曹杰

深圳市藍(lán)人科技有限公司 廣東深圳 518000

隨著社會(huì)的高速進(jìn)步，汽車(chē)、電子、裝修等行業(yè)正在蓬勃發(fā)展。上述行業(yè)的進(jìn)步同時(shí)帶動(dòng)了對(duì)生產(chǎn)起到至關(guān)重要作用的泡棉雙面膠的發(fā)展。泡棉雙面膠的主要功能是隔溫隔熱隔化學(xué)腐蝕并且密封性極強(qiáng)。這些功能決定了泡棉雙面膠在生產(chǎn)與人民生活中的普及使用。本文通過(guò)收集整理國(guó)內(nèi)外泡棉雙面膠的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，歸納總結(jié)了市面上應(yīng)用廣泛的幾種泡棉雙面膠，并依據(jù)有關(guān)國(guó)標(biāo)分析了泡棉雙面膠的性能檢驗(yàn)的方法。

1 泡棉雙面膠行業(yè)的市場(chǎng)現(xiàn)狀

目前在我國(guó)泡棉雙面膠大約有70%左右的產(chǎn)能可以自產(chǎn)自足。根據(jù)中國(guó)膠粘劑和膠粘帶工業(yè)協(xié)會(huì)的報(bào)告顯示，2020年我國(guó)膠粘帶產(chǎn)量321億平方米，產(chǎn)量較去年增長(zhǎng)9.0%，銷(xiāo)售額達(dá)到696.3億元，銷(xiāo)售額較去年增長(zhǎng)10.1%。2020年我國(guó)國(guó)內(nèi)泡棉雙面膠帶市場(chǎng)為1.4億元，較2019年時(shí)增加2千萬(wàn)元[1]。受全球疫情的影響，未來(lái)幾年泡棉雙面膠的整體增長(zhǎng)趨勢(shì)勢(shì)必會(huì)放緩，但這也將是我國(guó)泡棉雙面膠帶生產(chǎn)的加速期。因生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，人力成本負(fù)擔(dān)較輕，經(jīng)大數(shù)據(jù)分析，全國(guó)目前有多家雙面膠、泡棉雙面膠的企業(yè)正申請(qǐng)建廠或擴(kuò)建，規(guī)模從年產(chǎn)幾十噸到五千噸不等。下表1為2018年至2020年我國(guó)膠粘帶進(jìn)出口海關(guān)數(shù)據(jù)。

目前國(guó)外泡棉雙面膠的主要生產(chǎn)廠家有美國(guó)3M、德國(guó)德莎（TESA）、日本日東工業(yè)（NITTO）等，國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠家為亞化科技（上海）有限公司、永大（中山）有限公司、上海晶華膠粘新材料股份有限公司等。其產(chǎn)品囊括了EVA泡棉雙面膠、PE泡棉雙面膠、PU泡棉雙面膠、高發(fā)泡雙面膠、亞克力泡棉雙面膠等。上述產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于社會(huì)各行各業(yè)的生產(chǎn)生活中。

2 泡棉雙面膠的種類(lèi)與應(yīng)用

泡棉雙面膠使用的泡棉基材主要為EVA泡棉、PE泡棉、PU泡棉、高發(fā)泡泡棉、亞克力泡棉等。在不同泡棉基材的基礎(chǔ)上兩面涂滿丙烯酸黏合劑，這就組成了泡棉雙面膠。下圖1為EPE泡棉雙面膠的結(jié)構(gòu)演示圖。

圖1 2018年至2020年我國(guó)膠粘帶進(jìn)出口海關(guān)數(shù)據(jù)（萬(wàn)噸）

圖1 EPE泡棉雙面膠的結(jié)構(gòu)演示圖

2.1 EVA泡棉

EVA泡棉是一種新型的環(huán)保材料，其主要成分為乙烯乙酸酯，按照質(zhì)量等級(jí)可分為A料、B料、C料、低味道環(huán)保料、不環(huán)保料。EVA泡棉的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)主要體現(xiàn)在發(fā)泡的過(guò)程中。當(dāng)分解溫度達(dá)到時(shí)，發(fā)泡劑會(huì)分解并釋放出大量氣體，此時(shí)便形成了泡核。在突然泄壓后，泡核釋放了壓力導(dǎo)致了EVA材料膨脹，最終形成了EVA泡棉[2]。

EVA泡棉的特點(diǎn)主要為耐腐蝕性。因其主要成分的化學(xué)穩(wěn)定性，EVA泡棉具有很好的耐海水、耐油脂、耐酸堿等化學(xué)腐蝕、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)。也因EVA泡棉的回彈性與抗張力的水平很高，EVA泡棉也有很好的抗震動(dòng)性。

EVA泡棉因?yàn)槠涞膬?yōu)越性，廣泛應(yīng)用在五金、電子產(chǎn)品、金屬構(gòu)件的外包裝、體育器材等領(lǐng)域。

2.2 PE泡棉

PE泡棉，即聚乙烯泡棉，是聚乙烯泡棉經(jīng)發(fā)泡生產(chǎn)出的泡棉產(chǎn)品。PE泡棉因發(fā)泡成型工藝的不同，具體可分類(lèi)為EPE泡棉、XPE泡棉、IXPE泡棉等。

（1）XPE泡棉。焚燒后不會(huì)產(chǎn)生空氣污染，這是PE泡棉特有的優(yōu)點(diǎn)。這主要依靠于PE泡棉的主要成分為聚乙烯，其在高溫焚燒后的產(chǎn)物僅為二氧化碳與水。

因XPE泡棉中的聚乙烯在分子結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性有效減少了泡棉兩側(cè)的熱量交換，PE泡棉具有優(yōu)秀的絕熱性與耐高溫性。

（2）EPE泡棉。EPE泡棉另被稱(chēng)為EPE珍珠棉。其主要成分為聚丙烯酸。其特點(diǎn)是可塑性更高、防水防震性較XPE泡棉有所提高。EPE泡棉也有很好的耐酸堿等化學(xué)腐蝕的特性。因發(fā)泡倍數(shù)更高，EPE泡棉重量更輕，堅(jiān)固性更好。

EPE泡棉廣泛應(yīng)用在高檔禮盒的內(nèi)飾，玩具或電子產(chǎn)品的內(nèi)包裝等方面。對(duì)EPE泡棉復(fù)合鋁箔后，產(chǎn)品具有優(yōu)異的抗紫外線的能力。是汽車(chē)產(chǎn)品遮陽(yáng)與某些化工產(chǎn)品的隔熱的主要應(yīng)用產(chǎn)品。

（3）IXPE泡棉。IXPE泡棉的主要成為是低密度的聚乙烯。因生產(chǎn)工藝中使用了電子加速器進(jìn)行了輻射交聯(lián)，IXPE泡棉其表面更光滑平整，其吸水率更低。廣泛應(yīng)用在汽車(chē)軟內(nèi)飾、綠色建筑等其他方面。

2.3 PU泡棉

PU泡棉是在主要成分聚氨酯中加入甲苯二異氰酸酯（TDI）進(jìn)行膠聯(lián)反應(yīng)而形成的塑料類(lèi)產(chǎn)品。主要分為聚酯及聚醚型泡棉兩大類(lèi)。

PU泡棉相比PE泡棉，擁有更好的熱穩(wěn)定性與回彈性等力學(xué)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業(yè)、汽車(chē)等工業(yè)的保溫隔熱的結(jié)構(gòu)上。

2.4 高發(fā)泡泡棉

高發(fā)泡（又稱(chēng)二次發(fā)泡）泡棉將經(jīng)過(guò)充分混煉的物料在模具中加熱加壓下完成交聯(lián)，并有部分物理發(fā)泡劑分解產(chǎn)生部分發(fā)泡，將模具冷卻到一定溫度取出，在常壓下進(jìn)行二次加熱發(fā)泡。其發(fā)泡倍率可在三十到四十倍。

高發(fā)泡泡棉耐熱性能良好，其最高使用溫度可以達(dá)到120度以上，優(yōu)于EPE泡棉的最高使用溫度。高發(fā)泡泡棉的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，熱收縮性小，但因其發(fā)泡倍數(shù)的增加，其絕熱效果也有增強(qiáng)的趨勢(shì)。

高發(fā)泡泡棉主要應(yīng)用于一次成型類(lèi)產(chǎn)品或高精密元器件與儀表的外包裝材料。

2.5 亞克力泡棉

亞克力泡棉的主要成分為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是由全丙烯酸膠體輔以離型膜或離型紙制作而成[3]。

亞克力泡棉擁有良好的自粘特性，對(duì)塑料、金屬、木材、紙張等不易粘貼的介質(zhì)表面有很好的黏合性。其主要應(yīng)用在各種對(duì)密封性要求很高的施工場(chǎng)所等。

3 泡棉雙面膠的性能驗(yàn)證分析

泡棉雙面膠的生產(chǎn)機(jī)器的作用僅為在泡棉基材兩面涂膠、使用紫外燈光源對(duì)涂膠進(jìn)行固化、張貼泡棉兩側(cè)的離型紙。由于沒(méi)有驗(yàn)傷與糾錯(cuò)機(jī)制的存在，導(dǎo)致泡棉雙面膠的機(jī)器比較容易出現(xiàn)涂膠不均勻、涂膠溢出離型紙或離型紙張貼錯(cuò)位等生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題。因此，對(duì)泡棉雙面膠進(jìn)行一定的性能驗(yàn)證是十分必要的[4]。下文將重點(diǎn)根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T27595-2011《膠粘劑結(jié)構(gòu)膠粘劑拉伸剪切疲勞性能的試驗(yàn)方法》對(duì)泡棉雙面膠進(jìn)行性能驗(yàn)證分析。

3.1 泡棉雙面膠進(jìn)行性能驗(yàn)證的要求

（1）對(duì)測(cè)試人員與測(cè)試環(huán)境的要求。因?qū)ε菝揠p面膠進(jìn)行的性能測(cè)試中一部分為目視，因此首先要求測(cè)試人員應(yīng)具有正常的視力值。測(cè)試環(huán)境要求使用800至1200Lux的照明無(wú)影燈。同時(shí)要求測(cè)試人員的眼睛與產(chǎn)品相距30厘米，產(chǎn)品與燈源相距90厘米。

（2）泡棉雙面膠目視檢測(cè)的方法。測(cè)試人員的視線應(yīng)與被檢面呈現(xiàn)45度的夾角。在檢測(cè)過(guò)程中，測(cè)試人員應(yīng)上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)品約15度角檢查樣品。要求檢查時(shí)間不應(yīng)小于10秒。檢查時(shí)的順序應(yīng)為先檢查泡棉雙面膠的正面，接下來(lái)是下側(cè)，緊接著是右側(cè)，然后是上側(cè)，接著是左側(cè)，最后是泡棉雙面膠的背面。

（3）抽查泡棉雙面膠產(chǎn)品的方案。抽檢產(chǎn)品時(shí)，測(cè)試人員應(yīng)嚴(yán)格按照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-105EⅡ級(jí)第N次抽樣方案進(jìn)行。成品尺寸需按照特殊檢驗(yàn)水準(zhǔn)S=3標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)抽樣測(cè)試。

（4）抽檢可接受質(zhì)量等級(jí)結(jié)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 檢驗(yàn)方法與工具

（1）對(duì)泡棉材質(zhì)的檢驗(yàn)。測(cè)試人員按照3.1.2中的方法目視樣品，核對(duì)樣板是否符合工程要求。

（2）對(duì)泡棉雙面膠尺寸的檢驗(yàn)。測(cè)試人員首先使用卡尺，測(cè)量泡棉雙面膠的長(zhǎng)度、厚度是否和圖紙上的要求符合，允許的誤差為0.05毫米；然后檢驗(yàn)生產(chǎn)機(jī)器上的防塵網(wǎng)厚度是否符合圖紙要求的0.02毫米的誤差。

（3）對(duì)泡棉硬度的檢驗(yàn)。測(cè)試人員通過(guò)手感檢驗(yàn)泡棉與標(biāo)準(zhǔn)樣品板的硬度是否一致。

（4）對(duì)泡棉雙面膠的外觀進(jìn)行檢驗(yàn)。測(cè)試人員首先按照3.1.2中的要求目視泡棉雙面膠的外觀是否有污垢、毛邊、褶皺、沖泡、沖缺或脫落等問(wèn)題；測(cè)試人員還應(yīng)撕起離型紙，判斷泡棉是否被撕破；目視檢查泡棉雙面膠表面是否存在積膠、少膠、缺膠、溢膠等問(wèn)題。

（5）對(duì)泡棉雙面膠的特性進(jìn)行檢查。

①普通特性。在恒溫試驗(yàn)機(jī)中對(duì)泡棉雙面膠進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試，判斷外觀與黏性是否存在異常；在65攝氏度的溫度下進(jìn)行耐高溫測(cè)試，判斷泡棉雙面膠四小時(shí)后是否存在漏膠或貼不整齊的情況。

②泡棉雙面膠的剝離強(qiáng)度測(cè)試。將泡棉雙面膠撕下20厘米并完全覆蓋到測(cè)試板上使用4千克的重物以10m/min的速率輥壓泡棉雙面膠5次。之后，在22攝氏度和50%環(huán)境濕度的條件下，將膠帶的一端以300m/min的速度從膠帶的180度角的方向撕下。根據(jù)儀器記錄的剝離時(shí)消耗的力度，計(jì)算樣品的剝離強(qiáng)度。

③泡棉雙面膠的初粘力實(shí)驗(yàn)——滾球試驗(yàn)。在室溫為21至23攝氏度，環(huán)境相對(duì)濕度為50%的前提下，將泡棉雙面膠平穩(wěn)連續(xù)地粘貼在基材面上，使用一顆直徑11毫米，重量為5-6g的鋼球在離膠層30度角的平穩(wěn)斜坡頂部滾落。測(cè)試人員通過(guò)測(cè)量鋼球在粘有泡棉雙面膠的基材上的滾動(dòng)距離，計(jì)算得出該樣品的初粘力。

④泡棉雙面膠的抗剪切力實(shí)驗(yàn)。在室溫21至23攝氏度，環(huán)境相對(duì)濕度為50%的前提下，將泡棉雙面膠整齊貼滿1320毫米的基材表面，將基材帶雙面膠的一面張貼在測(cè)試板上，并兩者接觸面積為260平方毫米。首先測(cè)試者應(yīng)靜置測(cè)試板30秒，并記錄基材的滑動(dòng)距離；之后重新張貼測(cè)試板與基材并使用1千克的標(biāo)準(zhǔn)砝碼掛在基材上，記錄30秒后基材的滑動(dòng)距離。通過(guò)比較兩次基材滑動(dòng)距離的差值，計(jì)算出泡棉雙面膠的抗剪切力。

⑤泡棉雙面膠的耐溫性實(shí)驗(yàn)。在室溫21至23攝氏度，環(huán)境相對(duì)濕度為50%的前提下，將泡棉雙面膠粘貼至一塊鋁箔的一端并保證粘貼面積為399平方毫米。取另一條鋁箔并保證鋁箔的重量控制為80克，將其一端完全粘貼于泡棉雙面膠上。采用4千克重物以速度為0.3m/min的方式滾壓2次后，立即將兩條鋁箔豎直掛立起來(lái)，在環(huán)境溫度升溫至50攝氏度后開(kāi)始計(jì)時(shí)，以第二條鋁箔完全脫離泡棉雙面膠時(shí)終止計(jì)時(shí)。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，若剝離時(shí)間大于15分鐘小于90天，則稱(chēng)該時(shí)間為短期時(shí)間，若剝離時(shí)間大于90天，則稱(chēng)該時(shí)間為長(zhǎng)期時(shí)間。依照不同使用環(huán)境的產(chǎn)品使用規(guī)定，判斷產(chǎn)品的耐溫性實(shí)驗(yàn)是否合格。

⑥泡棉雙面膠的揮發(fā)性實(shí)驗(yàn)（根據(jù)《美國(guó)汽車(chē)內(nèi)飾材料霧化特性測(cè)試程序SAEJ1756-94》進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

本實(shí)驗(yàn)探究的是泡棉雙面膠在高溫下其易揮發(fā)性成分的喪失率。喪失率越低說(shuō)明該試樣的泡棉雙面膠的有機(jī)成分揮發(fā)性越小，產(chǎn)品質(zhì)量越高。

在室溫21至23攝氏度，環(huán)境相對(duì)濕度為50%的前提下，將泡棉雙面膠試樣放置24小時(shí)，以保證樣品濕度平衡。將濟(jì)南蘭光的FT-F1內(nèi)飾件霧化儀中的清洗起霧杯及起霧玻璃板使用純水與10%的乙醇清洗并在65攝氏度的烘箱中烘干，使用電子天平準(zhǔn)確稱(chēng)量玻璃蓋板的重量并記錄，待用。將已與環(huán)境濕度平衡的泡棉雙面膠樣品，使用電子天平準(zhǔn)確稱(chēng)取10克（偏差為0.0005克）并放置在起霧杯的樣品架上，蓋上玻璃蓋板。將帶有樣品的起霧杯小心放入儀器的浴槽內(nèi)并設(shè)置溫度為100攝氏度。待浴槽內(nèi)溫度上升至95攝氏度時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)2小時(shí)。2小時(shí)之后關(guān)閉儀器加熱組件并在浴槽內(nèi)自然冷卻至室溫。之后，取下玻璃蓋板，并再次使用電子天平準(zhǔn)確稱(chēng)量其的重量。通過(guò)公式（加熱后的玻璃蓋板重量-加熱前玻璃蓋板重量）/泡棉雙面膠樣品的重量×100，依照不同使用環(huán)境的產(chǎn)品使用規(guī)定，判斷產(chǎn)品的揮發(fā)性實(shí)驗(yàn)是否合格。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著各行各業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展，不同類(lèi)型的泡棉雙面膠在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用也越來(lái)越廣泛。本文收集并整理了國(guó)內(nèi)外泡棉雙面膠的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，闡明了泡棉雙面膠的未來(lái)發(fā)展前景。同時(shí)歸納并總結(jié)了市面上應(yīng)用廣泛的幾種泡棉雙面膠，分別從其不同的種類(lèi)與應(yīng)用上進(jìn)行了概述。本文創(chuàng)新性的依據(jù)有關(guān)國(guó)標(biāo)與行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)探究了我公司現(xiàn)行的泡棉雙面膠的性能檢驗(yàn)的方法。