水性黏著技術

 

刊登日期:2018/1/5
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水性黏著劑為一環境友善的黏著劑,其符合環保、健康、安全三大訴求。隨著對水性黏著劑的深入研究,高品質、高性能、功能化的水性黏著劑必將滿足市場需求。分散或溶解於水中的成膜材料製成的黏著劑就是水性黏著劑。成膜材料一般都是有機聚合物,如澱粉、尿素甲醛、酚醛、丙烯酸酯、聚乙烯醇、醋酸乙烯酯、橡膠乳液、甲基纖維素、松香衍生物等。這些水性黏著劑使用水作為溶劑,其黏著劑成份分散在水中,從而降低膠料黏度,使其能以不同厚度用於各種被黏物。在黏著劑固化時,水的揮發可在密閉加熱環境或無加熱的開放環境中完成。

本文將從以下大綱,介紹水性黏著劑目前的類型與應用狀況。
‧水性黏著劑的分類
 1. 水溶液型水性黏著劑
 2. 水分散型或乳液型水性黏著劑
 3. 其他
‧水性黏著劑與溶劑型黏著劑的比較
 1. 水性黏著劑
 2. 溶劑型黏著劑
‧水性黏著劑的配方組成與特性
‧水性黏著劑的應用

 1. 竹拼板
 2. 水性黃膠

【內文精選】
水性黏著劑的分類
1. 水溶液型水性黏著劑
①天然或改性天然高分子的水溶液,例如澱粉、纖維素、蛋白質等黏著劑。
②合成聚合物的水溶液,如聚乙烯醇等。

水溶液型水性黏著劑因耐水性較差,用途與發展潛力有限。水分散型或乳液型水性黏著劑種類繁多、性能各異、用途廣泛,配方與製備技術也較複雜,代表著水性黏著劑的發展主流。值得一提的是,生命體內的黏著劑與人類最早應用的黏著劑如蛋清、漿糊都不是溶劑型黏著劑,而是水性黏著劑。大自然是最好的老師,它似乎早已昭示黏著劑的正確發展方向-水性黏著劑,深入這些天然黏著劑,人類在無溶劑黏著劑發展會少走許多錯路,可取得更快更大的進步。

水性黏著劑與溶劑型黏著劑的比較
1. 水性黏著劑
水性黏著劑的成本低於等量的溶劑型黏著劑,即使最便宜的有機溶劑也比水貴。用水當作介質,有機溶劑相關的易燃性與毒性問題即被消除。水性黏著劑較易配成大範圍的黏度與固含量,例如水性黏著劑比溶劑型黏著劑更易製得高固含量-低黏度或高黏度-低固含量組合。在水分散液中聚合物濃度可以比溶劑型黏著劑高相當多。水性黏著劑的滲透與潤濕可透過表面活性劑或分散液中膠體粒子大小來控制。水性黏著劑的缺點是水的存在會使被黏物有較大收縮,也會引起鋼鐵材質儲存設備產生腐蝕與生鏽問題,在多數情況下,水性黏著劑在運輸或儲存期間必須防止其發生凍結,因為這可能會造成容器與產品的永久性損壞。水性黏著劑與溶劑型黏著劑的比較如表一。

表一、不同類型黏著劑的比較
表一、不同類型黏著劑的比較

 

水性黏著劑的應用
一般水性黏著劑廣泛應用於建築產業,茲選定二個主要應用詳述如下。
1. 竹拼板
利用竹拼板(Bamboo Sheet)取代合板或木板的產品越來越多。竹子本身就是環保材料,而且竹子的成長期只要4~6年,不需要像木材得成長20年以上才可使用。用於竹拼板的水性黏著劑配方如表三。

圖一、竹拼板的製作程序
圖一、竹拼板的製作程序

竹拼板水性黏著劑配方使用兩種高分子樹脂,主要是為了調整黏著劑的黏度與加工性,改性劑常用澱粉或纖維素樹脂等,固化劑則端看所選擇的高分子樹脂系統而定。竹拼板水性黏著劑配方主要的性質在黏度與固含量,固含量一般控制在30~60%。竹拼板的製作程序如圖一。竹拼板需要測試破壞性與浸漬剝離…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

作者:林美汝/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」373期,更多資料請見下方附檔。


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