Dùng các hệ kết dính chứa dung môi hữu cơ trong quá trình kết dính cao su với kim loại cho hiệu quả rất cao nhưng chúng có nhiều hạn chế đặc biệt về khía cạnh môi trường. Hiện nay, nước được dùng thay thế cho dung môi hữu cơ để tạo hệ chất kết dính mới, hệ chất kết dính chứa nước. So với cấu trúc của hệ chất kết dính chứa dung môi (dạng huyền phù, gồm hai pha: pha thứ nhất gồm nhựa và polyme tạo thành một dung dịch, pha thứ hai gồm các chất phụ gia khác tồn tại dưới dạng huyền phù mịn trong pha thứ nhất), hệ chất kết dính chứa nước là hệ nhiều pha; pha phân tán polyme và pha liên tục nước tạo thành hệ nhũ tương, và pha thứ hai gồm các chất phụ gia phân tán trong hệ lỏng này (có thể hòa tan hoặc ở dạng huyền phù).
 |
| Trục in offset làm từ cao su nitrile |
Việc dùng nước thay thế dung môi hữu cơ có một số hạn chế như nước không thể thấm ướt tốt bề mặt kim loại như dung môi, nó không thể hòa tan dầu mỡ còn sót lại trên bề mặt kim loại, sự bay hơi tự nhiên của nước khỏi lớp màng kết dính thấp, hệ chất kết dính này nếu bị khô thì không thể hòa tan trở lại hệ thống để tiếp tục sử dụng. Những hạn chế này gây khó khăn khi sử dụng và làm cho độ bền kết dính không cao như dùng dung môi hữu cơ.
Tuy nhiên, ta có thể khắc phục các vấn đề trên bằng các biện pháp sau. Do sự thấm ướt không tốt, ta phải làm sạch bề mặt kim loại tỉ mỉ, cẩn thận hơn, loại bỏ hoàn toàn dầu mỡ, tạp chất còn sót lại. Đây là vấn đề cực kỳ quan trọng khi sử dụng các hệ kết dính chứa nước, có thể phủ photphat được biến tính bằng canxi lên bề mặt kim loại để giải cải thiện khả năng thấm ướt và kết dính. Hiện nay, các nhà sản xuất cũng phát triển các lớp lót có khả năng bám dính tốt kim loại, ta có thể phủ các lớp lót này trước sau đó phủ chất kết dính lên trên. Ngoài ra, do sự bay hơi tự nhiên của nước thấp hơn dung môi nên thời gian sấy khô kéo dài; ta phải gia nhiệt để nước có thể bay hơi nhanh và hoàn toàn. Ta gia nhiệt chất kết dính tới 60oC trước khi phủ lên bề mặt kim loại, tăng nhiệt độ lò sấy lên tới 104oC và tăng vận tốc không khí sấy để hỗ trợ cho quá trình bay hơi của nước. Tuy nhiên, cũng phải chú ý kiểm soát nhiệt độ trong từng điều kiện cụ thể để quá trình bay hơi nước xảy ra không quá nhanh, vì sẽ dẫn đến hiện tượng tạo “bông”. Còn trong trường hợp nước không bay hơi hoàn toàn, sẽ làm cho lớp màng kết dính có lỗ xốp hoặc thậm chí gây ăn mòn kim loại bên dưới liên kết, làm giảm độ bền kết dính.
Nhìn chung, ta thấy rằng việc chuyển sang hệ chất kết dính chứa nước tuy có một số ưu điểm như có thể tồn trữ trong một thời gian dài, đặc biệt về khía cạnh môi trường, sức khỏe, cháy nổ nhưng việc sử dụng những hệ kết dính này khá khó khăn, đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao hơn nhiều so với hệ chất kết dính chứa dung môi hữu cơ. Vì vậy, khó thuyết phục khách hàng chuyển sang dùng hệ kết dính này, do đó việc sử dụng chúng còn chậm.
Tham khảo từ tài liệu Handbook of Rubber Bonding, Bryan Crowther, 2003, trang 127 – 130
(vtp-vlab-caosuviet)