熱熔膠 通常是指在室溫下呈固態(tài),加熱熔融 成液態(tài),涂布、潤濕被粘物后,經(jīng)壓合、冷卻, 在幾秒鐘內(nèi)完成粘接的高分子膠粘劑。熱熔膠在熔融范圍內(nèi)具有流動(dòng)性,冷卻時(shí)根據(jù)其組分的不同而分別呈硬性或多少帶有韌性的固體。在使用上熱熔膠與其他膠粘劑不同之點(diǎn)是,當(dāng)加熱時(shí)熔融,移去熱源時(shí)即迅速冷卻變?yōu)楣腆w,并產(chǎn)生很強(qiáng)的膠接強(qiáng)度。為了適應(yīng)使用要求,熱熔膠應(yīng)具有耐熱性、耐寒性和韌性。為此,熱熔膠的組分除基本樹脂外,還含有增粘樹脂、增塑劑、蠟,以及少量的抗氧劑。增粘樹脂的作用為降低熔點(diǎn)、改善操作性能和降低成本。
熱熔膠組成示意圖
熱熔膠應(yīng)用
熱熔膠用于木材工業(yè)的熱熔膠有乙烯—醋酸乙烯共聚物、熱塑性聚酯和聚酰胺。熱熔膠除用于木材工業(yè)外,還廣泛用于服裝、書籍裝訂和包裝等方面。
我國熱熔膠消費(fèi)前3的領(lǐng)域:
●包裝與標(biāo)簽 (紙箱、紙品盒、香煙、管瓶、貼標(biāo)包 裝,膠帶、標(biāo)簽等壓敏膠)
●纖維加工(一次性衛(wèi)生用品、靜電植絨、織物涂層)
●裝備作業(yè)/其他(家電、過濾裝配,服裝粘合襯,太 陽能膠膜等)
1、乙烯/醋酸乙烯(EVA)類熱熔膠
乙烯/醋酸乙烯(EVA)類熱熔膠是應(yīng)用最廣、用量最大的一種熱熔膠黏劑。它具有優(yōu)異的膠接性,對(duì)幾乎所有材料均有膠接力,俗稱萬能膠;其熔融黏度低,施膠方便,與配合劑的相容性好,配合劑選擇范圍廣,可根據(jù)使用要求配制性能/價(jià)格比較合理的熱熔膠黏劑。EVA熱熔膠大量應(yīng)用于書籍的無線裝訂,木材層壓板制作,板式家具的封邊,無紡布制作等等。通常制作熱熔膠的純EVA分子中,其VA(醋酸乙烯)含量為19%~40%(即軟化點(diǎn)為50~80℃),熔體指數(shù)(MI)為80~400。因此,采用單一品種EVA因黏度過高而不適合制作熱熔膠。EVA熱熔膠一般由五大部分組成。
2、 聚氨酯(PU)類熱熔膠
聚氨酯具有耐磨、耐化學(xué)藥品、耐低溫、柔韌性及粘接強(qiáng)度大等特點(diǎn),在彈性體、泡沫塑料、涂料和粘合劑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)60年代以來溶劑型聚氨酯膠黏劑在制鞋、箱包、油墨等行業(yè)得到了應(yīng)用,但大量有機(jī)溶劑的揮發(fā),既污染了環(huán)境,又增加了成本,從而限制了其進(jìn)一步的發(fā)展,隨著人們環(huán)保、能源意識(shí)的增強(qiáng),使得無溶劑型膠黏劑得到了快速發(fā)展。
● TPU類
● PUR類
3、 聚酰胺(PA)類熱熔膠
聚酰胺樹脂最初是由美國杜邦公司發(fā)明的,距今有60多年的歷史了。聚酰胺樹脂結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,但因其結(jié)構(gòu)規(guī)整、對(duì)稱、空間位阻小及含有酰胺基的極性,故具有易結(jié)晶、熔點(diǎn)高和溶解性差等特點(diǎn),因此很難用作熱熔膠。隨著高分子化學(xué)的發(fā)展,人們對(duì)聚酰胺的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步地了解和研究,并通過改性制得了優(yōu)異的聚酰胺熱熔膠。它的突出特點(diǎn)是軟化點(diǎn)范圍窄,溫度稍低于熔點(diǎn)就立刻固化,耐油性和耐藥性好;又由于分子中含有氨基、羥基和酰胺基等極性基團(tuán),故對(duì)許多極性材料有較好的粘接性能。因此,廣泛應(yīng)用于制鞋、服裝、電子、電訊、家電、汽車和機(jī)械等行業(yè)。
熱熔膠新技術(shù)及研發(fā)趨勢(shì)
1、可生物降解型熱熔膠
近年來,可生物降解熱熔膠應(yīng)運(yùn)而生,特別是對(duì)于包裝材料如紙張及一次性衛(wèi)生用具對(duì)可生物降解熱熔膠的要求更為迫切。目前,可生物降解熱熔膠主要是采用聚丙交酯(聚乳酸)、聚己內(nèi)酯、聚酯酰胺、聚羥基丁酸/戊酸酯等聚酯類聚合物和天然高分子化合物等作為基體樹脂,輔以適當(dāng)增黏劑、增塑劑、抗氧劑、填料等成分組成。生物降解是指有機(jī)化學(xué)化學(xué)品在生物所分泌的各種酶的催化作用下,通過氧化、還原、水解、脫氫、脫鹵等一系列化學(xué)反應(yīng),使復(fù)雜的、高分子量的有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的有機(jī)物的過程??缮锝到鉄崛勰z主要是聚酯類樹脂,它通過微生物的活動(dòng)使有機(jī)物達(dá)到分解穩(wěn)定。按降解程度可分為初步降解、環(huán)境可接受的降解和最終降解等三步。聚丙交酯(PLA)又稱聚乳酸,是一種熱塑性聚合物,它在濕氣中無光條件下即可發(fā)生水解,在微生物和酶作用下進(jìn)一步分解為CO2 和H2O,是一種環(huán)境友好材料,也是目前可生物降解熱熔膠中研究最多的一種材料。
聚酯酰胺熱熔膠集聚酯和聚酰胺二者優(yōu)點(diǎn)于一身,聚合物中的酯鍵和酰胺鍵可在酸堿催化下水解,然后在微生物、酶催化下進(jìn)行降解。聚羥基烷酸酯是一類存在于微生物細(xì)胞內(nèi)的生物高分子,具有生物活性和生物降解性,可作為生物降解熱熔膠的基體樹脂。
主要參考資料
[1] 中國農(nóng)業(yè)百科全書·森林工業(yè)卷
[2] 熱熔膠研究進(jìn)展
[3] 熱熔膠技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用