聚酰胺热熔胶的应用与特性

1.聚酰胺热熔胶的组成及特点

聚酰胺（PA）热熔胶是以聚酰胺树脂为主体材料而制得的一类热熔胶。聚酰胺是由羧酸与胺类生成的主链上含有酰胺基团—CONH—重复结构单元的线型热塑性聚合物。其突出优点是软化点范围窄，温度稍低于熔点就立刻固化，耐油性和耐药性好。又由于分子中含有氨基、羧基和酰胺基等极性基团，因此对许多极性材料有较好的粘接性能。聚酰胺热熔胶在工业中得到了广泛的应用。

聚酰胺热熔胶可分为低相对分子质量聚酰胺热熔胶和高相对分子质量聚酰胺（尼龙型）热熔胶两类。低相对分子质量聚酰胺热熔胶系由植物脂肪酸（如亚油酸、豆油酸、桐油酸等）的二聚体或三聚体与有机胺（如乙二胺、丙二胺、己二胺等）经过缩聚反应制得的，常称之为脂肪酸聚酰胺热熔胶。由于聚酰胺树脂的酰胺基团上的氢能与另一酰胺基团链段上的给电子羰基结合成牢固的氢键，使树脂的熔点升高，从而具有良好的柔韧性、耐油性和粘接性能。这些性能随树脂相对分子质量的增大而提高。与乙烯—醋酸乙烯（EVA）热熔胶相比，聚酰胺热熔胶基体的聚酰胺树脂的相对分子质量一般在1000～9000的范围之内。

高相对分子质量聚酰胺热熔胶俗称尼龙型热熔胶，是由内酰胺或氨基酸衍生物均聚、短碳链二元酸和二元胺缩聚而成的。与低相对分子质量聚酰胺热熔胶相比，由于结构规整，使它们的结晶度、熔点和熔体粘度都较高。用作热熔胶的尼龙（Nylon）有以下几种：尼龙6、尼龙12、尼龙11、尼龙66、尼龙69、尼龙610、尼龙612等。为破坏尼龙的规整性，降低其结晶度、熔点，常用共聚的方法，例如尼龙6、尼龙66与尼龙12、尼龙10共聚而成尼龙6/12、尼龙6/66/10、6/66/12等，这样也增加了分子链的柔性。实际应用于热熔胶的三聚尼龙型聚酰胺有尼龙6/66/610、尼龙6/66/12、尼龙6/66/612。

实际应用的聚酰胺热熔胶大多采用共聚酰胺树脂，以满足不同的使用要求。通过共聚，分子链规整性被打乱，氢键遭到破坏，使之结晶性下降，从而降低熔点。采用不同的摩尔配比，可制得高（180～190℃）、中（140～150℃）、低（105～110℃）环球软化点的PA热熔胶。

为满足不同的需要，也可以添加增粘剂（如松香及其衍生物、聚乙烯蜡等高熔点蜡类）和其他树脂（如无规聚丙烯、酚醛树脂或环氧树脂等）；有时为降低其融化温度，还需添加增塑剂，以满足不同的需要；有时为了调节热熔胶的软化点和施胶工艺，将不同相对分子质量或不同种类的聚酰胺混合使用。如将不同相对分子质量的聚酰胺树脂（表现为从液体到固体）按一定比例相互混合，可将热熔胶的软化温度调整到100～200℃这样一个宽的范围。

2.聚酰胺热熔胶的应用

聚酰胺热熔胶的高粘接强度，尤其是良好的耐化学品性，使其在纤维织物粘接领域得到了广泛应用。它常用于外衣粘合衬、衣革粘合衬、鞋帽及装饰粘合衬（如地毯、墙布等）。其优良的柔韧性，使其适用于制鞋绷楦如前尖和腰窝、摺边及制主跟包头；对皮革、人造革的良好粘接性使其可用于箱包的制造。聚酰胺热熔胶还应用于电器、机械工业、汽车车辆、土木建筑和家具等行业。(www.xing528.com)

（1）用于金属粘接 由聚酯酰胺和聚苯乙烯热混制成的热熔胶条，对金属具有良好的粘接力，且粘接强度很高，即使在老化和较高的温度下仍能保持理想的粘接强度。聚酯酰胺由聚酯预聚物（50%～80%）和聚酰胺预聚物（20%～80%）用两步法共聚反应制成。聚酯作为晶态嵌段，它赋予胶粘剂较高的熔点和粘接强度；聚酰胺作为非晶态嵌段，赋予胶粘剂可湿性、弹性和橡胶特性。聚苯乙烯具有增加胶粘剂的粘接强度、降低熔体粘度和抗老化的作用。例如将33.4份（质量份，下同）二聚酸和8.3份1，6-己二胺加入反应釜中，在搅拌下缓慢升温到190～220℃，在0.8～1.0MPa的条件下反应2h；然后降压至0.6MPa，加入57.1份晶态对苯二甲酸乙二醇酯（熔点260℃，特性粘度为0.147），1.2份乙二醇和微量抗氧剂；在反应釜中的氮气压力为0.3～0.45MPa条件下，于1h内缓慢地加热到260～280℃，保持30min之后降至常压；最后在260℃，0.2～0.8kPa条件下继续反应2～4h，将制成的熔融聚酯酰胺放入水中骤冷，造粒。树脂的熔点为145℃，特性粘度为0.4～0.8cm³/g。取上述颗粒80～90份与聚苯乙烯颗粒10～20份混合，在挤出机中于200～240℃挤成小条。使用该胶条能够粘接的金属材料有钢、铁、铝、铬、铜、锌、钛和锡等。

（2）用于电器行业中的粘接 由于聚酰胺热熔胶优良的柔韧性、耐油性以及优良的介电性能和对各种材料均有良好的粘接性等特点，因此，聚酰胺热熔胶也广泛应用于电器等行业中。如以天津某厂生产的011树脂和C13二元酸为基体原料，采用本体聚合，接枝后用改性剂交联改性，可合成一种具有特殊结构的新型聚酰胺。由于分子结构中具有适度接枝和交联点，使产品具有软化点高，熔融范围窄，粘接强度大，粘度适中，电性能优异，韧性、耐热性和难燃性好等特点。另外，采用本体聚合，整个反应无溶剂存在，避免了溶剂分离、回收等后处理问题，不会污染环境。以这种聚酰胺为主体的树脂，再用添加剂调节性能，可制备用于彩电偏转线圈粘接、固定的CP型热熔胶。如果合成条件经过适当调整，可得到适用于不同场合的聚酰胺热熔胶制品，可应用于家用电器导线的捆绑、电器接头包覆，通信电缆、吸尘器等生产中的有关部件的粘接和密封。

（3）用于塑料粘接 由二聚酸基聚酰胺和芳香族化合物混配制成的热熔胶，适用于粘接厚度为0.01～1.0mm范围内的热塑性塑料片材，粘接后可达到的剥离强度为10～40N/cm，拉伸剪切强度为1～3MPa。例如将72份（质量份，下同）二聚酸、3.6份豆油脂肪酸、2.2份己二酸、5.3份乙二胺和6.9份己二胺加入反应釜中；通入氮气，加热至温度为200～250℃，压力为1.0～1.5MPa，反应4h后降压；然后在250℃，真空度为0.7～1.3kPa的条件下继续反应2h；然后降温至160℃，加入10份α-萘酚混合均匀；再将此熔融物涂在聚甲基丙烯酸酯薄膜上，与同样一张薄塑料在90℃时加热粘接。冷却后，粘接件的剥离强度为14N/cm（粘接破坏），拉伸剪切强度为1MPa。该胶可粘接的塑料有丙烯酸树脂、尼龙、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚烯烃树脂等。

（4）用于纺织品粘接 使用热熔胶的纺织品主要有服装、地毯、织物的植绒等。由于聚酰胺热熔胶优异的耐水洗性和耐干洗性，因此占领了服装行业热熔胶的主要市场。由二聚脂肪酸、脂族直链二羧酸、己内酰胺或ω-氨基己酸及二胺多元共聚制成的聚酰胺热熔胶特别适用于纺织品与其他材料或纺织品之间的粘接，其粘接物对卤烃类溶剂具有很好的稳定性，在60℃的碱水中具有良好的耐洗稳定性。例如在装有冷凝器、搅拌和测温装置的缩聚反应器中，加入4.8份（质量份，下同）二聚长油脂肪酸，3.2份长油脂肪酸，28.7份癸二酸，31.2份1，12_-二氨基十二烷，32.1份己内酰胺；在氮气保护下，缓慢升温至250℃，保温4h；然后在温度为250℃，在真空度为1.6kPa和0.3kPa下分别保温2h，以除去残留的缩合水份和游离己内酰胺。最后得到的树脂软化点为120～140℃，熔体粘度（220℃）为2～20Pa·s。将树脂制成粒度为300～500μm的颗粒，均匀地涂在混纺布（45%羊毛，55%聚酯）上，涂胶量为20g/m²；树脂加热至高于软化点20～30℃，再覆上同样一块布料进行热粘接，粘接时间为15～20s，粘接压力为39.2kPa，经测试，试样的起始撕裂强度为50～60N/5cm，60℃水洗潮湿撕裂强度为30～50N/5cm，过氯乙烯干洗潮湿撕裂强度为30～45N/5cm。

（5）用于皮革粘接 聚酰胺树脂单独用于皮革粘接时，其粘接效果不甚理想。若将聚酰胺与少量环氧树脂及增塑剂经热混、反应后制成热熔胶条，对皮革制品的粘接强度和固化性能就会大有改善，且适用于直接供料的涂胶设备。这是因为环氧树脂与聚酰胺分子中的胺基上的氢原子直接反应，从内部增强了树脂，改善了其流动性和尺寸稳定性，而且还能使胶粘剂在熔融状态下的湿透能力得到提高。但环氧树脂的用量要合适，否则易出现凝胶现象。例如先将85.5份（质量份，下同）聚酰胺A（由豆油二聚酸与乙二胺反应制成，胺值为1.9mgKOH/g，酸值为7mgKOH/g，软化点为105～115℃）加到反应釜中，升温至150℃，使之熔化；另将4.0份环氧树脂（熔点为20～28℃，环氧当量为225～290）与5.7份磷酸三丁酯（增塑剂）混合，然后加入反应釜中，在强烈搅拌下，于140～150℃反应30min；最后加入4.8份聚酰胺B（由二聚酸、三聚酸与二乙烯三胺反应制得，胺值为25mgKOH/g，酸值为12mgKOH/g，软化点为43℃），在连续强烈的搅拌下，继续加热反应0.5～1h，使反应完全。产物于85～90℃经挤出机挤成直径为φ300μm的胶条。

（6）其他应用 由聚酰胺、聚环氧化物、苯酚和其他添加物混合配制成的聚酰胺热熔胶在熔融状态下，具有良好的流动性和很强的润湿能力，用于铝箔和涂塑纤维板容器，粘接强度很高。这是因为聚酰胺和环氧树脂是反应性组分，能与热塑性载体相混。作为非反应性热塑性载体，聚乙烯、丁二烯和烯烃树脂的加入有助于提高胶粘剂的粘接强度、增加树脂间的相容性，赋予热熔胶柔韧性。而适量地加入苯酚，能防止在较高的使用温度下，环氧树脂与聚酰胺反应形成凝胶，并提供更多的烃基，增加胶粘剂的极性，改善其润湿性。例如将26.5份（质量份，下同）β-蒎烯树脂（熔点为115℃）加入WP型混合器中，升温至165℃，加入19.6份烯烃树脂（98份异丁烯和2份异戊二烯的共聚物），搅拌混合后，降温至130℃；另将7份聚酰胺树脂（胺值为1.3mgKOH/g，软化点为105～115℃，粘度为15～30Pa·s/150℃）加入一个带有搅拌的加热容器中，升温至150℃，加入10.6份环氧树脂（熔点为95～105℃，环氧当量为870～1025），搅拌30min，使其熔化成为均相的混合物，然后也加入WP型混合器中，混合均匀；再加入2份2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，最后加入34.3份聚乙烯（相对分子质量为12000）反应30min。将此熔融物在挤出机中于95℃挤成直径为φ3mm的胶条，该胶条可供直接供料粘接装置于200℃熔化使用。