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黏著劑合成技術

黏著劑不是天然材料,就是合成聚合物製作而成。 丙烯酸黏著劑為合成黏著劑的典型產品。

丙烯酸黏著劑原料

丙烯酸黏著劑使用的原料是丙烯酸單體。 丙烯酸單體也用於隱形眼鏡、塑膠鏡片與吸水性聚合物。 透過選擇及聚合這類丙烯酸單體,我們可以合成具備特定功能的丙烯酸聚合物,作為黏著劑使用。 由於出色的透明度、耐候性、耐熱性與耐化學性,丙烯酸黏著劑廣泛使用於液晶面板、手機和汽車產品。

丙烯酸黏著劑的合成

丙烯酸聚合物的合成方法有溶劑聚合、乳化聚合與紫外線聚合。 最近幾年隨著全球環保意識逐漸升高,乳化聚合與紫外線聚合因不需使用有機溶劑,已經成為流行的趨勢。 各種丙烯酸聚合物的合成方法如下所示,同時列出相關的優缺點。


聚合類型
優點缺點
溶劑聚合
  • 聚合條件的操控相對簡單。
  • 方便添加各種添加劑,並且有很廣的設計可能性。 (可製成各種特性。)
  • 可塗薄膜塗層。
  • 使用有機溶劑。
  • 需要使用溶劑回收設備。
  • 高濃度情況下很難使用。
乳化聚合
  • 使用水,環保。
  • 可在高濃度下使用(乾燥性能更佳)。
  • 方便添加各種添加劑,並且有很廣的設計可能性。 (可製成各種特性。)
  • 可塗薄膜塗層。
  • 耐濕性與耐水性較差。
  • 對基板的黏著力較低。
  • 黏著表面很容易變粗糙。
  • 透明度較差。
紫外線聚合
  • 不需使用溶劑,因此具環保性。
  • 容易展現高性能(分子量高)。
    便於製造高厚度產品。
  • 便於製造具有黏著力特性的產品。
  • 需要使用專業設備,導致聚合有困難度。
  • 可用於產生黏著力的樹脂種類有限。
  • 塗佈速度相對較慢。

溶劑聚合
此法是在甲苯或乙酸乙酯等有機溶劑中,利用氧化鋅或過氧化物型引發劑遇熱產生自由基後合成黏著劑,可以完成丙烯酸單體的自由基聚合。
透過選擇共聚單體(以便控制性質)或選擇內含所需官能基的單體(以便提供交聯點),以及決定同一時間內丙烯酸類單體(主要單體)的混合量,合成具有理想性質的黏著劑。
在溶劑聚合法中,即將合成的丙烯酸黏著劑分子量分佈和分子量在各種聚合條件中(使用的溶劑、單體濃度、引發劑用量、引發劑添加方式、聚合溫度、聚合時間),產生劇烈變化且影響黏著劑的性質。 正常情況下,當黏著力為首要考慮重點時,則保持相對較低的分子量(MW: 200,000~400,000)而當耐熱性為首要考慮重點時,則保持相對較低的分子量(MW: 400,000~800,000)。

乳化聚合
乳化型丙烯酸黏著劑具備優於溶劑型丙烯酸黏著劑的特點,同時兩者也各有缺點。 丙烯酸類單體的聚合作用是在水中進行,需要加入表面活性劑,因此產品的耐濕度與耐水性較差。 另一方面,這種方法在成本和安全性兩方面佔有優勢。 在獲得固體濃度高的高分子量聚合物的同時,能夠保有優異的乾燥性能及黏著性能。
近年來大眾越來越重視資源利用、能源節約及環保議題,已經出現了不使用溶劑的製程趨勢。 就必需的設備成本與設備類型而言,乳化聚合也具備多項優點。

紫外線聚合
此法無需使用溶劑或水,將置於光線下即產生自由基的引發劑,添加於丙烯酸單體,然後照射紫外線,即可產生預聚合物。 接著,再次暴露於紫外線之前,在基板上塗上這類預聚合物,即可產生一種丙烯酸聚合物(黏著劑)。

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黏性複合乳狀液
黏性複合 uv
  

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