热熔胶粘剂详解
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——合成蜡:熔点100-120 ℃,分子量1000至一 万,相容性好,良好的化学稳定性、热稳定性和 电性能,效果最好。
☆用量:<基本聚合物重量的30%。
四、填料 ☆作用:降低热熔胶的收缩性,防止对多孔性被胶
接材料的过度渗透,提高热熔胶的耐热性和热容 量,延长可操作时间,降低成本。 ☆种类:常用的有碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁、粘土、 滑石粉、碳黑等。
(7)其他类型热熔胶粘剂
聚醋酸乙烯酯~ 聚乙烯醇缩醛~ 聚醋酸乙烯酯-丁烯酸酯共聚物~ 聚丙烯酸(酯) ~ 聚苯乙烯-丙烯酸正丁酯~ 环氧树脂类~
丁基橡胶~ 湿固化聚脲~
硅烷接枝无定形聚α-烯烃~ 酚醛~ 谷蛋白~
乳酸聚合物~ 淀粉类~
乙烯不饱和醇共聚体~ 纤维素衍生物~ 离子体~
(8)新型热熔胶粘剂
三、蜡类
☆作用:降低热熔胶的熔点和熔融粘度,改善胶液 流动性和润湿性,提高胶接强度、防止热熔胶结 块和降低成本。
☆种类:
——烷烃石蜡:熔点50-70℃,分子量280-560;
——微晶石蜡:熔点65-105 ℃,分子量450-700, 价格较高,提高热熔胶的柔韧性、胶接强度、热 稳定性和耐寒性等优于烷烃石蜡,但防结块能力 低于烷烃石蜡;
水敏性热熔胶粘剂 耐热性热熔胶粘剂 热熔密封胶粘剂 阻燃性热熔胶粘剂 发泡热熔胶粘剂 生物降解热熔胶粘剂
3-2 热熔胶的组成及其作用
一、基本聚合物 ☆作用:使胶具有必要的胶接强度和内聚强度。 ☆种类:是热塑性树脂,有: (1)聚烯烃及其共聚物,如乙烯-乙酸乙烯酯共聚
树脂(EVA)、低分子量聚乙烯(PE)、乙烯-丙 烯酸乙酯共聚树脂(EEA)等。
3-4 热熔胶粘剂的制备
3-4-1 乙烯-醋酸乙烯酯型热熔胶粘剂 一、概述 ——EVA热熔胶是目前用量最大的热熔胶品种; ——概念:是由乙烯和乙酸乙烯酯经共聚反应得到
的乙烯-乙酸乙烯酯树脂为基本聚合物,加入其他 助剂而制得的一种热熔胶粘剂。
——包装用消费量最大:几乎占总量的一半。
③溶剂型热熔胶粘剂 ——概况:近年来,随着工业的发展,许多企业的
产品需要使用热熔胶,但又不能使用现有的粒状 或粉状产品,只能以液体状态涂布,待溶剂干燥 后,利用留于基材上薄而匀的热熔胶膜在热压下 实施粘接。 ——应用:纸币防伪标志、液晶显示器密封、水管 内层涂料、书画裱糊等。
⑤再湿型热熔胶粘剂
——概念:利用热融技术,把胶粘剂涂布在一个面 上,另一面用水润湿后,使两个面互相粘合的一 种热熔胶粘剂。
——例子:聚乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯共聚物为基 体的再湿型热熔胶;特点:工艺性、润湿速度、 自粘性均较好。
——应用:标签、信函封、密封带、聚氯乙烯壁纸 粘贴等。
⑥其他新型热熔胶粘剂
②热熔压敏胶粘剂 ——概念:以热塑性聚合物(苯乙烯类热塑弹性体
较多)为主,集热熔胶和压敏胶特点于一体的胶 粘剂。它在熔融状态下涂布,冷却固化后施加轻 度指压就能起到粘合作用。 ——特点:无溶剂、无污染、使用方便;缺点是耐 热性、内聚力不足→开发新的热塑性弹性体。
——应用:尿布、妇女用品、双面胶带、标签、包 装、医疗卫生、书籍装订、表面保护膜、木材加 工、壁纸、制鞋等。
二、制造设备 ☆一般设备:热塑性塑料用挤出机; ☆挤出法生产设备:热熔胶专用挤出机(有单轴异
径螺杆挤出机和双螺杆混合型挤出机两种); ☆关键设备 ——螺杆挤出机:单螺杆挤出机最常用
产品形态 根据使用和热熔涂胶器的要求,热熔胶可加工成型 为:粒、片、短柱、块、棒、带、膜、网、绳、 丝、粉、糊状等。
④水溶性和水分散性热熔胶粘剂
——EVA热熔胶的缺点:主要应用于书籍装订、包 装纸等纤维素材料,在旧纸回收处理时存在难溶 化等问题,在再生纸上易附着斑点,影响外观与 印刷性,且再生处理前需把粘接部分截去,费时 费力。
——溶解性:碱水或温水可使胶分散;
——基体树脂:聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸 乙烯共聚物、聚环氧乙烷及其接枝共聚体、醋酸 乙烯-乙烯醇、醋酸乙烯-丁烯醇、醋酸乙烯-乙烯 基吡咯烷酮共聚体,聚酰胺和聚酯中引入磺酸盐 后→水分散性热熔胶。
高档热熔胶
聚酯型热熔胶
聚酰胺型热熔胶
(5)聚氨酯类热熔胶粘剂 ——概念:聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称,是指分
子主链上含有许多重复的氨基甲酸酯(OOCNH-)基团的聚合物,由多异氰酸酯和聚合 物多元醇加聚而成。 ——聚氨酯热熔胶:由热塑性聚氨酯(PU)为基料 制成的一种热熔胶。
——种类:
⊕热塑性聚氨酯热熔胶:强度比聚酯、聚烯烃热熔胶 好,弹性良好,机械性能优良,操作简单,适宜高 速粘接自动线生产,无污染,常用于粘接织物、金 属、玻璃等。
Hale Waihona Puke Baidu
——种类: ⊕高分子量聚酰胺热熔胶:俗称尼龙型热熔胶,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;熔点较高→溶解性较差,使用不 方便→甲醛处理→羟甲基化尼龙或三元及以上共 聚尼龙→熔点↓150℃;特点:流动性较好,粘接 强度高,耐干洗、水洗;应用:服装、纺织(广 泛)等行业。
⊕低分子量聚酰胺热熔胶:由植物脂肪酸(酯)的 二聚体或三聚体与有机胺缩合而成,常称脂肪酸 聚酰胺热熔胶;特点:良好的强度和韧性,大部 分性能优于EVA热熔胶;应用:皮革、织物、塑 料、金属等(制鞋、汽车、土木建筑和家具等行 业)。
(2)热塑性弹性体,如丁基橡胶(BR)、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯嵌 段共聚物(SIS)等。
(3)纤维素衍生物,聚酰胺树脂(PA)、聚酯树 脂(PES)和聚氨酯树脂(PU)等。 应用最多的是以乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂为基本 聚合物的热熔胶,及聚酰胺树脂、聚酯树脂等。
二、增粘剂 ☆作用:降低热熔胶的熔融粘度,提高其对被胶接
(4)聚酰胺类热熔胶粘剂 ——概念:聚酰胺(PA)以重复的酰胺基(-
CONH-)为分子主链的聚合物;用于配置热熔胶 的PA相对分子量为1000-9000; ——特点:优良的耐热性、耐寒性、电性能、耐油 性、耐化学和耐介质性能;无味、无色;快速固 化;可粘接多种金属和非金属;与其他树脂相容 性良好;
第三章 热熔胶粘剂
3-1 概述 3-2 热熔胶的组成及其作用 3-3 热熔胶粘剂的生产 3-4 热熔胶粘剂的制备 3-5 热熔胶粘剂的涂布技术 3-6 热熔胶粘剂的应用 3-7 热熔胶的主要性能及检验
3-1 概述
定义 热熔胶粘剂(Hot Melt Adhesive) :简称 热熔胶,通常是指在室温下呈固态,加热 熔融成液态,涂布,润湿被粘物后,经压 合、冷却,在几秒钟内完成粘接的胶粘剂
好,相容性好,加入树脂和增粘剂可降低其熔融 粘度,非常适合制备热熔胶、热熔压敏胶。
⊕SIS:苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。兼具 塑料的可溶性、热可塑性和硫化橡胶的韧性、弹 性,模量低、溶液粘度和熔融粘度小,加工性能 良好,内聚力很好,粘附性能优良,制作热熔压 敏胶的主体材料。
——应用:SBS和SIS热熔胶及其加氢产物用于制作 各种胶粘带和标签用胶,粘接金属和非金属,妇 女用品和尿布制作中应用很多。
⊕反应型聚氨酯热熔胶:集热熔胶、反应型胶和聚氨 酯胶优点于一体,无污染、效率高;问世:80年代; 应用:建筑、汽车、机电、包装、书籍装订等,特 别适用于汽车、建筑等自动粘接生产线。
(6)苯乙烯及其嵌段共聚物类热熔胶粘剂 ——特点:高温下具流动性和塑性;常温时显示柔
韧性和回弹性。 ——种类: ⊕SBS:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。溶解性
——应用:强度不高的场合,一般不作结构胶。 书本装订、木器加工、包装、制罐、制鞋自动化操 作、纸制品的加工、建筑工业、电气部件、车辆 部件等。
(3)聚酯类热熔胶粘剂 ——概念:聚酯(PET)是主链中含有酯基(-
COO-)的聚合物的总称,分不饱和聚酯和热可 塑性聚酯(线性饱和聚酯,由二元酸和二元醇或 醇酸缩聚而成);作为热熔胶需用可塑性聚酯; ——特点:优异的电绝缘性;较好粘接强度;耐冲 击性、耐水、耐热、耐寒、耐介质及弹性都较好; 可粘接多种材料;熔体粘度高; ——应用:服装、电器、制鞋、建筑等行业。
马来酸酐、氯乙烯等;可二元以上; ⊕乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)热熔胶 ——概念:由乙烯与醋酸乙烯酯经高压本体聚合法
或溶液聚合法制造而得到的; ——历史:19世纪60年代末70年代初发展起来;
——特点:优异的粘接性、柔软性、加热流动性和 耐寒性;耐药品性、热稳定性、耐候性和电气性 能较优;强度较低、不耐热、不耐脂肪油等;
(7)耐热性较差,一般都低于100℃(通常为50100℃);
(8)热稳定性不高,有的在200℃以上会降解;
(9)要配备相应的熔融设备;
(10)粘度较高,润湿性较差,不适宜于大面积的 胶合;
(11)受气候影响较大,如冬季润湿性较差,夏季 固化变慢等。
种类 (1)天然热熔胶,如石蜡、松香、沥青等; (2)合成热熔胶,如共聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚
无规聚丙烯(等规、间规); ——特点:一定的粘接性;固化速度稍慢;耐热性
不高;常与低分子聚乙烯或结晶型聚丙烯混合以 改善固化速度与耐温性; ——应用:纸、聚丙烯、聚乙烯、铝箔等粘接;较 多地用于纸包装、地毯衬背、纸张复合、填隙、 电视机显像管偏转线圈固定等。
(2)乙烯及其共聚物类热熔胶粘剂 ⊕共聚单体:丙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸(酯)、
五、增塑剂 ☆作用:加快熔融速度、降低熔融粘度,改善润湿
性,提高热熔胶的柔韧性和耐寒性。 ☆种类:常用的有邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻
苯二甲酸二辛酯(DOP)等。 ☆用量:少量或不加。
六、抗氧剂 ☆作用:防止热熔胶氧化和热分解。 ☆常用的有2,6-二叔丁基对甲苯酚(BHT)等。 七、其他助剂 ☆提高热熔胶的耐寒性、柔性、抗冲击力、抗蠕变
性和橡胶弹性等,可加入少量的异丁橡胶及其他 合成橡胶等。 ☆加入无规聚丙烯或沥青来降低成本,增加粘性。
3-3 热熔胶粘剂的生产
一、制造方法 ——制造方法:熔融混合法,包括间歇法和连续法
两种; ——间歇法:釜式生产工艺;特点:效率低,所生
产热熔胶的熔融粘度不宜过高,要求其组分热稳 定性好,否则易产生热氧化降解。 ——连续法:挤出法生产工艺;特点:效率高,各 组分混合时间短,胶料受热氧化影响少,不易热 氧化降解,产品质量均一、稳定。
物的润湿性和初粘性,以及调整胶的耐热温度及 晾置时间。 ☆基本要求:与基本聚合物具良好的相容性,对被 胶接物具良好的粘附性,在熔融温度下具良好的 热稳定性。 ☆用量:基本聚合物重量的20-150%。
☆种类 (1)松香及其衍生物,又可分为三类:松香(有脂
松香、木松香、浮油松香等)、改性松香(有氢 化松香、歧化松香、聚合松香等)、松香脂(有 松香甘油酯等)。 (2)萜烯树脂及其改性树脂。 (3)石油树脂,常用C5和C9的石油树脂。 (4)热塑性酚醛树脂、低分子量聚苯乙烯等。
①反应型热熔胶粘剂
——概念:在热塑性树脂分子中引入可反应的活性 基团,用其组成的热熔胶涂敷于被粘物后,通过 活性基团使之交联固化,具有热熔型和反应型性 能的胶粘剂;
——特点:耐热、耐热蠕变、耐寒性、耐化学药品 及对金属、木材、玻璃、皮革、塑料等的粘接性 能更好,露置时间延长,满足某些装配工作的需 要,应用范围更广。
氨酯等。
分类
★一、按化学组成分
(1)聚烯类热熔胶粘剂
⊕聚乙烯热熔胶
——概念:由乙烯与少量α-烯烃或其他单体聚合而 成的热熔胶;
——特点:粘接性能良好;价格低;易粘接多孔性 表面等;
——应用:纸箱、纸盒包装、食品包装容器密封、 无纺布制作、地毯拼缝胶粘带、汽车地毯衬背、 服装衬布粘接等。
⊕聚丙烯热熔胶 ——概念:由丙烯聚合而成的热塑性树脂,主要是
发展历史 ☆古代:天然材料(沥青、石蜡、松香); ☆20世纪50年代末:热熔胶开始应用于包装 ☆60-70年代:欧美在瓦楞纸板制造、瓦楞纸
箱成型、纸袋制造等方面广泛应用
特点 (1)胶接迅速; (2)不含溶剂; (3)对人体无害,运输、保管方便; (4)可反复熔化胶接,重复使用; (5)可胶接多种材料; (6)耐化学药品性强,电性能好; (7)光泽和光泽保持性良好,屏蔽性卓越;