水基胶粘剂以水为溶剂或分散介质的胶粘剂。水蒸发后胶粘剂浓缩、凝固。包括水溶型和乳液型两类。水溶型主要有聚乙烯醇、异丁烯-马来酸酐共聚物、低分子量脲醛树脂、聚丙烯酰胺、甲阶酚醛树脂、聚环氧乙烯等。乳液型含树脂型和橡胶型乳液胶粘剂。常用树脂有醋酸乙烯聚合物或共聚物、聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂等;橡胶型主要有天然胶、氯丁、丁腈、丁苯乳胶等。
特点
水基胶粘剂是指以水为分散介质的胶粘剂,也称为水性胶粘剂,是我国近年来发展迅速的胶粘剂种类,2012年产量达341万吨,约占胶粘剂总产量的60.9%。与溶剂型胶粘剂相比,水基胶粘剂由于以水为分散介质,因此具有环保、成本低、不易燃烧、生产和使用安全、粘度易调控等优点;但是体系中的水分会使被粘织物收缩或使纸张卷曲和起皱,也会导致金属被粘物产生腐蚀和生锈问题。由于水的表面张力大,极性高,水基胶粘剂对于非极性或弱极性材料的粘接性能较差。此外,水的比热容较大,挥发速度慢,因此胶层在固化时需要使用加热干燥设备。水基胶粘剂的固含量为40%~80%,通过提高体系的固含量,可以在一定程度上提高胶层的固化速度。
分类
(1)水溶液型水基胶粘剂 包括如下种类。
①天然或改性天然高分子的水溶液 如有些淀粉或糊精、纤维素及蛋白质类胶粘剂。
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胶粘剂 包括如下种类。合成树脂胶乳,如聚乙酸乙烯酯(PVAc)、聚丙烯酸酯类等;合成橡胶胶乳,如丁苯、丁腈、氯丁橡胶胶乳等。
(3)固体橡胶或树脂经乳化或分散所制得的水性分散液 如水基再生胶或丁基胶等。
(4)其他如水基聚氨酯,既可在非连锁聚合的合成期间乳化或分散制得,也可用已制成的离子型聚氨酯固体再乳化或分散制得。
配方组成
水分散型水基胶粘剂种类繁多,性能各异,代表着水基胶粘剂的发展主流。而水溶性水基胶种类较少,用途有限,性质与配方组成亦较简单。水分散型水基胶粘剂的配方组成一般包括:树脂或橡胶(作为主要粘合成膜材料或非挥发成分)、水(作为流动介质与主要挥发成分)、表面活性剂或乳化剂及其他必要添加剂(如消泡剂等)。由它们组成的水性胶乳或分散液有些就直接用作水基胶粘剂,但更多是针对具体用途再添加必要配合剂或改性剂(如增稠剂与填料等),或者将不同胶乳或分散液掺混起来用作胶粘剂。性胶乳或分散液的重要性质有:固含量(非挥发物所占质量百分数)、粘度、乳化剂或表面活性剂种类及用量、表面张力、pH、胶粒大小及其分布、成膜温度、机械稳定性。
应用
按照体系中主体材料分散状态的不同,水基胶粘剂主要分为水溶型、水分散型和水乳液型三类。水溶型胶粘剂主要包括淀粉、糊精、纤维素、蛋白质等天然高分子或其改性物的水溶液以及聚乙烯醇、氨基树脂(如脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等)、酚醛树脂等合成聚合物溶液;水分散型胶粘剂主要是指水性聚氨酯胶粘剂、水性环氧树脂胶粘剂等;水乳液型胶粘剂主要有聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯等合成树脂乳液以及丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等合成胶乳组成的胶粘剂。水基胶粘剂主要应用于木质层压板、地板、地砖、地毯、天花板与罩壁材料的安装等建筑领域以及纸箱、瓦楞纸板、信封、尿布、卫生巾、标签等包装领域。此外,水基胶粘剂在办公用品、航空航天、电子电器、汽车制造等领域也有着较为广泛的应用。