新型热熔胶粘剂研究进展

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[., "(] 备的发展也是促使其蓬勃发展的重要原因 。
Байду номын сангаас
目前, 热熔胶市场的主体为 /0* 型热熔胶, 约 占热熔胶消费总量的 -#1 左右。其它胶种包括有 聚乙烯类, 无规聚丙烯类, 聚酰胺类, 聚酰亚胺类, 乙 ( //*) 类, 聚酯类, 聚氨酯 烯 + 丙烯酸乙酯共聚树脂 类以及其它一些橡胶 2 树脂嵌段共聚体。随着热熔 胶应用领域的扩大, 一些新型热熔胶开始出现并得
中国胶粘剂 第 ,G 卷第 ’ 期 ・ O2 ・ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 这类聚酯也能工业化生产。这导致更宽的分子量分 布, 其中低分子量部分能提供较低的熔融粘度, 高分 子量部分能提供所需的粘接强度。第二, 特殊单体 的应用。这些单体不会因为降低了玻璃化转变温度 而是具有更高的环球软化 !" 而导致产生变脆问题, 点。总之, 是因为这种支化聚酯的离子化本质导致 其具有良好的水分散性。传统的水分散型聚酯结构 示意图如图 #。 % $ %
融过程中形成氢键提高了热熔胶的内聚能。目前医 疗临床上采用的含有丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸异 丁酯的热熔压敏胶, 对皮肤具有很高的粘接强度。
# 交联聚氨酯
反应型聚氨酯的反应机理
O
可生物降解的热熔型胶粘剂
聚合物的生物降解是通过水解和氧化作用来完
聚醚型反应型热熔胶可以提供更高的初始粘接 强度和最终的固化后粘接性能。亚甲基苯基异氰酸 酯是这类胶粘剂的典型基体聚合物。由于这类热熔 胶在常温下是固体, 需加热成液态才可喷涂到被粘 面, 无形中增加了花费。如何使其在常温就保持液 态, 科学工作者对此发生了浓厚兴趣。AB CB /<?5D* 万方数据 等发现, 含有聚酯多元醇的多羟基混合物在常温下
,### + #! + #! 收稿日期:
了 ! + 磺酸钠间苯二酸酯单元, 如图 "。这种支化聚 酯的独特性在于: 第一, 特定的分子结构。随着工艺 水平的提高, 高度支化且具有狭窄熔融粘度范围的
万方数据 作者简介: 谢鹏 (".;$ + ) , 华南理工大学 ,### 级博士研究生, 研究方向为塑料改性。
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[", ,] 。近年来, 热熔胶发展 的时间内即可实现粘接
到发展。
"
水分散型热熔胶粘剂
水分散型热熔胶主要是指其基体聚合物支链含
有功能性酸基或羟基等亲水性官能团的热熔型胶粘
["%] 剂 。
热熔胶常用来粘接木材, 纸品, 塑料, 纺织品及 其它材料。其中一个主要用途是波纹板和纸板箱封 装。这不但要求有高的胶接强度来抵制在运输和储 存过程中振动、 张力、 湿度及温度带来的不良影响, 而且在大量使用热熔胶的纸品行业中, 迫于环境保 护的压力, 要求能够再次回收利用。例如在纸品回 收时, 若装订书籍的热熔胶能分散于水中, 那就有利 于纸与胶体的分离, 从而减少纸品的回收工序, 提高 纸品的循环利用率。再如一次性纸巾, 卫生纸在自 然分解过程中要求所用的热熔胶具有水溶性。所 以, 可水分散形热熔胶在盒体、 箱体的粘接、 多层袋 的粘接、 非织造布的粘接以及压 3/& 瓶标签的粘接、 ["%] 敏胶的制造方面具有广阔的应用前景 。 /456748 化学公司成功地开发出一系列支化的 水分散型聚酯型热熔胶, 其特点是低玻璃化温度 (+ , 可完全分散于水中。这种聚合物与软化 !9 : ;9 ) 点高于 -#9 、 含环状结构的极性增粘剂 (如从木材 提取的树脂、 芳香改性的聚烯烃) , 以及增塑剂 (如 , 少量的抗氧化剂混合制成的 ", % + 环己烷二乙醇) 热熔胶能 "##1 溶解于水中或碱离子溶液 如 盐 水
[!"] 胶 。
合的应用将得到进一步拓展。一方面, 可以在原有 热熔胶基础上进行改性; 另一方面, 不断开发出新品 种来满足市场需求。 参考文献
[2] 5$GH;$’ I JC K$(L>DDH D& ,L;MN<D( [4] C +D(O’$( PQD%R +<’<SML,TME UDQH,2FF1 C [!] 王孟钟, 黄应昌 C 胶粘剂应用手册 [ 4] 化学工 C 北京: 业出版社, 2F8? C ["] V%W4<(O K%(OC ,L;MN<XMN ,OM,2FF?( ,!) : *! - *" C [)] Y<==<$’ V KD(<>$==,VM$( +M>MZ,VD;( 6C /<’D(N,IQC #DDN ,*) : [$( \<](C ,L;MN<XMN ,OM,2FF?( 28 - !: C [*] ,QM(LS Y IC ,L;MN<XMN ,OM,2FF:( ,8) : "? - "8 C [:] YM>NSMQ 0C 0(SC VC ,L;MN<D( $(L ,L;MN<XMN,2FF?, (22) : 2? :F - ?" C [? ] K%(O, V%W4<(O, TDE<GH<, V$’MN Y, KMNRM, PMDQOM ,, 5%=MSS<,5$%= 5C BC /C 5 *, 8::, :*:, 2FFF C [8 ] KD(OW.<(O 3N$<,/;<((WVM( 6;M(O,4M<W/%< 6;M(C 6;^%( ( 8) : +MM $(L /;%W4M< 6;M(C 5D=^’MQ,2FF1, "2 2*8F 2*F" C [F] VM&& KDRH<(NC VD%Q($= D& 6D$SML _$>Q<GN,2FF", ( ?) : !" *2" C [21] 5MSMQ P _Q$(H=<(OC ,L;MN<XMN ,OM,2FF*( ,22) : "1 - "" C [22] /S$%&&MQ I 6,+<MLMQ’DD^ 0C 3$RR< VD%Q($=,2FF?( ,?) : 2): - 2*1 C [2!] #<(=DG; , VC VD%Q($= D& ,MQDNR$GM J(O<(MMQ<(O,2FF?, !22 (*) : "1? - ""* C [2"] KMQ>M(,Y<==<$’ , \<&M(>%QOMQ,4$QH PC V5 21 - !F:, 2:), 2FF8 C [2)] \<G;$QL , 4<==MQ $(L PQMOO ,=S;M(C ,L;MN<XMN ,OM,2FF?, (22) : *2 - ** C [2*] \<G;$QL , 4<==MQC BC /C 5$SM(S *, *)", )88, 2FF: C [2:] \<G;$QL , 4<==,PQMOO 4 ,=S;M(C ,L;MN<XMN ,OM,2FF:, (22) : !2 - !: C [2? ] V$GH 6;$’>MQN, 3<’DS;^ 4DDQM, +MM K%>MQ, $(L 5$X<L ,8) : _Q$(HC ,L;MN<XM ,OM,2FF8( !) - !? C [ 28 ] \<G$QLD IM PM(DX$, +$%Q$ PQ<MQ, I 5;<==<R 4%QQ$^, ,22) : Y<==<$’ 6=$^C ,L;MN<XM ,OM,2FF?( *? - :1 C [2F] IM((<N IM PQ$^C ,L;MN<XM ,OM,2FF8( ,*) : !" - !) C [!1] IQ V%QOM( .$QE<G;,I= BEM I%NSMQE$=L,IQ .MQ(L 4M^MQW ,)) : \DNG;MQ,IQ \M($SM Y%NSM&M=LC ,L;MN<XM ,OM,2FF?( !! - !) C [!2] /$’%M= V K%$(O $(L 5MSMQ P JLM=’$(C IMOQ$L$>=M 5D=^W C JLC .^ PMQ$=L /GDSS ’MQ:5Q<(G<R=M ‘ ,RR=<G$S<D([ 4] $(L I$( P<=M$L,2F - !8, 2FF: C [!!] /;$Q$H, MSC $=C B/ 5*, *8", 28?, 2FF: C [!"] /;$Q$H, MSC $=C B/ 5*, *?), 1?:, 2FF: C [!)] .=%’M(S;$=,MSC $=C B/ 5*, ?18, :1*, 2FF8 C [!*] #$%&&’$(,MSC $=C B/ 5*, )F8, !!), 2FF: C
[#G] 些性质, 许多学者对此进行了研究 。他们发现使
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胶体在粘合后产生交联可以提高热熔胶内聚能。用 &%’ ( )* +
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紫外线或电子束照射, 使分子之间 (如丙烯酸分子之 间、 丙烯酸分子与橡胶分子之间、 聚酯分子和聚氨酯 0
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前言
随着汽车、 家用电器、 宇航及建筑材料工业的蓬 勃发展, 促使合成胶粘剂越来越受到市场的重视。 而环境保护呼声的高涨和水基、 溶剂型胶粘剂的固 有缺陷, 以及热熔胶本身特有的优势, 使之愈来愈受 到市场的青睐。热熔胶粘剂是一种以热塑性塑料为 基体的多成分混合物, 它以熔体形式应用到基材表 面进行粘合。在常温下为固态, 加热后熔化成液态, 涂布、 润湿被粘物后, 经压合、 冷却, 在几秒甚至更短
"
呈液态, 不过它缺乏足够的初始粘接强度和熔体稳
[,E] 定性 。AB CB /<?5D* 的研究还未能在生产上取得 实际应用, 但却为我们提供了一个思路。

热熔型压敏胶
在压敏胶市场中, 橡胶 F 树脂混合体的溶济型胶
粘剂几乎占有 -GH 的市场份额。然而其环境危害 性, 低的生产效率, 差的耐老化性导致对热熔型压敏 胶需求的增加。丙烯酸酯类这类胶粘剂基本能满足 这些需要。然而聚丙烯酸酯既不结晶, 也不象传统 热熔胶在冷却时有较大的内聚能。如何改善它的一
新型热熔胶粘剂研究进展
谢 鹏, 何
!
慧, 罗远芳, 贾德民
!"#$%#)
(华南理工大学高分子系,广州
摘要: 介绍了近年来开发的几种新型热熔胶粘剂的结构、 性能及其特点, 并对其应用前景进行了展望。 关键词:综述;热熔胶;水分散型;反应型;压敏型;生物降解;热稳定 中图分类号: &’%($ ) % 文献标识码: * 文章编号: (,##") "##% + ,-%. #( + ##%$ + #%
的内聚能, 例如以 0 ( J ( 0 嵌段作为基体的胶粘 剂, 其中 0、 (例 J 分别是不相容的刚性链和柔性链 如 &J& 或 &K& 作为基体的热熔胶) , 使其在粘合、 凝 结固化过程中产生物理交联, 提高胶体的内聚能。 在医疗上使用的热熔性胶粘剂主要是热熔型压 敏胶粘剂, 用作伤口的覆盖、 探测仪器的固定、 外科 手术底垫、 以及药物透皮传送系统与皮肤的粘接等。 这种热熔胶必须对各种皮肤 (干性和油性) 有良好的 粘合; 胶体容易除去, 不会有残留物; 不会伤害皮肤; 不会令皮肤过敏。作为医疗上使用的热熔胶, 其不 足之处是胶体的内聚能较低, 在剥离的时候在皮肤 上易残留胶体。 K B L<MN=<; 报道了在胶体中引入氢
%.
分子之间) 产生交联, 提高胶体的内聚能。也可以采 用共聚的方法, 引入光敏基团, 使其在紫外线的作用
[I] 下, 产生交联 。或者用物理交联的方法改善胶体
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图#
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传统水分散型聚酯结构示意图
其中 0 指芳香族二羧基酸, / 指脂肪族或环脂 肪族二元醇, ( %. 是端部的羟基。
[I] 键可以提高医用热熔胶内聚能 。例如用丙烯酸酯
#
反应型热熔胶
在一些需要高初始粘接强度或快速固化的情况
[’, ,2 ( ,3] 。反应型 下, 反应型性热熔胶得到重要应用
热熔胶主要是以两端有异氰酸基官能团的聚氨酯弹 性体为基体聚合物, 使用时与水或含羟基聚合物化 合反应, 产生交联, 从而提高胶体的粘接强度、 热稳 定性, 并能抵制油类溶剂的侵蚀。而且可以在交联 过程中通过惰性气体, 固化后被封在胶体中, 产生多
["!, "$] 中 。这实质上是由于在聚酯主链上随机接上
迅速, 用途广泛。这是因为, 一方面, 科学工作者对 热熔胶的研究开发进一步深入, 各种新型的及改良 的胶种不断出现
[( + -]
。另一方面, 热熔胶本身突出
[", . + ",]
的优点导致市场对其需求激增
。由于它与热
固型、 溶剂型、 水基型胶粘剂不同, 不含任何溶剂, 不 会因溶剂挥发造成污染, 不用加热固化, 无烘干过 程, 使用方便, 避免额外占用生产场地。易于存储, 可制成块状、 薄膜状、 条状或粒状, 使包装、 贮运和使 用都极为方便。既能满足非连续生产线操作要求, 又能应用在高速连续生产线上。由于热熔胶百分之 百均为固体, 在固化过程中几乎没有体积减少, 因此 在密封上使用极为方便可靠。此外, 热熔胶涂胶设
成的, 大部分能降解的聚合物在其主链上含有可降
[#,] 解的基团, 例如胺基、 羟基、 脲基等 。 &>*;*P 等用
双羟基酸与醚反应, 合成含有羟甲基的聚酯作为基
[##] 体, 生产可生物降解的热熔胶 , 他们还用含有羟
基的丁酸酯、 戊酸酯、 纤维素、 淀粉酯等作为基体, 用 蔗糖酯作为增粘剂, 生产能生物降解或水解的热熔
[,2] : 孔型结构。其交联反应可表示如下
与甲基丙烯酸酯共聚物作为基体的热熔胶由于在熔
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