水基膠粘劑以水為溶劑或分散介質(zhì)的膠粘劑。水蒸發(fā)后膠粘劑濃縮、凝固。包括水溶型和乳液型兩類。水溶型主要有聚乙烯醇、異丁烯-馬來酸酐共聚物、低分子量脲醛樹脂、聚丙烯酰胺、甲階酚醛樹脂、聚環(huán)氧乙烯等。乳液型含樹脂型和橡膠型乳液膠粘劑。常用樹脂有醋酸乙烯聚合物或共聚物、聚丙烯酸酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂等;橡膠型主要有天然膠、氯丁、丁腈、丁苯乳膠等。
特點
水基膠粘劑是指以水為分散介質(zhì)的膠粘劑,也稱為水性膠粘劑,是我國近年來發(fā)展迅速的膠粘劑種類,2012年產(chǎn)量達341萬噸,約占膠粘劑總產(chǎn)量的60.9%。與溶劑型膠粘劑相比,水基膠粘劑由于以水為分散介質(zhì),因此具有環(huán)保、成本低、不易燃燒、生產(chǎn)和使用安全、粘度易調(diào)控等優(yōu)點;但是體系中的水分會使被粘織物收縮或使紙張卷曲和起皺,也會導(dǎo)致金屬被粘物產(chǎn)生腐蝕和生銹問題。由于水的表面張力大,極性高,水基膠粘劑對于非極性或弱極性材料的粘接性能較差。此外,水的比熱容較大,揮發(fā)速度慢,因此膠層在固化時需要使用加熱干燥設(shè)備。水基膠粘劑的固含量為40%~80%,通過提高體系的固含量,可以在一定程度上提高膠層的固化速度。
分類
(1)水溶液型水基膠粘劑 包括如下種類。
①天然或改性天然高分子的水溶液 如有些淀粉或糊精、纖維素及蛋白質(zhì)類膠粘劑。
②合成聚合物的水溶液 如聚乙烯醇(PVA)等。
(2)水分散型或乳液型水基膠粘劑 包括如下種類。合成樹脂膠乳,如聚乙酸乙烯酯(PVAc)、聚丙烯酸酯類等;合成橡膠膠乳,如丁苯、丁腈、氯丁橡膠膠乳等。
(3)固體橡膠或樹脂經(jīng)乳化或分散所制得的水性分散液 如水基再生膠或丁基膠等。
(4)其他如水基聚氨酯,既可在非連鎖聚合的合成期間乳化或分散制得,也可用已制成的離子型聚氨酯固體再乳化或分散制得。
配方組成
水分散型水基膠粘劑種類繁多,性能各異,代表著水基膠粘劑的發(fā)展主流。而水溶性水基膠種類較少,用途有限,性質(zhì)與配方組成亦較簡單。水分散型水基膠粘劑的配方組成一般包括:樹脂或橡膠(作為主要粘合成膜材料或非揮發(fā)成分)、水(作為流動介質(zhì)與主要揮發(fā)成分)、表面活性劑或乳化劑及其他必要添加劑(如消泡劑等)。由它們組成的水性膠乳或分散液有些就直接用作水基膠粘劑,但更多是針對具體用途再添加必要配合劑或改性劑(如增稠劑與填料等),或者將不同膠乳或分散液摻混起來用作膠粘劑。性膠乳或分散液的重要性質(zhì)有:固含量(非揮發(fā)物所占質(zhì)量百分數(shù))、粘度、乳化劑或表面活性劑種類及用量、表面張力、pH、膠粒大小及其分布、成膜溫度、機械穩(wěn)定性。
應(yīng)用
按照體系中主體材料分散狀態(tài)的不同,水基膠粘劑主要分為水溶型、水分散型和水乳液型三類。水溶型膠粘劑主要包括淀粉、糊精、纖維素、蛋白質(zhì)等天然高分子或其改性物的水溶液以及聚乙烯醇、氨基樹脂(如脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等)、酚醛樹脂等合成聚合物溶液;水分散型膠粘劑主要是指水性聚氨酯膠粘劑、水性環(huán)氧樹脂膠粘劑等;水乳液型膠粘劑主要有聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯等合成樹脂乳液以及丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠等合成膠乳組成的膠粘劑。水基膠粘劑主要應(yīng)用于木質(zhì)層壓板、地板、地磚、地毯、天花板與罩壁材料的安裝等建筑領(lǐng)域以及紙箱、瓦楞紙板、信封、尿布、衛(wèi)生巾、標簽等包裝領(lǐng)域。此外,水基膠粘劑在辦公用品、航空航天、電子電器、汽車制造等領(lǐng)域也有著較為廣泛的應(yīng)用。