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作为高分子自粘胶膜防水卷材的核心原材料之一，热熔压敏胶的性能与最终卷材成品的性能密切相关，不管是预铺反粘法还是后贴法施工，热熔压敏胶的粘结性能和老化性能决定了最终卷材的防水、施工以及耐久性能。
作者单位：北京东方雨虹防水技术股份有限公司
特种功能防水材料国家重点实验室
摘自：2020年第9期《中国建筑防水》
流变试验可作为考察热熔压敏胶在高分子防水卷材上热老化行为的有效手段。在170 ℃的条件下将热熔压敏胶熔化并涂布于离型膜上，涂布量控制在（350±20） g/m2，再转覆至PET、PE、EPDM 3种不同基材上，去掉表层离型膜；将3组样品置于80 ℃恒温烘箱中处理24 h后取出，趁热用刮刀从基材上小心取下胶样，用于流变测试。利用流变仪考察了热熔压敏胶在不同基材上的热老化行为，包括玻璃化转变温度Tg、储能模量G'和损耗因子tanδ等流变学参数。
涂布过程与热老化处理对热熔压敏胶的
流变行为影响
粘接和剥离过程，实际上是热熔压敏胶发生流动和形变的过程，并呈现出典型的黏弹性特征。长期以来，有很大一部分观点认为热熔压敏胶的热老化过程就是在高温下受到空气氧化作用发生降解，然而防水卷材的热老化测试温度区间仅为70~80 ℃，而热熔压敏胶发生明显氧化降解的温度在170℃以上，两者相差甚远。
为深入探讨热熔压敏胶的热老化与流变行为，首先将涂布于PET基材的热熔压敏胶做80 ℃、24 h的热老化处理，与未经热老化处理的热熔压敏胶初始胶块作为对比进行流变试验，得到的流变曲线见图1。
图1 未经热老化的初始胶块与涂布于PET基材 热老化处理的热熔压敏胶流变曲线对比
图1总共包含热熔压敏胶初始胶块、涂于PET基材的热熔压敏胶的储能模量G'、损耗模量G''和损耗因子tanδ共计6条曲线。由图1可见，初始胶块和涂于PET基材热熔压敏胶的各项曲线几乎完全重合，这说明涂布过程和在PET基材上的热老化过程几乎对热熔压敏胶不造成明显的降解作用。
不同基材对热熔压敏胶的流变行为影响
PE基材为深入探讨不同基材对热熔压敏胶的流变行为影响，将PET基材涂布的热熔压敏胶样品作为空白对照组，与PE基材涂布的热熔压敏胶样品作对比，得到的流变曲线见图2。
图2 PE基材和PET基材上经老化处理的热熔压敏胶流变曲线对比
由图2可见，同样经过80 ℃、24 h的老化过程，PE基材上的热熔压敏胶样品相较于PET基材上的热熔压敏胶样品流变曲线发生了偏移，其中Tg点由5.6 ℃移至6.8 ℃，Tflow点由105 ℃移至114 ℃，而储能模量G'平台区整体抬升了约10 kPa，可以认为是热熔压敏胶中的增塑剂类组分向PE基材发生了迁移，这引起了热熔压敏胶整体变“硬”、性能劣化。
热熔压敏胶中矿物油组分一般由低分子量的碳氢类烷烃（以直链烃和环烷烃为主）构成，与PE类聚烯烃高分子材料具有类似结构，根据相似相容原理，矿物油组分具有向PE中迁移的趋势。基于对高分子结晶的基本认知，PE晶区由于结构规整致密、结晶度高，不易被矿物油组分溶胀，因此在80 ℃热老化下，矿物油虽然向PE内部发生了迁移，但迁移量有限。
EPDM基材将PET基材涂布的热熔压敏胶样品作为空白对照组，与EPDM基材涂布的热熔压敏胶样品作对比，得到的流变曲线见图3。
图3 EPDM基材和PET上基材经老化处理的热熔压敏胶流变曲线对比
由图3可见，当热熔压敏胶涂布于EPDM基材上时，所得的流变曲线Tg点向右移动高达3.7 ℃，Tflow点由105 ℃移至130 ℃以上，提升高达25 ℃；储能模量G'平台区整体抬升约32 kPa，上升至原来3倍，这说明矿物油组分向EPDM基材中发生了十分显著的迁移，tanδ曲线的大幅度下降也反映出其粘结性能的劣化。
EPDM是非晶橡胶材料，相较PE而言，与热熔压敏胶争夺矿物油的能力大大加强，使矿物油向EPDM中迁移的趋势加剧，导致热熔压敏胶的性能大大降低。
小 结
在80 ℃进行24 h热老化，热熔压敏胶本身并未发生明显的氧化和降解，且涂布过程并不影响热熔压敏胶的流变性能。将热熔压敏胶涂布在基材上，会发生小分子组分向基材的迁移，迁移效应为基材与压敏胶本体争夺矿物油的过程，而迁移程度与体系的结晶度相关，小分子在不同基材上的迁移效应排序依次为 PET<<PE<EPDM，在PET基材上几乎不发生迁移，在EPDM橡胶类基材上的迁移最为显著。
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