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黏著劑設計技術

多種原料製成之黏著劑,詳情請見以下示意圖。 這類材料是根據客戶希望的應用方式組合而成,因此這類黏著劑具有多元功能,可應用於膠帶製作。 膠帶絕對方便好用,可立即黏貼且可預先處理成預定形狀,這也正是為什麼膠帶廣泛運用於液晶電視、手機和汽車等領域的原因。 在汽車零件等需要永久穩固的用品品項中,黏著劑一定要有足夠的強度,而手機螢幕的保護膜則必須容易剝離且不留殘膠。 偏光薄膜必須使用透明且耐候性佳的黏著劑,車輛內部則必須使用VOC量低(揮發性有機化合物)的黏著劑。 配合每種不同用途的產品,需要使用不同類型的黏著劑。 因此本公司設計不同類型的混合黏著劑,可適用於各種用途的產品,以實現各項功能。 我們使用特別的設計,生產可用於矽晶圓和陶瓷器製程的黏著劑,這類黏著劑在正常情況下維持一定的強度,但遇熱或曝曬於紫外線後,強度會減弱。

黏著劑材料

在彈性體中添加不同份量的各種材料,即可研發出多種類型的黏著劑。 判定一種黏著劑中需要加入什麼種類及多少用量的材料,正是黏著劑設計技術的重要工作。

黏著劑種類

按照用途的不同,分別使用橡膠、丙烯酸和矽膠黏著劑,而且每種黏著劑都必須根據彈性體的不同特性設計。

♦ 橡膠黏著劑

天然橡膠本身的黏著力較低,所以通常會添加某種增黏劑。 這種做法讓橡膠黏著劑可黏貼至各種黏著物上,通常也用於包裝膠帶。

♦ 丙烯酸黏著劑

使用丙烯酸單體進行共聚作用,可合成多功能的丙烯酸聚合物,可作為黏著劑使用。 由於傑出的透明度、耐候性、耐熱性與耐溶劑性能,丙烯酸黏著劑可廣泛使用於液晶面板、手機與汽車用品等領域。
設計合成粘合劑(選擇丙烯酸單體)時,考慮的重點包括合成丙烯酸聚合物 Tg (黏著物承受最佳黏著力時溫度),交聯位點插入*(持久性與耐熱性),以及丙烯酸單體共聚性(丙烯酸聚合物與交聯位點的均勻性)。

* 交聯位點插入: 製作膠帶時,可透過添加異氰酸酯或環氧樹脂等交聯劑,建立丙烯酸聚合物的 3D 結構。 丙烯酸聚合物需要交聯劑與內含官能基的單體,才能夠完成交聯作用,如丙烯酸或丙烯酸羥乙酯等。
由於丙烯酸聚合物有較高極性,所以很難黏貼至聚烯烴等極性低的黏著物。 某些情況下,可透過添加增黏劑進行改善。

♦ 矽膠黏著劑

矽膠對於酷熱與酷寒的極端環境都有極佳的抗性,並且使用溫度範圍極寬。 因為矽膠本身黏著力不高,所以使用矽氧樹脂為增黏劑。 可透過改變矽膠與矽氧樹脂的結構比率,獲得所需的黏著特性。 也可使用過氧化苯甲醯等交聯劑產生交聯作用,從而改善其耐熱性。

♦ 聚氨酯黏著劑

這種黏著劑具有優良的可移除性,因此多應用於保護膜與絨毛去除機。

身為膠帶產品的綜合性製造商,Nitto Denko 生產各種類型的黏著劑,有能力研發適合特殊應用產品的各種全新功能。 為了充分利用各種材料特性,除依照材料黏著理論與界面化學知識設計各種黏著劑之外,本公司還採用以解決方案為導向的技術,從而滿足全新黏著劑的各種需求。

黏著劑種類與特性

黏著劑種類 彈性體 特性
橡膠 天然橡膠
合成橡膠
  • 天然橡膠便宜。
  • 黏著物
  • 因為具有非極性基,所以只輕微提高黏著力。
  • 耐熱性與耐候性降低。
丙烯酸 丙烯酸酯共聚物
  • 聚合物本身就是黏著劑。
  • 自由變性。
  • 相較於橡膠黏著劑,其耐熱性與耐候性較佳。
  • 黏著物
矽膠 矽膠
  • 適合用於各種不同溫度範圍。
  • 優良的耐熱性與耐寒性。
  • 優良的耐化學性與耐候性。
  • 價格高昂。
乙酯 乙酯樹脂
  • 優良的可移除性。
  • 僅有輕微程度惡臭及皮膚刺激性。
  • 優良的透濕性。
  • 不易產生強韌黏著力與黏性。 

烷基中所含碳原子數與 Tg 之間的關係

(甲基)丙烯酸酯單體發生聚合作用時,合成後的 Tg 聚合物依照(甲基)丙烯酸酯單體 R(烷基)內碳原子數目的不同,產生差異(參閱下文)。 可以合成具有符合期望的黏著劑特性相應之 Tg 的丙烯酸黏著劑。

丙烯酸黏著劑使用的單體物質

單體 結構 Tg (℃)
主要單體 丙烯酸乙酯 CH2=CHCOOC2H5 -20
丙烯酸丁酯 CH2=CHCOOC4H9 -55
2 - 丙烯酸辛酯 CH2=CHCOOC8H17 -70
丙烯酸異壬酯 CH2=CHCOOC9H19
共聚單體
(改善凝聚力)
乙酸乙烯酯 CH2=CHOCOCH3 32
丙烯腈 CH2=CHCN 97
丙烯醯胺 CH2=CHCONH2 165
苯乙烯 CH2=CHC6H5 80
甲基丙烯酸甲酯 CH2=C(CH3)COOCH3 105
丙烯酸甲酯 CH2=CHCOOCH3 8
內含官能基的單體 丙烯酸 CH2=CHCOOH 106
丙烯酸羥乙酯 CH2=CHCOOC2H2OH
丙烯醯胺 CH2=CHCONH2 165
甲基丙烯酸環氧丙酯
  

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