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提高 UV 压敏胶的耐候性需从配方设计、原料选择到工艺优化多维度入手,核心是增强胶层对紫外光、温度、湿度、化学介质等环境因素的抵抗能力。以下是具体方法及原理:
一、优化基础树脂与交联体系:提升胶层本征稳定性
选择耐候性优异的基础树脂
优先采用丙烯酸酯类预聚物(如丙烯酸丁酯、异辛酯共聚物),其分子结构中长链烷基具有良好的柔韧性和抗紫外老化能力,且本身耐黄变性能突出。
若需兼顾柔韧性,选用脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(PUA),避免使用芳香族 PUA(含苯环,易被紫外光活化导致黄变)。
减少环氧丙烯酸酯的用量(除非需高强度耐化学性),其刚性结构易在温度变化下脆化,且芳香族环氧基易黄变。
调控交联密度与交联方式
适当提高交联密度:通过增加多官能团单体(如 TMPTA、DPHA)比例,形成更致密的三维网络,提升胶层抗溶胀、耐温能力,但需避免过度交联导致的低温脆性(建议交联密度控制在 “黏附力 - 内聚力” 平衡区间)。
引入耐候性交联单体:如使用含硅氧烷基团的丙烯酸酯单体(如 3 - 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷),利用硅氧键的稳定性提升耐湿热和抗老化性能。
二、添加功能性助剂:针对性抵抗环境侵蚀
抗紫外与抗氧助剂:阻断老化链条
光稳定剂:
紫外吸收剂(如苯并三唑类、二苯甲酮类):优先吸收 280~400nm 紫外光,避免其破坏树脂分子链;
猝灭剂(如受阻胺类 HALS):通过能量转移猝灭被紫外光激发的分子,抑制自由基产生,尤其适合户外长期暴露场景(如汽车贴膜、户外标识)。
抗氧剂:
主抗氧剂(如受阻酚类):捕捉胶层中因氧化产生的自由基,终止链式反应;
辅助抗氧剂(如亚磷酸酯类):分解氢过氧化物,防止其进一步生成自由基,与主抗氧剂协同作用,提升抗热氧化能力(适用于高温环境)。
增黏树脂的耐候性升级
用氢化增黏树脂替代普通树脂:如氢化 C5/C9 石油树脂、氢化松香酯,通过饱和结构减少双键氧化风险,避免因增黏树脂老化导致的黏性下降或胶层变硬。
控制增黏树脂比例:过量增黏树脂可能降低胶层交联密度,成为老化 “薄弱环节”,建议占比不超过 20%,并确保与基础树脂相容性良好(避免相分离加速老化)。
其他功能性助剂
耐水解助剂:添加碳化二亚胺类化合物,抑制酯键水解(针对聚氨酯丙烯酸酯体系,提升耐湿热性能);
消泡剂与流平剂:选择耐候性好的有机硅或氟碳类助剂,避免因助剂迁移导致的胶层表面老化或光泽下降。
三、改进工艺与基材适配:减少界面失效风险
优化固化工艺
确保 UV 固化完全:避免因固化不足导致的未反应单体残留(残留单体会成为氧化反应的起点),可通过延长固化时间、提高 UV 灯功率或采用多波段 UV 灯(如 UVA+UVB)提升固化度。
控制固化温度:避免固化过程中高温导致的树脂热氧化(尤其对热敏性树脂),建议采用低温 UV 固化(如 LED UV 灯,发热少)。
提升基材附着力与相容性
对低表面能基材(如 PE、PP)进行预处理(如电晕、等离子体处理),或在胶层中添加附着力促进剂(如硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂),增强胶层与基材的界面结合力,防止环境因素(如湿气)从界面侵入导致剥离。
避免胶层与基材发生化学反应:例如,酸性胶层与金属基材接触可能引发腐蚀,需选择中性配方或添加缓蚀剂。
四、应用场景定制化设计:精准匹配环境需求
户外强紫外场景(如建筑贴膜、光伏组件固定):
配方中需包含高含量光稳定剂(如 0.5%~2% 苯并三唑类)+ 抗氧剂,基础树脂选用全丙烯酸酯体系,避免任何芳香族成分。
高低温交替场景(如汽车引擎舱、冷链物流):
增加长链丙烯酸酯单体(如丙烯酸异辛酯)比例提升柔韧性,搭配中等交联密度(多官能团单体占 5%~10%),平衡耐高低温性能。
高湿度 / 化学接触场景(如浴室胶带、医用敷料):
采用氢化增黏树脂 + 耐水解 PUA 预聚物,添加碳化二亚胺助剂,确保胶层不溶胀、不分层。
总结
提高 UV 压敏胶耐候性的核心逻辑是:通过耐候性原料构建稳定骨架(基础树脂 + 交联体系)→ 添加助剂阻断老化路径(光稳定剂 + 抗氧剂)→ 优化工艺与基材适配减少界面失效。实际应用中需根据具体环境参数(如紫外强度、温度范围、接触介质)定制配方,而非追求 “万能耐候”,才能在保证压敏性(黏附力、剥离力)的同时,最大化耐候性能。