黏著劑不黏、灌封膠灌不進?你可能少了這一味。
環氧稀釋劑常被視為配方中的小配角,實際上卻左右著整體的流動性、加工性與交聯結構穩定度。不同官能度的稀釋劑扮演著不同角色,選擇得宜才能兼顧施工順暢與性能表現,是膠材設計中不可忽視的關鍵一環。
在膠黏劑或灌封膠的配方設計中,我們常會為了「太黏不好用」而抓頭,或為了「想要穩又不能太硬」而苦惱。這時候,一個關鍵但常被低估的角色
——環氧稀釋劑,就悄悄上場了。
它可能不是主材料,但卻深深影響了流動性、交聯結構、Tg、甚至整體可靠性。它讓膠變得好施工,也可能是造成膠太脆、強度不足的關鍵因子。怎麼選、怎麼配,就會影響做出來的是一鍋「剛剛好」的配方,還是一場「滑太快或硬過頭」的災難。
如果把環氧樹脂的配方開發比喻成一場建築工程,那麼單官能基與多官能基稀釋劑,扮演的角色其實大不相同。
單官能基稀釋劑,就像是現場臨時工。
他們動作快、應變力高,能在現場快速搬運材料、協助灌漿或處理一些立即性的小問題。對施工隊來說,這些臨時工非常省事、靈活好用,能有效改善整體作業流程的流動性。但問題也在這裡,他們通常不參與結構主體的搭建,所以如果仰賴過多,就會發現整棟建築可能表面上很快搭起來了,但內部結構其實有點「空」。
另一方面,多官能基稀釋劑則像是結構鋼筋工班。
他們的動作或許沒那麼輕盈,材料成本也高一點、搬起來也比較重,但他們做的是扎實的事:打底、綁鋼筋、架支撐,這些工序決定了整棟建築能不能撐得住風雨、耐得住時間與溫差變化。在膠材世界裡,多官能稀釋劑同樣參與整體交聯結構的形成,提升強度、Tg 與尺寸穩定性。
從角色回到分子:我們來談談這兩位是怎麼工作的
前面我們用建築工地的角色,形容了單官能基和多官能基稀釋劑的個性與用途。一位動作靈活,來去快速,像臨時工。一位穩定可靠,參與結構建設像鋼筋工班。這樣的比喻或許能讓你對他們在配方中的「存在感」有個直覺概念。
但回到配方設計的現場,我們還是得面對分子層級的真實反應,誰參與反應?參與到什麼程度?會留下什麼?又會帶來什麼變化?
接下來,就讓我們把這兩位主角拉回反應槽裡,看看「單官能基稀釋劑」到底是怎麼幫上忙,又在哪些地方要小心使用。
單官能稀釋劑:輕鬆稀釋,也要小心用
單官能稀釋劑的優點很明顯,它小分子、低黏度、價格合理,稀釋效果非常直接有效。對配方工程師來說,當樹脂太黏、操作不順時,加入一點單官能稀釋劑,馬上可以讓系統「滑順」起來,不管是刷塗、灌封還是混料,手感與流動性都明顯改善。
但它的「單官能性」也是一體兩面。
固化時,它只能參與一次反應,接著就「結束任務」變成網絡末端。這意味著它無法幫忙撐起交聯結構,反而會讓整體交聯密度下降。從聚合物的角度來看,這些「鏈端」就像結構裡的鬆動環節,可能讓整體的Tg、強度、尺寸穩定性和耐溶劑性都打個折扣。
這並不代表單官能不能用,而是用的時候要清楚目的與風險:
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你是為了加工性妥協一點結構性?那沒問題。
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你是想便宜快速做出中等性能膠?那它可以勝任。
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但如果你做的是高結構強度、高溫耐性、電子封裝、光學應用,那它可能就不太夠了。
簡單說,它是一支好用的工具,但不適合拿來蓋主結構。需要穩定、高性能的時候,還是要靠雙官能、多官能的稀釋劑幫你補上那個結構環。
多官能稀釋劑:不是來「稀釋」,是來「補強」的
和單官能不同,多官能基稀釋劑不只是幫助黏度降低而已,它在固化反應中會持續參與交聯、進一步延伸與鞏固結構網絡。換句話說,它不只是打進來打一場就退場,而是直接加入你那張分子骨架的鋼筋施工圖。
這類稀釋劑的特性很適合應用在:
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需要高強度結構膠(如金屬對金屬接著)
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要求尺寸穩定性的封裝材料(如電子灌封)
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需要高交聯密度與耐熱性的複材樹脂系統
因為它們不會像單官能那樣形成「鏈端」,反而能進一步增加交聯點,讓整體 Tg、模量、耐衝擊性都往上拉。雖然這些分子通常黏度略高、價格也稍高,但在高要求的配方中,這類稀釋劑幾乎是結構穩定性的保證。
表一 單官能與多官能稀釋劑比較
類別 | 特性 | 適用領域 | 關鍵技術特性 |
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單官能基環氧稀釋劑 | 黏度降低、柔性改善、適用於黏著劑與塗料 | 低VOC塗料、建築膠、彈性密封膠 | 低黏度、可參與固化反應、提升柔性 |
雙官能基環氧稀釋劑 | 提高結構強度、參與交聯反應 | 結構型膠黏劑、環氧修補膠 | 雙官能結構、提升機械性、改善加工性 |
多官環氧稀釋劑(三官、四官) | 多官能設計、增加耐熱性與模量 | 電子封裝、耐熱複材、灌封膠 | 高交聯密度、良好尺寸穩定性、適用熱傳導膠 |
單官耐候型環氧稀釋劑 | 防腐與耐候性調整用酯類環氧 | 防蝕塗料、密封劑 | 分子結構緊湊、耐化學性好 |
低氯環氧稀釋劑 | 低氯設計、減少電子腐蝕風險 | PCB封裝、感測器灌封、薄膜塗層 | Total-Cl<0.3%、高絕緣性、防止電蝕現象 |
生質環氧稀釋劑 | 生質來源、環保法規相容產品 | 環保灌封膠、綠建材黏著劑 | BMT達80%以上、低毒性、低揮發有機物 (VOC) |
什麼時候該混用單官能+多官能稀釋劑?
在實務上,配方設計常常不是「選一邊站」的決策,而是需要在性能、加工性、成本之間找到平衡點。這時候,「單官能 + 多官能稀釋劑」的搭配使用,就是一種非常實用的策略。
情境一:施工性太差,但不能犧牲強度
問題:使用高交聯度多官能稀釋劑後,雖然性能很好,但黏度還是太高,操作吃力。
解法:在不超過總配方 5~10 phr 的範圍內補一點單官能稀釋劑,改善流動性,但不顯著削弱性能。
情境二:想要兼顧彈性與結構性
問題:成品太硬或太脆,容易碎裂或剝離。
解法:單官能可以引入柔性鏈段,多官能維持主體強度,兩者混用可打造出兼具「韌性 + 結構」的膠體。
情境三:考量成本與原料取得彈性
問題:多官能稀釋劑價格高、供應不穩或黏度太高時。
建議:單官能能有效稀釋黏度並壓低單位成本,前提是使用量控制得當。
還有什麼其他類型的稀釋劑呢?
除了環氧稀釋劑,不同樹脂體系中還有多種常見的稀釋劑,每一種都有其獨特的結構特性與應用場景。
例如,
丙烯酸稀釋劑常見於 UV 固化油墨與塗料,反應速度快且能調整柔性;
聚氨酯類稀釋劑則廣泛用於彈性材料,能提升耐衝擊性與柔軟度;
酚醛稀釋劑則適合用於高 Tg 與耐熱需求的系統;
還有像是 苯乙烯 等傳統不飽和聚酯稀釋劑,或是 醇酯酮類非反應型稀釋劑,雖然不參與交聯,但在某些系統中仍具加工價值。
每種稀釋劑背後都對應不同的選型邏輯——流動性、反應性、成本、法規與性能,每一步都牽動配方最終的表現。
表二 稀釋劑種類比較
不參與反應,僅降低黏度,具揮發性 | 醇類、酮類、酯類、醚類 | 否 | 溶劑型塗料、清洗劑、加工助劑 | 非反應型稀釋劑 |
不飽和聚酯系稀釋劑 | 複材、SMC/BMC、建材補強 | 是 | Styrene, MMA(具揮發性) | 高反應性但有VOC問題 |
酚醛稀釋劑 | 電子封裝、耐熱黏著劑、耐化學膠 | 是 | Resorcinol diglycidyl ether, Phenol epoxy ether | 耐熱性佳,多官能,強化結構 |
聚氨酯稀釋劑 | 彈性塗層、耐磨材料、彈性黏著劑 | 是 | Urethane acrylate oligomer, polyether diol | 賦予韌性與彈性,適合柔性應用 |
丙烯酸稀釋劑 | UV 光固化塗料、油墨、3D列印材料 | 是 | IBOA, TPGDA, TMPTA(單/雙/三官能) | 快速固化、調黏與柔性,高反應性 |
類型 | 應用領域 | 參與反應 | 主要種類 | 特性摘要 |
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不是設計錯,只是少了這一味
有時候,一個配方跑不順,不一定是哪裡設計錯了,可能只是少了一點「幫得上忙的細節」。
稀釋劑看起來不起眼,實際上在黏度、流動性、固化行為、甚至成品的可靠性上,都能幫你拉一把。它不像主樹脂那麼搶戲,但卻常常是讓整個系統變得好加工、好施工、好長期使用的關鍵。
如果你正在處理黏著力不穩、灌不進、膠太脆這類的老問題,或許可以試著從稀釋劑那邊動點手腳。
不是要改什麼大架構,而是做一點點微調
剛剛好,就夠了。
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