第三节　水性胶黏剂同溶剂型胶黏剂和热熔胶的比较

一、主要区别

溶剂型胶黏剂以苯、甲苯等有机溶剂为分散介质，物相是连续的。水性胶黏剂以水为分散相，是非均相体系。溶剂型胶黏剂的分子量较低以保持可涂粘性，而水性胶黏剂的黏性与分子量无关，因此，它的分子量可以较高。溶剂型胶黏剂的增黏剂主要是酚醛树脂，它可以使粘接力和耐热性都得到提高。水性胶黏剂含表面活性剂、消泡剂和填充剂等，表面活性剂的作用是增强水性胶黏剂的润湿性，消泡剂主要是消去搅拌时由表面活性剂引起的泡沫。溶剂型胶黏剂在溶剂挥发后会形成扩散膜，而水性胶黏剂若长时间放置，它的固态成分会聚结。溶剂型胶黏剂中的物质若析出能被溶剂再溶解，而水基胶黏剂中的固相物质是不可再被水溶解的。

二、粘接机理比较

1.溶剂型胶黏剂粘接机理

以氯丁胶为例，溶剂型胶黏剂的成分主要有聚氯丁二烯、ZnO（或MgO）、有机溶剂等。ZnO（或MgO）主要作为交联成分，聚氯丁二烯是胶黏剂的主体，有机溶剂是分散介质。

聚氯丁二烯的玻璃化转变温度低（-45℃），存在多种晶型，晶体熔点为53℃。低的玻璃化温度和有机溶剂的存在，加快了聚合物链的内部扩散，使自粘接能力增强，从而使聚合物有了黏性。粘接形成后，聚氯丁二烯开始结晶，并且ZnO和丙烯基氯产生了交联，残余的溶剂随之失去，这个过程的结果增加了粘接强度和耐热性，溶剂型胶黏剂的粘接机理见图1-1。

2.水性胶黏剂的粘接机理

在氯丁乳胶制备过程中，聚合物、增黏剂树脂、ZnO、稳定剂一起分散在水中，水是连续相。使用时，随着水分蒸发，就会发生物相的转变，固态粒子形成连续相，水成为分散相，水完全蒸发后，就会形成一层紧密的膜，聚合物和树脂的粒子产生了黏性，粘接强度受聚合物凝胶程度的影响，而粘接时间依赖于聚氯丁二烯的结晶率。水性胶黏剂的结晶和交联方式与溶剂型的相似，其粘接机理见图1-2。

三、优缺点比较

1.水性胶黏剂

水性胶黏剂的成本低于等量的溶剂型化合物，即使是便宜的有机溶剂也比水贵。当用水作介质时，同有机溶剂相关联的易燃性与毒性问题被消除。水性胶黏剂较易配成极端范围的黏度与固含量，例如水性胶黏剂比溶剂型胶黏剂更易制得高固含量-低黏度或高黏度-低固含量的组合。在水分散液中的聚合物浓度可以比溶剂型胶黏剂高很多。水性胶黏剂的渗透与润湿可通过表面活性剂或分散液中胶粒的大小来控制。配方中可使用增稠剂使黏度增大到可防止水性胶黏剂渗透到多孔性表面内的程度。

水性胶的缺点是水的存在会使被粘织物收缩或使纸张卷曲与起皱，也会引起钢铁质的应用与贮存设施产生腐蚀与生锈问题。在多数情况下，水性胶黏剂在装运与贮存期间必须防止发生冻结，因为这可能永久性损害容器与产品。

2.溶剂型胶黏剂

溶剂型胶黏剂则没有水性胶的上述缺点，而且它们的黏合接头通常比水性产品更耐水。它们一般有更大的黏性，能产生更大的初黏强度。对油性表面和一些塑料，溶剂型胶黏剂比水性胶黏剂的润湿性要好得多。其配方可调用多种溶剂以改变挥发、干燥及固化速率。但是，由于有有机溶剂，就必须使用防燃防爆设备，并且在操作与应用时还必须多加小心。此外，当使用溶剂型胶黏剂时，还必须对现场环境进行通风，使毒性有害物的影响降低到允许的程度。

3.热熔胶或100%固含量胶黏剂

热熔胶必须加热到流动才能应用。因为所用聚合物在连续加热时可能分解，所以加热时间与温度必须加以控制。一方面聚合物热熔体的黏度随分子量与用量的增大而增大，从而导致涂胶困难；另一方面，要产生高粘接强度和韧性，又需用较高分子量与较高用量的高聚物，这是热熔胶普遍存在的矛盾。因此需要在分子量、浓度与温度之间寻求某种折中平衡，以获得可操作的稳定性、施工应用性与粘接强度。精确地控制胶层也是困难的，尤其是在低胶层厚度范围内。但对于水性胶黏剂和溶剂型胶黏剂来说，使用高分子量材料就没有多少困难。即使是极高分子量的聚合物，也可制成高固含量与低黏度的水性胶乳。

热熔胶通常既不使纸张起皱，也不扰乱织物的尺寸。它们没有冻结危险，也消除了使用易燃与毒性有机溶剂的危害，并且不需要干燥设备。有效贮存期对热熔胶来说通常不成问题，但这在水性或溶剂型胶黏剂中却不容忽视。因为不需除去挥发性溶剂或水，故它们能应用于一个或更多的不可透性表面。但是被粘表面或零件需预热以达到适当的润湿与粘接。

热熔胶或100%固含量胶黏剂还有一些优点。例如，石蜡与沥青热熔胶不仅初始成本低，而且比溶剂型或水性胶黏剂的货运成本低，因为运送的每一份物料都用在了最终粘接接头中成膜。同样，热熔胶的单位有效产品的包装成本较低。但是，沥青与石蜡用作胶黏剂时，对许多应用均缺乏内聚强度。高分子量聚合物，如丁基胶或聚异丁烯，可用来提高粘接强度。对这些材料，要制得有用的配合物，需将石蜡或树脂或增塑剂加热，以产生低黏度的聚合物流体。其他类型的热熔胶是基于高分子量的聚合物，如乙基纤维素、乙酸丁酸纤维素及聚乙酸乙烯等。

被视为100%固含量胶黏剂的胶带与胶膜通常通过将溶剂基分散液涂胶来制得。也可用压延法制造，但这是一种成本很高的制法且需要大量的设备投资。

上述三种类型胶黏剂的一般优缺点比较见表1-1。