胶粘剂和涂料是生活和生产中不可缺少的材料,也是包装中的基本材料之一。
胶粘剂又称黏合剂,在包装和印刷中,如制作包装盒、包装箱等包装容器或使用各种包装标签时,胶粘剂是一种基本材料。
胶粘剂一般由几种成分组成。它通常是以具有黏性或弹性体的天然产物或合成高分子化合物(无机胶粘剂除外)为基料,并加入固化剂、填料、增韧剂、稀释剂、防老化剂等添加剂组成的一种混合物。对于每一种胶粘剂来说,并不都需要所有组分,这主要取决于胶粘剂的性质和使用要求。
1.基料
基料又称为基体,也称胶粘剂的骨架,是胶粘剂的主要而必需的成分,它使胶粘剂具有黏附的特性。基料通常是由一种或几种高分子化合物混合而成,如淀粉、天然橡胶、合成橡胶、合成树脂等。基料一般应具有以下效能。
•对被黏结制品或包装材料应有良好的黏附性和润湿性。
•基料应具有一定的强度和韧性。
•对被黏结制品或包装材料不产生化学反应及腐蚀,而且有耐使用介质的作用。
•应具有一定的耐热性能,能经受得住使用过程中一定范围内的温度变化。
•基料本身应具有一定的耐老化性能,并能融入到某些有机溶剂中。
有时,单独使用一种热固性树脂作基料,不能满足胶粘剂多种性能的要求。因而常在基料中加入橡胶或热塑性树脂或其他热固性树脂,来改善胶粘剂的性能。例如,在热固性树脂中加入橡胶,可增加黏结层的柔韧性,从而使抗冲击、弯曲、剥离强度得到提高。
2.固化剂
固化剂又称硬化剂或熟化剂。它能使线型分子形成网型或体型结构,从而使胶粘剂固化。一般按基料固化反应的特点和需要形成黏结层膜的要求(如硬度、韧性等)及由使用时的情况等来选择固化剂,也可以根据使用要求与具体条件进行选择。
3.填料
填料的加入可以增加胶粘剂的弹性模量,降低膨胀系数,减少固化收缩率,增加黏度、抗冲击韧性,提高使用温度、耐磨性能、胶结强度。改善胶粘剂耐水、耐介质性能和耐热、耐老化性能等。此外,由于填料的加入也可相应地降低胶粘剂的生产成本。
当然,填料的加入也有不利的一面,即增加了胶粘剂的重量,降低黏度而不利于涂刷施工,有些还会使胶粘剂失去原有的透明度,并容易造成气孔等。
4.增韧剂
增韧剂能改善胶粘剂的性能,增加韧性、降低脆性,提高黏结层的抗剥离、抗冲击能力,而且可以改善胶粘剂的流动性、耐寒性与耐震性等。但同时会使胶粘剂的抗剪强度、弹性模量、耐热性能等有所降低。增韧剂按其是否参与固化反应情况,可分为惰性增韧剂与活性增韧剂。
•惰性增韧剂是高沸点液体或低熔点固体有机物,与基料有良好的相溶性,它不参与胶粘剂的固化反应,仅为机械混合。常用的增韧剂有:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三苯酯等。
•活性增韧剂在起增韧作用时,也参与胶粘剂的固化反应,并进入到固化产物最终形成的一个大分子链结构中。常用的活性增韧剂有:低分子聚酰胺树脂、低分子聚硫橡胶等。
5.稀释剂
稀释剂的主要作用是降低黏度,以便于涂刷作业。同时也延长黏结剂的使用时间。稀释剂分为两大类:一类为非活性稀释剂,又称为溶剂,如丙酮、甲乙酮、醋酸乙酯、苯、甲苯等。它不参与胶粘剂的固化反应。另一类是活性稀释剂,它既可以降低胶粘剂的黏度,又参与胶粘剂的固化反应,如环氧丙烷丙基醚、甘油环氧树脂等。稀释剂能克服因溶剂挥发不彻底而使胶粘剂性能下降的缺点。但活性稀释剂一般都有毒性,易造成皮肤过敏等,使用时应注意作业人员和劳动环境的保护。
6.固化促进剂及着色剂
在热固性胶粘剂中,凡能加速固化反应或降低固化反应温度的物质叫固化促进剂,如环氧树脂胶粘剂中常用的叔胺、酚类、硫脲等。
使胶粘剂形成所要求的颜色,称为着色剂。它可使胶粘剂黏结或黏补好的制品外表美观。在胶粘剂的组成中,除了上述几个组分外,还可以加入其他特殊组分,如抗紫外老化剂、抗蚀剂等。