接着剤
初期状態は高分子の固形分を水中で重合させた懸濁水溶液。コロイド状態の天然または合成ゴムが主体の場合にはラテックス系接着剤、本来水に溶解しない高分子が保護コロイドでエマルジョン化されて水に溶けることができる状態となっているものはエマルジョン系接着剤と分類される。これらは特性を付与するために異なる高分子成分を混合する場合もあり、物性を設計する上での自由度が高い。貯蔵性に優れるが凍結させると分解し本来の機能を発揮しなくなってしまう。常温で接着するが低温の環境では充分に固化せず白化した状態となるため、最低造膜温度(Minimum Film Forming Temperature)上での作業が求められる。
接着過程は乾燥固化型で接着剤の水分が蒸発することで硬化して接着する。
接着後の体積変化が反応形などに比べて大きい。
アクリル樹脂系エマルション形やゴム系ラテックス形がある。
レゾルシノール系接着剤(Resorcinol resin adhesives、レゾルシン系接着剤)は、レゾルシノール樹脂またはフェノール・レゾルシノール樹脂を主成分とする接着剤。溶液系(水系、ホルムアルデヒド系)。
レゾルシノールとホルムアルデヒドを酸またはアルカリを触媒として縮合反応させ水やアルコールに溶解させた水溶液に、硬化剤としてパラホルムアルデヒド粉末を添加して硬化・接着させる。常温接着が可能だが、40°C程度に加熱させる方がより良く接着する。比較的高価であり接着面が黒褐色化する点はあるが、耐久性に優れ、木材接着用として合板・木工製品・楽器・木造船などの構造材料などに利用される。
レゾルシノールとホルムアルデヒドをアルカリ性下で縮合反応させ、これにホルマリン・ラテックスなどを加え反応させたRFL(Resorcinol Formaldehyde Latex)の水または溶媒溶液は、タイヤの繊維コードを接着する用途に使われる。
ポリアミド樹脂ホットメルト接着剤(Polyamide Hot melt adhesives、PAホットメルト、ナイロンホットメルト)は、ポリアミド(ナイロン)樹脂を主成分とする接着剤。固形。
11ナイロンや12ナイロンなど比較的融点の低いポリアミド樹脂を粉体またはフィルム状に加工したものは、ホットメルト接着剤として使用される。結晶性が低いダイマー酸とジアミンを共重合させたタイプは主に電気・自動車・木工用途に、線状ポリアミドタイプは繊維・金属接着分野などに使われる。
反応性ホットメルト接着剤(R-HM接着剤、ジェットウエルド)は、ウレタン樹脂を主成分とし、ホットメルトに反応系の特性を付与した接着剤。初期状態と使用法は固形に順ずる。
加熱状態で生成されたウレタンプレポリマーは、イソシアネート基(NCO基)を残しつつ固形化する。これをホットメルト接着剤同様に溶融塗布すると、冷却硬化後に空気中や被着材に含まれる水分と反応し鎖延長反応と架橋反応を起こす。化学反応を経るため一般的なホットメルト接着剤を上回る耐熱性を持つが、保管や使用には吸湿を避ける必要がある。
被着材の種類によっては、強酸性または強アルカリ性接着剤が腐食などの影響を及ぼすことがあり、接着剤を選定する際に考慮しなければならない場合がある。
アクリル樹脂系接着剤(Acrylic resin adhesives)は、アクリル酸および誘導体を主成分とする接着剤の総称。反応系。
アクリルモノマー・エラストマー・触媒などを主成分とする液体状。硬化・接着過程で化学反応を伴わないものは第一世代(FGA)、重合反応を行うものは第二世代(SGA)、ウレタンアクリレートやエポキシアクリレートを紫外線などのエネルギー照射によってラジカル重合を起こさせ硬化するものは第三世代(TGA)と呼ばれている。
現在は主成分液と硬化促進剤とを別梱したSGA二液形が主流となっている。これは、混和するとレドックス重合(ラジカル重合の一種)を起こし硬化・接着する。被着材の一方に主液を、もう一方に硬化剤を塗布し、圧着して接着させる。耐薬品性や物理性質に優れ、常温下で接着し、被着材の表面に多少の油膜が付いていても接着が可能。電気電子機器・車両・建築・金属など多くの分野で使われる。また、耐久性に優れるため構造用接着剤のひとつにも挙げられる。
ウレタン樹脂系接着剤(Polyuretheane resin adhesives)は、ウレタン基 -NHCOO-を持つ接着剤の総称。広義にはイソシアネート基(NCO基)やヒドロキシ基(OH基)から誘導され化合する接着剤を含む。反応系。
原料は多くの種類から選択が可能で、更に添加物を加えることで多様な物性を付与できる。
二液型は、末端に水酸基を持つポリオールとポリイソシアネート、または末端にイソシアネート基を持つウレタンプレポリマーとポリオールを組み合わせ、混合することで化学反応を起こし硬化・接着させる。常温接着するが、加熱により接着強度を高めることもできる。耐候性・耐油性・耐寒性に優れ、金属・セラミック・プラスチックなどの構造材料用として、また食品包装用のラミネートフィルムの接着に用いられる。
一液型は、ウレタンプレポリマーと触媒の混合液が加湿または加熱により硬化・接着する。工業用・建築用に利用され、特に床用分野では二液型のエポキシ樹脂系接着剤に替わって採用が広がっている。液表面が硬化してしまうなどのトラブルを起こさないように、密閉して保存する必要がある。