PSA压敏胶实现可清洁移除性能的几种途径

科技 2024-06-01 16:48 上海

本文大部分是借鉴了我以前的老同事刘波，十几年前的大作，文章做了系统化的分析整理工作，值得压敏胶行业的朋友找来一读。

首先我们了解一点可移除的概念，然后再看看市场上目前有那些技术方案。

(a) 胶层内聚破坏

被粘物表面均完整地覆有残胶，触摸有粘手感觉。表明分离界面发生在压敏胶层内部，受外力导致胶层发生内聚破坏。

(b) 界面粘合破坏

一种情况是压敏胶带完整的残留在一方的被粘物表面，触摸有粘手感觉，而另一方被粘物表面完整，没有任何肉眼可观察到的残胶，触摸也无粘手感觉。另一种情况是双方被粘物件表面都能实现与压敏胶带的清洁分离，无残胶。对于有胶带清洁移除需要的用户来说，界面粘合破坏的分离模式是最理想和满意的。

(c) 粘基破坏

这类破坏模式仅针对有基材的双面压敏胶带。压敏胶带的一侧胶层与中间基材完整的脱离，一方被粘物表面有完整的胶层残留，触摸有粘手感，而胶带的基材与另一侧胶层都完整的残留在另一方被粘物表面。

(d) 被粘物内聚破坏

对于使用双面压敏胶带实现永久粘接的应用，这是最理想的效果，表明压敏胶带与被粘物的粘接非常牢固，受到外力时即使造成被粘物表层结构与本体发生内聚破坏分离，也未导致粘接界面和胶层内部的破坏。用户需要更加关注被粘物表层与内部自身的结构强度。

(e) 混合破坏

被粘物相互分离时，往往出现以上几种破坏模式共存的现象，产生这种情况的原因较为复杂，压敏胶带，被粘物及粘接方法等都有影响，不作过多分析描述。

一：单面可清洁移除的标签，遮蔽胶带或者保护膜

这个目前是市场上比较多的方案。通过调节一些压敏胶本身的粘弹性能，增加胶的内聚强度，可以改善剥离后的残胶情况。当然这是最普通的粘接，对于一下耐候性，耐化学性，粘接强度等等，也不是最好的。胶系的话，硅胶，丙烯酸，聚氨酯或者橡胶系的也都有。

二：高性能无纺布等基材双面胶

选取质地柔软但具有高抗拉伸强度的无纺布作为基材，涂覆以综合性能优良的丙烯酸体系压敏胶制成的双面胶带具有良好的可剥离性。由于无纺布的纤维网络状结构，在横向和纵向都具有优异的抗拉伸强度，同时实现压敏胶与基材的充分浸润，建立牢固的粘基力强度。另外通过配方调节控制压敏胶的黏弹性平衡，以确保具有高内聚强度和良好的粘接强度。当然这个对一些高表面能的基材粘接，如PC和PCV等，效果也不是非常明显。

三：双面高低粘差异化的压敏胶

通过在胶带基材的两面涂覆黏性不同的压敏胶，使胶带的正反面具有不同的黏接力。使用时只要将胶带的弱黏面贴附在将来有清洁移除需要的物件表面，而另一面的压敏胶具有强黏性，可对被粘物件表面实现永久粘接。当前，市面上各大胶带厂商推出的这类差异化胶带多为聚酯薄膜基材的双面压敏胶带。考虑到被粘物件的表面性质各有不同，为避免胶带移除时产生残胶，弱黏面的压敏胶黏性也细分为中黏性、低黏性，以满足不同材料不同情况使用。

四：可拉伸移除双面胶

当需要对胶带移除时，只要握住胶带的一端保持与粘接界面水平并沿长度方向用力拉伸，胶带会发生严重屈服变形，伸长率可达400%以上，但由于基材的断裂强度较高，可确保在拉伸过程中不会发生断裂，使胶带能顺利地从被粘物界面间抽出移除。

目前市场上比较多的就是家居用的无痕挂钩和手机电池或显示屏组装行业用的易拉胶，大部分是使用橡胶材料，也有少量使用TPU为基材双面涂丙烯酸胶的方案。在市场上3M的无痕挂钩，TESA的易拉胶都是比较知名的产品。

五：热减粘胶带

在压敏胶中掺入有热膨胀性的微珠，其胶带产品在加热条件下具有可移除性能[ 4 ]。在正常使用温度范围内，胶带具有普通压敏胶的特性。当需要移除胶带分离被粘物时，只要对胶带升温至80℃以上，压敏胶层中的微珠开始发生体积剧烈膨胀7-10倍，直至在粘接界面形成凸起部分，迫使压敏胶层与被粘物表面接触面积骤减，实现清洁移除。除此之外，也有技术专利报道通过在压敏胶层中加入无机或有机发泡剂如碳酸氢铵，三氯氟化甲烷等，也可使胶带具有可移除性。

另外，也可以通过压敏胶本身分子链结构的调整，得到一些随温度显著变化的热减粘胶带，由于是基于材料本身可逆的变化性能，可以反复高低粘变化，使用上百次以上，在装配工艺的临时固定上具有很大的使用空间。

六：UV减粘胶带

通过在压敏胶体系中部分加入含有不饱和官能键经辐射可交联的低聚物及可共聚的多官能基单体，可使压敏胶的粘接性能在UV 光照前后发生显著变化，实现清洁剥离的功能。

应用于半导体切割行业中对晶圆片材的固定。在UV 光照前，压敏胶具有良好的初黏性和粘接强度，晶圆片用胶带固定在基台上后进行切割或研磨工艺作业。作业完毕后，用UV 光以一定强度对粘接面进行短时间的辐照，压敏胶体系内的活性官能团发生进一步交联反应直至交联过度，致使压敏胶层失去黏弹态特征，粘接性大大降低，实现胶带与晶圆片的清洁分离。

除了半导体以外，对一些光学玻璃的切割，也会用这类产品。另外，在OLED屏贴合的工艺中，也会使用UV减粘胶带，做一个工艺制程保护的作用，国内比如上海精珅，上海高恒，嘉兴福莱欧仁，武汉华彩，宁波惠之星等都做的不错。

七：电解离胶带

这是比较新型的技术路线，国内外很多公司都在努力研究，甚至也会看到一些公司申请了一些相关专利，但是真正量产的还不是很多。胶带具有出色粘合力和保持力的特殊可移除胶带，可在通过电流后将其移除。该产品可以粘合和固定导电金属或薄膜。非常适合涉及保护需要可拆卸性的电子设备内部昂贵部件的应用，以及临时固定金属加工部件的应用。当然也有一个缺点，就是粘接基材要导电。

压敏胶延伸阅读：

本公众号主要记录了电子材料行业的相关信息，希望和行业内的各位大咖可以有很好的交流。

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