热熔胶黏剂是一种加热熔化后涂胶,冷却即固化的方式来实施黏结目的一类的胶黏剂,也称为热熔胶。制备热熔胶的材料软化点必须较高,能使制得的热熔胶在室温下不发粘,熔融时流动性好,具有良好的润湿性,对一般材料亲和力大,本身的内聚力强度高,能形成完好的黏接。热熔胶不会造成环境污染,可以黏结多种材料,固化速度快,可以反复使用,缺点是耐热性不太高,不易黏接热敏感材料,难涂布均匀,不宜大面积使用。
热熔胶通常以热塑性塑料或弹性体作为基体,添加增塑剂、增黏树脂和抗氧化剂制成。热熔胶熔融并在冷却过程中迅速固化,产生优异的机械强度。热熔胶不含溶剂,合成方便,固化时间短,黏接范围广,存储运输方便并且不污染环境,符合“绿色化学”方向。广泛应用于木材、制鞋、服装、汽车和包装等领域。
热熔胶及其典型配方包括以下几部分。
EVA含有非极性聚乙烯链段和极性乙酸乙烯酯链段,是热熔胶工业中最常用的聚合物,很大程度上是因为EVA具有广泛的熔体指数值,对各种材料具有良好的黏附性,而且价格较低。EVA的黏结性、柔软性、加热流动性好;但其强度低、不耐热、不耐脂肪油、不能用作结构胶。
EVA热熔胶主要由EVA、增黏树脂和蜡组成。EVA增黏树脂改善润湿性和赋予黏性;蜡改变熔体黏度,并降低成本。接枝共混改性、无机粒子改性都可以提高其黏结强度和相容性。
(2)聚烯烃热熔胶
①聚乙烯(PE)-聚丙烯(PP)热熔胶
通常,聚烯烃作为基材很难黏合。然而聚烯烃树脂却被制成优异的热熔胶,这是因为其具有低表面能,并且能够湿润大多数聚合物和金属基材。与其他热塑性热熔胶相比,聚烯烃基黏合剂具有使用温度范围宽、良好的热稳定性、较长的开放时间、良好的防潮和防水蒸气性,作为一种新型黏合剂,其能够解决难以黏合的问题。
PE是无毒、耐低温、耐化学药品、高结晶、本身无黏性的物质。熔融指数(MI)低,分子量高,耐热封强度高,胶层柔韧性以及热黏附性好。做热熔胶常选用的MI为2~20g/10min。因聚乙烯是非极性材料,所以需选用极性低的配合剂。
制作热熔胶通常采用无规聚丙烯(APP)做基体,这样的热熔胶固化速度慢、耐热性不高,常加入低分子量的聚乙烯或结晶聚丙烯。
②接枝改性无规聚丙烯热熔胶
无规聚丙烯(APP)热熔胶对PP具有良好的黏合强度,与全同立构聚丙烯(IPP)相比,APP易于溶解,这有利于在弱溶剂中改性APP以获得热熔压敏黏合剂。
③尼龙(PA)热熔胶的组成
将尼龙6/66和0%~20%(物质的量百分比)尼龙510共混制备尼龙6/66和尼龙6/66/510共聚热熔胶。当尼龙510的含量从0%~20%时,共聚酰胺的熔点从167.3℃降至126.9℃,Tg从46.7℃降至18.3℃,这可能是因为尼龙510的添加扰乱了共聚酰胺分子链的规整性,使得结晶区域减少;当尼龙510的含量为15%时,尼龙6/66/510热熔胶的剥离强度达到最大值(71.36±2.13)N/cm。PA热熔胶共混改性适用于非极性塑料和金属的黏接。
④EEA(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)
其结构与EVA相似,但使用温度围较宽,热稳定性好,极性低。常用于高温涂布,黏度、强度要求高的场合,且对极性和非极性底材都有很好的黏结性。(www.xing528.com)
用作热熔胶基体的EEA树脂,丙烯酸乙酯的含量为23%左右。
⑤EAA(乙烯-丙烯酸共聚物)
EAA中含有极性大的羧基,使之对金属和非金属都有良好的黏结性。EAA树脂的性质还与丙烯酸单体含量有关。丙烯酸含量增大时,膜的透明性、低温热封性以及低温热黏性得到改善,并且对金属的黏结性及热熔胶的拉伸强度得到提高。
⑥EVAL(乙烯-醋酸乙烯-乙烯醇三元共聚物)
EVAL是EVA的皂化产物,为白色或浅黄色粉末或颗粒。EVAL分子中含有羟基,改善了对许极性底材的黏结性,且对树脂的刚性、加工性、着色性都有提高。
(3)聚酯(PES)
聚酯分不饱和聚酯和热可塑性聚酯两类。作为热熔胶,需用热可塑性聚酯,即线性饱和聚酯作为基料,它是由二元酸和二元醇或醇酸缩聚而成的。热塑性聚酯的熔点和玻璃化温度较高,所制得的热熔胶耐热性好。聚酯型热熔胶是以共聚物单独使用,一般无须加入其他成分。
(4)聚氨酯(PU)
聚氨酯为白色无规则球状或柱状颗粒,分为聚酯型和聚醚型两大类。常用聚酯多元醇与二异氰酸酯聚合。聚氨酯最突出的特点是耐磨性优异,硬度大,强度高,弹性好,耐低温。聚氨酯反应型热熔胶可分为热熔固化型和热熔加热反应型。
(5)聚酰胺(PA)
聚酰胺热熔胶具有较强的黏结强度,且分子量越大强度、黏度就越会提高,但熔点变化不大。聚酰胺可分为两类:一是二聚酸类,分子量高,熔融黏度高,软化点高,强度高,但热熔胶的工艺性下降;二是尼龙型(为了使用方便常用甲醛处理制成羟甲基化尼龙)聚酰亚胺胶黏剂。
(6)苯乙烯及其嵌段共聚物
此类共聚物没有硫化却有硫化橡胶的特性,蠕变性良好,与各种掺和材料都能相容,但其耐温性能、耐紫外光照射性能和耐烃化合物类溶剂性能较差。
包括:SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)。
热塑性热熔胶是热熔胶领域研究的热点,但在改性研究过程中要坚持低碳、节能和环保的原则,同时提高热熔胶与被黏物的黏接强度;改善热熔胶的表面润湿性和表面能。
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