉将经过充分混炼的物料在模具中加热加压下完成交联，并有部分物理发泡剂分解产生部分发泡，将模具冷却到一定温度取出，在常压下进行二次加热发泡。其发泡倍率可在三十到四十倍。

高发泡泡棉耐热性能良好，其最高使用温度可以达到120度以上，优于EPE泡棉的最高使用温度。高发泡泡棉的结构稳定，热收缩性小，但因其发泡倍数的增加，其绝热效果也有增强的趋势。

高发泡泡棉主要应用于一次成型类产品或高精密元器件与仪表的外包装材料。

2.5 亚克力泡棉

亚克力泡棉的主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是由全丙烯酸胶体辅以离型膜或离型纸制作而成[3]。

亚克力泡棉拥有良好的自粘特性，对塑料、金属、木材、纸张等不易粘贴的介质表面有很好的黏合性。其主要应用在各种对密封性要求很高的施工场所等。

3 泡棉双面胶的性能验证分析

泡棉双面胶的生产机器的作用仅为在泡棉基材两面涂胶、使用紫外灯光源对涂胶进行固化、张贴泡棉两侧的离型纸。由于没有验伤与纠错机制的存在，导致泡棉双面胶的机器比较容易出现涂胶不均匀、涂胶溢出离型纸或离型纸张贴错位等生产质量问题。因此，对泡棉双面胶进行一定的性能验证是十分必要的[4]。下文将重点根据国标GB/T27595-2011《胶粘剂结构胶粘剂拉伸剪切疲劳性能的试验方法》对泡棉双面胶进行性能验证分析。

3.1 泡棉双面胶进行性能验证的要求

（1）对测试人员与测试环境的要求。因对泡棉双面胶进行的性能测试中一部分为目视，因此首先要求测试人员应具有正常的视力值。测试环境要求使用800至1200Lux的照明无影灯。同时要求测试人员的眼睛与产品相距30厘米，产品与灯源相距90厘米。

（2）泡棉双面胶目视检测的方法。测试人员的视线应与被检面呈现45度的夹角。在检测过程中，测试人员应上下左右转动产品约15度角检查样品。要求检查时间不应小于10秒。检查时的顺序应为先检查泡棉双面胶的正面，接下来是下侧，紧接着是右侧，然后是上侧，接着是左侧，最后是泡棉双面胶的背面。

（3）抽查泡棉双面胶产品的方案。抽检产品时，测试人员应严格按照美国标准MIL-STD-105EⅡ级第N次抽样方案进行。成品尺寸需按照特殊检验水准S=3标准随机抽样测试。

（4）抽检可接受质量等级结果描述：致命缺陷（CRI）--0；主要缺陷（MAJ）--0.65；次要缺陷（MIN）--1.5。

3.2 检验方法与工具

（1）对泡棉材质的检验。测试人员按照3.1.2中的方法目视样品，核对样板是否符合工程要求。

（2）对泡棉双面胶尺寸的检验。测试人员首先使用卡尺，测量泡棉双面胶的长度、厚度是否和图纸上的要求符合，允许的误差为0.05毫米；然后检验生产机器上的防尘网厚度是否符合图纸要求的0.02毫米的误差。

（3）对泡棉硬度的检验。测试人员通过手感检验泡棉与标准样品板的硬度是否一致。

（4）对泡棉双面胶的外观进行检验。测试人员首先按照3.1.2中的要求目视泡棉双面胶的外观是否有污垢、毛边、褶皱、冲泡、冲缺或脱落等问题；测试人员还应撕起离型纸，判断泡棉是否被撕破；目视检查泡棉双面胶表面是否存在积胶、少胶、缺胶、溢胶等问题。

（5）对泡棉双面胶的特性进行检查。

①普通特性。在恒温试验机中对泡棉双面胶进行环境适应性测试，判断外观与黏性是否存在异常；在65摄氏度的温度下进行耐高温测试，判断泡棉双面胶四小时后是否存在漏胶或贴不整齐的情况。

②泡棉双面胶的剥离强度测试。将泡棉双面胶撕下20厘米并完全覆盖到测试板上使用4千克的重物以10m/min的速率辊压泡棉双面胶5次。之后，在22摄氏度和50%环境湿度的条件下，将胶带的一端以300m/min的速度从胶带的180度角的方向撕下。根据仪器记录的剥离时消耗的力度，计算样品的剥离强度。

③泡棉双面胶的初粘力实验——滚球试验。在室温为21至23摄氏度，环境相对湿度为50%的前提下，将泡棉双面胶平稳连续地粘贴在基材面上，使用一颗直径11毫米，重量为5-6g的钢球在离胶层30度角的平稳斜坡顶部滚落。测试人员通过测量钢球在粘有泡棉双面胶的基材上的滚动距离，计算得出该样品的初粘力。

④泡棉双面胶的抗剪切力实验。在室温21至23摄氏度，环境相对湿度为50%的前提下，将泡棉双面胶整齐贴满1320毫米的基材表面，将基材带双面胶的一面张贴在测试板上，并两者接触面积为260平方毫米。首先测试者应静置测试板30秒，并记录基材的滑动距离；之后重新张贴测试板与基材并使用1千克的标准砝码挂在基材上，记录30秒后基材的滑动距离。通过比较两次基材滑动距离的差值，计算出泡棉双面胶的抗剪切力。

⑤泡棉双面胶的耐温性实验。在室温21至23摄氏度，环境相对湿度为50%的前提下，将泡棉双面胶粘贴至一块铝箔的一端并保证粘贴面积为399平方毫米。取另一条铝箔并保证铝箔的重量控制为80克，将其一端完全粘贴于泡棉双面胶上。采用4千克重物以速度为0.3m/min的方式滚压2次后，立即将两条铝箔竖直挂立起来，在环境温度升温至50摄氏度后开始计时，以第二条铝箔完全脱离泡棉双面胶时终止计时。根据生产实验经验，若剥离时间大于15分钟小于90天，则称该时间为短期时间，若剥离时间大于90天，则称该时间为长期时间。依照不同使用环境的产品使用规定，判断产品的耐温性实验是否合格。

⑥泡棉双面胶的挥发性实验（根据《美国汽车内饰材料雾化特性测试程序SAEJ1756-94》进行实验）

本实验探究的是泡棉双面胶在高温下其易挥发性成分的丧失率。丧失率越低说明该试样的泡棉双面胶的有机成分挥发性越小，产品质量越高。

在室温21至23摄氏度，环境相对湿度为50%的前提下，将泡棉双面胶试样放置24小时，以保证样品湿度平衡。将济南兰光的FT-F1内饰件雾化仪中的清洗起雾杯及起雾玻璃板使用纯水与10%的乙醇清洗并在65摄氏度的烘箱中烘干，使用电子天平准确称量玻璃盖板的重量并记录，待用。将已与环境湿度平衡的泡棉双面胶样品，使用电子天平准确称取10克（偏差为0.0005克）并放置在起雾杯的样品架上，盖上玻璃盖板。将带有样品的起雾杯小心放入仪器的浴槽内并设置温度为100摄氏度。待浴槽内温度上升至95摄氏度时开始计时2小时。2小时之后关闭仪器加热组件并在浴槽内自然冷却至室温。之后，取下玻璃盖板，并再次使用电子天平准确称量其的重量。通过公式（加热后的玻璃盖板重量-加热前玻璃盖板重量）/泡棉双面胶样品的重量×100，依照不同使用环境的产品使用规定，判断产品的挥发性实验是否合格。

4 结语

综上所述，随着各行各业的长足发展，不同类型的泡棉双面胶在人们日常生活中的应用也越来越广泛。本文收集并整理了国内外泡棉双面胶的行业发展现状，阐明了泡棉双面胶的未来发展前景。同时归纳并总结了市面上应用广泛的几种泡棉双面胶，分别从其不同的种类与应用上进行了概述。本文创新性的依据有关国标与行业规范标准探究了我公司现行的泡棉双面胶的性能检验的方法。