1.聚酯热熔胶的组成
聚酯热熔胶是以聚酯树脂为主体材料而制得的一类热熔胶,通常只有聚酯一种成分,一般不需要加入其他配合成分。
作为聚酯热熔胶基体的聚酯树脂,是由多元酸和多元醇经过酯交换反应、酯化反应和缩聚反应制得的饱和线型热塑性树脂。其主要原料是二元羧酸(酯)和二元醇。常用的二元羧酸(酯)有对苯二甲酸及其二甲酯、间苯二甲酸及其二甲酯、癸二酸、六氢化间苯二甲酸等;常用的二元醇有1,4-丁二醇、乙二醇、1,6-己二醇、四亚甲基二醇等。根据对聚酯熔点高低、粘接强度大小、胶柔韧性的不同要求,选用不同的二元羧酸和二元醇及摩尔比。
在选择合成聚酯单体时,要考虑聚酯热熔胶的使用性能,兼顾低温粘接性和耐热性、流动性和分子内聚力。可采用以下方法来调节聚酯热熔胶的性能,即采用共聚聚酯可降低热熔胶的熔点,增加胶层的柔软性;在聚酯分子中引入脂肪链,同样可以降低聚酯热熔胶的熔点,增加柔软性和粘附性,并可提高聚酯的结晶性和结晶速率。
在实际应用中,为了改善热熔胶的某些性能,有时也加入一些其他助剂。主体材料与其他助剂的配比一般并不十分严格。助剂的加入主要为了改善聚酯树脂的熔体粘度。经常用的稀释剂有齐聚苯乙烯树脂和石油树脂,增粘剂有二甲苯树脂、苯酚树脂,填料有滑石粉和碳酸钙。有时,为了适应不同的工作条件,还需加入玻璃纤维和碳纤维等补强剂、溴化芳香族化合物和磷化合物等防燃剂、二苯基甲酮系化合物等紫外线吸收剂等。
2.聚酯热熔胶的性能及应用
热熔胶所用的聚酯是介于低熔点的脂肪族聚酯和高熔点的芳香族聚酯之间的一类聚酯,具有一定的结晶度、刚性,弹性好。聚酯热熔胶以共聚物单独使用为主,具有优良的耐热性、耐寒性、电性能、热稳定性、耐介质、粘接性;使用温度范围宽,可在-40~150℃温度范围内使用;被粘对象广,尤其对纤维、皮革等材料具有很好的粘接性,耐干洗和水洗;固化速度快,能快速粘接;能耗低,成本低。这类热熔胶广泛用于制鞋、服装、电器、建筑等行业。根据使用场合的不同,可将聚酯热熔胶制成粉末、粒子、膜、卷材、溶液等形态。其缺点是在加热熔融时的粘度较大,用手工操作比较困难,一般需用专门的涂布机械进行施工。
聚酯热熔胶品种很多,有专为赋予粘接表面有效的润湿和粘接能力,以及改善耐热性而加入低熔点或高熔点树脂;为显示胶粘剂沉积位置、数量和活化状态而加入少量粉末染色材料的含指示剂的热熔型胶粘剂;有含纤维素用于临时粘接搭接缝用的纤维热熔型胶粘剂;有要求强固的粘接并具有弹性和柔性,制作勾心用的线型三元共聚酯胶粘剂;有为显著缩短固化时间的含有石蜡成分的聚酯热熔胶;有为改善变色现象而使用芳香族磷酸酯改性的高相对分子质量线型共聚酯;也有为拓宽粘接范围制作的酯—酰胺多相共聚物的热熔型胶粘剂。(www.xing528.com)
由于聚酯热熔胶对羊毛、棉、木棉、麻等天然纤维和涤丝、尼龙等合成纤维均有良好的粘接性,已用于衣料服装、地毯、垫片、车辆内装饰等纤维制品层压以及薄膜、无纺布等制作。结晶型的、玻璃化温度低的、耐寒、耐热振动的聚酯热熔胶用于制作罐等金属容器。聚酯热熔胶具有耐热、耐寒、耐水、耐汽油等性能,以及对金属和极性塑料优良的粘接性,从而在汽车工业中得到广泛应用,为汽车的轻量化提供了物质基础。该热熔胶的优良耐热、耐湿和电气特性使其在电子工业中获得应用,如变压器接头固定、偏光偏转线圈固定、聚氯乙烯电线捆束等,以及电气毛毯和软电枢的加热线圈绝缘或固定等,为电子工业的技术革新提供了功能性材料。聚酯热熔胶还能应用于木工、包装、制鞋、建筑材料等行业。
3.聚酯热熔胶的改性
为了提高聚酯热熔胶的高温粘接性、耐湿、耐水、耐候性等性能,可向聚酯分子末端引入反应性基团,可通过反应性官能团进行交联达到目的。
(1)用羟基或羧基封端的聚酯分子与其他活性基团反应 利用聚酯分子原有的端羟基或羧基与多异氰酸酯、酸酐—环氧树脂、过氧化物或酚醛树脂等反应交联。如加有多异氰酸酯的聚酯热熔胶复合薄膜,其可曲挠性、高低温粘接性、耐水性、耐蒸煮性等均大幅度提高;用三种不同结晶度、不同玻璃化温度和软化点的聚酯与环氧树脂掺混制成可交联的聚酯热熔胶,可提高其高温粘接性(可在80℃时粘接);采用不同规格的聚酯树脂,可调节热熔胶的柔韧性和弹性,提高其剥离强度;环氧树脂的加入量必须经过计量,否则热熔胶在贮存过程中会变质。混合物的交联机理是聚酯分子中的羧基将环氧树脂分子中的环氧乙烷环打开,生成β-羟基酯基。这种热熔胶可作结构胶粘剂,用于聚氨酯、聚碳酸酯等工程塑料的粘接。
将聚酯的端羟基与多异氰酸酯或乙烯基二烷氧基硅烷反应,生成端异氰酸酯或端烷氧基硅烷预聚体,可用作湿固化热熔胶。
在聚酯组分中加入乳酸成分,使聚酯热熔胶具有生物可降解性,常用于一次性制品的粘接,有利于环保。例如由1,4-丁二醇—辛基十二酸—丁二酸共聚体与增粘剂配成的热熔胶透明、可生物降解,可用于粘接纸板。乙二醇与过量的己二醇制备的低聚酯(酸值为91mgKOH/g),与二异氰酸酯反应制备的共聚物也可以生物降解。
(2)用聚醚对聚酯进行改性 用中等相对分子质量的对(间)苯二甲酸乙二醇酯或丁二醇酯进行改性,经高温缩合得到无规共聚物。由于聚醚分子链段具有很好的柔性,将其作为共聚单元无规地嵌接在聚酯大分子链上,一方面使共聚物大分子链变得柔软;另一方面打乱了聚酯大分子原有的有序排列,降低了大分子链间的相互作用力或结晶程度,其结果是显著降低了聚酯树脂的熔点和熔体粘度,使其适合于做服装衬里的胶粘剂。这种改性聚酯可制成热熔胶浆。
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