아크릴 접착제는 일반 접착제와 다른 방식으로 접착 됩니다

아크릴 접착제는 일반 접착제와 달라요. 재료를 붙이는 방식이 다릅니다. 일반 접착제는 표면 위에 접착층을 만들어 딱딱하게 굳혀서 두 개의 재료를 서로 붙이는 방식이지만, 아크릴 접착제는 두 개의 아크릴 사이에 접착제가 묻으면 그 부분의 아크릴을 녹여서 서로 붙인 후 굳히면 하나의 아크릴 재료가 되는 방식입니다.

아크릴판으로 뭔가를 제작하려면 아크릴 전용 접착제가 있어야 해요. 인터넷에 검색하면 아크릴 접착제 관련 많은 접착제가 검색되는데요. 대부분은 아크릴 접착제가 아니고 일반 접착제라고 보면 됩니다. 순간접착제나 플라스틱 접착제, 우드락 접착제 이런 것들은 아크릴 전용 접착제가 아니에요. 아크릴판으로 DIY 작업 하려면 아크릴 전용 용해성 접착제를 구매해야 합니다.

아래에 아크릴의 특성과 아크릴 접착제 성분, 종류, 사용 방법에 대해 알아보겠습니다.

아크릴의 구조와 특성

아크릴 접착제가 아크릴을 어떻게 녹여 붙이는지 알기 위해 아크릴의 특성에 대해 알아보겠습니다.

아크릴의 구조

우리가 흔히 말하는 아크릴판의 정식 명칭은 PMMA입니다. 이름은 생소하게 들릴 수 있지만 사실 구조는 간단해요. PMMA는 메틸 메타크릴레이트(MMA) 라는 액체 분자가여러 개 줄줄이 연결된 형태입니다.

단량체(MMA)의 구조식: CH₂=C(CH₃)–COOCH₃

이 액체(MMA)가 수백 개, 수천 개 이어지면서 고체 플라스틱이 된 것이 PMMA입니다. 쉽게 말하면, 레고 블록으로 표현하면 MMA가 아주 많이 이어진 것이 아크릴(PMMA) 입니다.

아크릴 특성

PMMA는 무정형(Amorphous) 구조입니다. 즉, 얼음처럼 규칙적 배열이 아니라, 깨끗한 유리처럼 빛이 잘 통과하는 구조를 갖고 있어요. 그래서 투명도가 뛰어나고(약 92% 이상 투과), 표면이 매끄럽고, 부드러운 가공이 가능하고, 가벼운 장점이 있습니다. 하지만 기스에 약하고, 충격에는 유리보다 강하지만 PC보다는 약하고, 일부 화학약품에 민감한 특성도 있어요.

아크릴 접착제

아크릴 접착제는 산업용으로 분류됩니다. 일반 접착제와는 다르기 때문에 특히 주의를 필요로 합니다. 제품 성분 주의 사항을 숙지 후 작업해야 합니다.

성분

아크릴 접착제의 주성분은 Methylene Chloride(메틸렌 클로라이드)입니다. 화학명으로는 Dichloromethane(디클로로메탄)으로 둘다 같은 물질입니다.

화학식: CH₂Cl₂

분자 구조: 메탄(CH₄)에서 수소 2개가 염소로 치환된 구조

특징: 무색, 휘발성이 아주 강함, 달콤한 냄새, 플라스틱·아크릴·페인트를 녹이는 강한 용제, 점성이 거의 물처럼 묽음

아크릴 접착제가 아크릴을 녹여 붙이는 원리

일반 접착제는 본드층이 굳어 서로 붙입니다. 글루건, 실리콘 본드, 나무 본드, PVC 본드 등이 이런 방식이에요. 하지만 아크릴 접착제는 방식이 완전히 달라요.

주성분인 Methylene Chloride가 PMMA를 녹이는 성질을 가지고 있어요. 아크릴 접착제가 접합하는 방식은 아크릴 표면을 화학적으로 녹여서 분자 단위로 재융착(fusion bonding) 시키는 방식이에요. 즉, 두 판이 화학적으로 ‘하나의 아크릴’로 다시 굳는 것이죠. 즉, 본드로 붙는 것이 아니고 아크릴 자체가 이어지는 것이에요. 그래서 이 방식은 ‘접착’이라기보다 아크릴끼리 용접(Welding)이라고 부르는 게 더 맞습니다.

형상은 점성이 없고 본드가 물처럼 스며들어 갑니다. 잘 스며들어 모세관 접착(capisary action)방법으로 접합 합니다. 틈이 아주 좁아야 강하게 붙기 때문에 점도(끈적임)가 거의 없어야 합니다. 따라서 아크릴 접착의 특징은 빠른 건조와 접합 강도가 아주 강합니다.

두 장의 PMMA 사슬끼리 서로 섞이며 얽힌 상태에서 용제가 날아가면 두 사슬이 다시 단단한 고체로 굳어버리는 원리입니다.

메틸렌 클로라이드가 아크릴을 녹이는 이유

PMMA는 에스테르기(COOCH₃) 를 가진 고분자예요. 이 구조는 유기용제(organic solvent) 와 친합니다. 메틸렌 클로라이드(CH₂Cl₂)는 분자 크기가 작고 아크릴 표면에 빠르게 침투하고 에스테르기 주변의 고분자 사슬 사이를 벌리면서 일시적으로 고체를 젤처럼 느슨하게 풀어버립니다. 이 과정을 화학적으로는 팽윤(膨潤, Swelling) 또는 부분 용해라고 부릅니다.

사용방법 및 주의사항

아크릴 접착제를 구입하면 아래 사진과 같은 주사기 또는, 주사기 바늘과 접착제 주입용 용기를 같이 제공해 줍니다. 안 주면 별도 구매 하면되요. 약국 같은 데서도 쉽게 구매 가능합니다.

용기에 아크릴 접착제를 소량 덜어서 뚜껑과 주사기 바늘을 앞에 껴서 사용합니다. 뚜껑 앞쪽이 막혀있으니까 가위로 조금만 잘라서 사용합니다. 주사기 바늘이 뾰족하니까 찔리지 않도록 주의해야 해요. 바늘 끝부분을 니퍼 같은 공구로 조금 잘라서 사용해도 됩니다.

아크릴 접착제는 휘발성이 높기 때문에 화기에 가까운 곳에서 작업하면 안 됩니다. 환기가 잘되는 곳에서 방독마스크를 착용하고 작업하는 것을 권고합니다. 가까운 곳에서 직접적으로 가스를 조금만 흡입해도 어지러움을 느끼기도 합니다. 절대로 흡입하지 말고 주의해 주세요.

용해성이 높으므로 신속하게 작업해야 합니다. 본드 주입 후 1분만 지나도 두 개의 재료가 붙어서 살짝 고정되어있는 상태를 확인할 수 있습니다. 원하는 위치에 부착이 안 되었으면 다시 뜯어내고 작업해도 괜찮아요. 하지만 뜯어낸 자리는 백화현상이나 지저분한 부분이 남아있을 수 있어요. 아크릴이 녹아서 남아있기 때문입니다.

아크릴 접착제는 점성이 거의 없고 물처럼 묽은 액체입니다. 손기술이 좀 필요해요. 흐르거나 튈 수도 있어요. 눈에 들어가지 않도록 주의 바랍니다. 니트릴 장갑이나 작업용 장갑, 보안경을 착용 후 작업하세요.

아크릴 접착제 종류

아크릴전용 접착제는 서두에서 말씀드린 것처럼 두개의 아크릴을 서로 녹여 접합하는 방식으로 붙이게 됩니다. 이런 방식의 접착제를 ‘용해성 접착제’라고 하는데요. 아크릴 접착제로 사용 가능한 대표적인 제품 두 가지를 설명합니다.

MC-100

제조사: 한들

원산지: 대한민국

국내에서 주로 많이 사용되는 아크릴 전용 접착제입니다. 인터넷 검색하면 국내 많은 판매점에서 구입 가능합니다.

주성분은 Methylene Chloride로 앞 글자만 따서 MC라는 명칭을 붙인 것 같아요.

높은 휘발성과 빠른 용해성으로 아크릴 접착에 좋은 성능을 보여줍니다. 위에 설명한 것처럼 빠르게 작업해야 하며, 발생되는 유독가스는 흡입하면 안 됩니다. 환기가 잘 되는 장소에서 작업해야 해요. 아크릴판을 사용하여 어항 같은 제품을 제작하려면 이 제품을 사용해야 합니다.

웰드온(WELD-ON)

웰드온 제품은 세계적으로 유명한 제조 역사가 오래된 IPS 사에서 고품질과 높은 기술력으로 만든 제품입니다.

제조사: IPS

원산지: 미국

사용 용도: 아크릴 접착용으로 백화현상이 적으며, 폴리스틸렌, CAB 또는 폴리카보네이트 같은 플라스틱 재질과도 접착이 가능합니다.

특징: 투명한 물 제형이며, 빠르고 확실하게 플라스틱 접착을 하는 가연성 접착제입니다.

사용 방법: 1~2분 내 빠르게 작업해야 하며, 접착 후 3분이 지나면 고정됩니다. 최종 결합 강도의 80%에 도달하는 시간은 72시간으로, 3일 이상 건조한 곳에서 말려야 완전 접합됩니다.

웰드온 제품은 종류가 많은데요 아크릴용으로는 4SC를 사용하면 됩니다. 아래 그림 참고하세요.