隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,要求膠粘技術(shù)效率高、快速,能滿足自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)線的使用,而且環(huán)保。熱熔膠就具備了這些特點(diǎn)。
一、 EVA熱熔膠膜的特點(diǎn)：
（1）粘接迅速：通常從涂膠到冷卻粘牢,只需要幾十秒,甚至幾秒的時(shí)間。
（2）粘接范圍廣:對許多材料,甚至對公認(rèn)的難粘材料也可以進(jìn)行粘接。特別是使用熱熔膠粘接的接頭,可經(jīng)受105～106次以上的彎曲而不開裂。
（3）性能穩(wěn)定:便于貯存、運(yùn)輸。
（4）成本低廉:熱熔膠沒有溶劑消耗,避免了因溶劑的存在,而使被粘物變形、錯(cuò)位和收縮等弊病,有助于降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。 然而,熱熔膠也存在一些缺點(diǎn)。主要是耐熱性和粘接強(qiáng)度較低,不適宜作為結(jié)構(gòu)膠粘劑使用。由于熱熔膠熔體粘度一般較高,對被粘材料的浸潤性較差,通常需要加壓粘合,以此提高粘接強(qiáng)度;另外,熱熔膠在使用時(shí)需要專用設(shè)備,如涂膠機(jī)、熱熔槍等。因此在某種程度上限制了它的應(yīng)用范圍。
（5）可反復(fù)加熱,多次粘接。
二、 熱熔膠的組成:
（1）基本聚合物:多種熱塑性聚合物如:乙 烯-醋酸乙烯共聚物,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 共聚物(SBS),苯乙烯-異丁烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物等,均可作為熱熔膠的基本聚合物,并決定熱熔膠的基本性能。
（2）增塑劑:常用的增塑劑如鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二芐酯、磷酸三甲酚酯等。作用是減少大分子間的次價(jià)力,提高熱熔膠的韌性、耐寒性和熔體流動(dòng)速度,降低熔點(diǎn)。但應(yīng)控制用量,否則會(huì)降低膠層的內(nèi)聚強(qiáng)度。
（3）增粘樹脂:常用C5石油樹脂、萜烯樹脂、酚醛樹脂、萜烯-酚醛樹脂、松香、改性松香等。作用是增加初粘力和長久粘接強(qiáng)度,降低熱熔膠的熔體粘度,提高被粘材料的浸潤性,改善操作性能。
（4）熔體粘度調(diào)節(jié)劑:常見的粘度調(diào)節(jié)劑屬蠟類,如烷烴石蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟等。作用是調(diào)節(jié)熔體粘度,改進(jìn)流動(dòng)性、浸潤性,增加表面硬度,加快固化速度和防止熱熔膠結(jié)塊。
（5）防氧化劑：二叔丁基對甲苯酚、亞磷酸三苯酯等,加入防氧化劑可防止熱熔膠在高溫下氧化和分解,在使用熱穩(wěn)定性較差的原料時(shí),須加入防氧化劑。
（6）填充劑：常用填充劑如碳酸鈣、二氧化硅、滑石粉等。作用是加快熱熔膠的固化速度,減少收縮,防止?jié)B膠,提高耐熱性和降低成本。用量過多,膠的熔體粘度增高,浸潤性和初粘力變差。
三、 熱熔膠的生產(chǎn)方法：
（1）聚酯膠目前為止，生產(chǎn)聚酯膠的方法有酯交換法和醇解法，這2種方法的工藝條件和使用設(shè)備基本相同。針對不同用途,可將PES作成條、粒、膜或粉狀,且以粉狀PES用量大。制作粉狀產(chǎn)品的方法有:深冷粉碎法和“溶脹”粉化法。深冷粉碎法是在深冷粉碎機(jī)中進(jìn)行,先用液氮或液態(tài)空氣將設(shè)備和膠粒冷卻到-170～-150℃,使PES深度脆化,再通過粉碎機(jī)破碎成膠粉。將膠粉加入整形機(jī)中,在少量抗靜電劑的存在下進(jìn)行整形處理,使膠粉外形呈石子形,然后按細(xì)度要求進(jìn)行篩分和包裝。溶脹粉化是典型的化學(xué)制粉方法,其技術(shù)關(guān)鍵是溶劑-沉淀劑的選擇。對PES粉化
選用甲苯-乙醇為溶劑-沉淀劑體系。生產(chǎn)過程是:在粉化釜中先加入溶劑含量較高的粉化液(初次開車需要新配制,在連續(xù)生產(chǎn)中則使用回收過濾的母液配制),在攪拌下逐漸加入粒狀PES,加熱回流,至PES全溶。在降溫中逐漸加入沉淀劑含量較高的沉析液,釜內(nèi)物料漸呈凝膠狀,在強(qiáng)烈攪拌下破碎成粉狀。再經(jīng)冷卻、甩干、洗滌、干燥后整形、篩分、包裝即為成品。成品膠粉外形呈土豆?fàn)睢?
（2）乙烯-醋酸乙烯共聚物它是乙烯和醋酸乙烯的無規(guī)共聚物。由于乙烯鏈段的加入,拉大了醋酸乙烯鏈段間的距離,起到了內(nèi)增塑的作用,所以EVA的性能在某些方面優(yōu)于聚醋酸乙烯。
EVA的生產(chǎn)方法有高壓(100～250MPa)本體聚合法和低壓(35MPa左右)溶液聚合法。通 常作為熱熔膠使用的EVA是采用本體聚合法生產(chǎn)的。樹脂中醋酸乙烯含量在18%～33%之間,熔體指數(shù)在15～400之間。該類熱熔膠的生產(chǎn)方法有:連續(xù)(擠出機(jī))法和間歇(釜式)法。
（3）聚乙烯通常它不作為膠粘劑使用。但是當(dāng)用它粘接質(zhì)地粗松、多孔材料(如布類、皮革、紙張、木材等)時(shí),在熔融狀態(tài)下熔體PE膠浸滲到被粘材料內(nèi)部,固化后由于形成了釘、鉤、鉚等物理作用,也會(huì)產(chǎn)生一定的粘接力。另外,聚乙烯成本低,所以也可作為熱熔膠使用。PE有2種類型:低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。PE的生產(chǎn)通常是在石油化工聯(lián)合企業(yè)中進(jìn)行,選擇適宜的牌號作為熱熔膠使用。選取的依據(jù)是熔體指數(shù)(MI),它是指在規(guī)定溫度和壓力下,通過熔體指數(shù)儀口模10min內(nèi)流出聚乙烯的克數(shù)。當(dāng)MI在10～50g(10min)-1之間才適宜作為熱熔膠使用。粉狀PE的生產(chǎn)是在以水為制冷介質(zhì)情況下,由制冷系統(tǒng)出來的冷凍水將粉碎設(shè)備冷卻到5℃左右,即能粉碎出40～120目的膠粉,篩分后包裝。
（4）聚氨酯在該類膠粘劑中,含有極性很強(qiáng)的、化學(xué)性質(zhì)活潑的 氨酯基和異氰酸酯基, 能與被粘材料間產(chǎn)生氫鍵,使分子間力增強(qiáng),粘接得更加牢固。因此可以說聚氨酯是熱熔膠中的后起之秀,今后將會(huì)得到快速地發(fā)展。PU的生產(chǎn)亦有:連續(xù)(擠出機(jī))法和間歇(釜式)法2種。基本上相似于EVA熱熔膠的生產(chǎn)。以釜式法為例簡述如下: 將聚酯(聚己二酸乙二醇,分子質(zhì)量在2000左右)和1,4-丁二醇加入釜中,在120℃下真空(1330Pa)脫水2h左右,快速加入已預(yù)熱100～110℃的MDI(二苯甲烷二異氰酸酯)中。在攪拌下升溫至160℃左右,維持0.5～1.0h,待物料變稠,可拉成絲狀時(shí)停止反應(yīng),降溫出料即得產(chǎn)品。 3種原料的摩爾配比為:n(聚酯)∶n(丁二醇)∶n(MDI)=1∶2∶3。
（5）溶劑型熱熔膠有許多產(chǎn)品需要使用熱熔膠,但不能直接使用現(xiàn)有的粒狀或粉狀產(chǎn)品,只能以液態(tài)熱熔膠進(jìn)行涂布。待溶劑揮發(fā)后,利用留于基材上薄而均勻的膠膜,在熱壓下實(shí)施粘接。如防偽標(biāo)志,液晶顯示器密封,熱熔轉(zhuǎn)印圖案,書畫裱糊等方面都需要SHMA。它的制備關(guān)鍵技術(shù)是選擇合適的溶劑,因?yàn)槟壳耙压I(yè)化生產(chǎn)的PA、PES、EVA等熱熔膠在通用溶劑中均不易溶解,有的即使在加熱時(shí)可以溶解,但冷至室溫時(shí)則呈凝膠狀,難以制得透明、流動(dòng)的均相膠液。以EVA類熱熔膠為溶質(zhì),以甲苯、汽油為溶劑,制備的SHMA產(chǎn)品可在室溫下呈均相、透明、粘稠液體,固含量20%～40%。
（6）聚酰胺膠：PA膠的生產(chǎn)亦有2種方法,即尼龍鹽法和鏈交換法。生產(chǎn)通常是在高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行。PA膠亦有粒、條、膜或粉狀產(chǎn)品。制備粉狀產(chǎn)品的方法與PES膠粉大致相同。不同點(diǎn)在于PA粉最終洗滌用水,干燥析出的沉淀劑———水,排放而不回收。
（7）熱熔壓敏膠它在制造和使用時(shí),均不使用任何溶劑(亦包括水),只需加熱至物料熔點(diǎn)以上就可進(jìn)行膠粘劑及其制品的生產(chǎn)。因此,該膠粘劑排除了溶劑的公害問題,可實(shí)施高速生產(chǎn)。HMPSA有2大類:一類是以高醋酸乙烯酯(VA)含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)40%～60%)的EVA樹脂為基礎(chǔ)聚合物,再加入增粘劑及抗氧劑等配制而成;而另一類則是以熱塑性彈性體SBS或SIS為基礎(chǔ)聚合物,再加入其他原料配制而成。EVA系列壓敏膠主要用于膠紙帶的生產(chǎn),而SBS或SIS系列壓敏膠主要用于一次性衛(wèi)生用品的生產(chǎn)。熱熔壓敏膠的生產(chǎn)與熱熔膠的生產(chǎn)相似,現(xiàn)以SBS系列衛(wèi)生用品的生產(chǎn)為例,示意如圖1。
四、 熱熔膠的應(yīng)用：
（1）粘合襯：將EVA熱熔膠膜的不同形式涂于基布上,經(jīng)焙烘與基布粘附即成粘合襯。制衣時(shí),將不同部位的面料與粘合襯復(fù)合,經(jīng)壓燙而粘接在一起,使服裝具有輕盈、挺括、豐滿和保型性好的特點(diǎn)。同時(shí),還具有耐水洗、干洗和洗后不經(jīng)熨燙自然平整的特點(diǎn)。粘合襯與鞋、帽的面料壓燙后,可使制品透氣,保型性好。特別是鞋內(nèi)襯,由于透氣性好,不但穿者舒適,還有減少鞋臭的優(yōu)點(diǎn)。粘合襯用熱熔膠的技術(shù)指標(biāo)如下,熔點(diǎn): 115～125℃;熔體指數(shù):15～19g?(10min)-1;表觀密度:0.48～0.52g?cm -3 ;安息角:30～35度; 粒度分布:正態(tài)。
（2）包裝熱封：近幾年來,包裝行業(yè)熱熔膠的用量急劇增加。例如:瓦楞紙板箱的制造與封固,制袋、標(biāo)簽、電纜地下管道接口的密封,箔罐密封等。目前,啤酒、飲料、方便面、藥品、膠卷等方面包裝紙箱的封箱均采用熱熔膠,通過涂膠機(jī)粘接封固。包裝用熱熔膠的技術(shù)指標(biāo)如,熔點(diǎn): 76～84℃;粘度(160℃):2.5～3.5Pa?s;硬度(邵氏):78～82;固化時(shí)間:2～4s;使用溫度:150～180℃。
（3）無線裝訂：主要用于各種書籍、字典、電話薄、時(shí)刻表、商品目錄等封裝粘接,既能保證 書刊質(zhì)量,又可以實(shí)現(xiàn)裝訂高速度。該用途膠的 技術(shù)指標(biāo)如,熔點(diǎn):75～85℃;粘度(160℃ ):5.5～6.5Pa?s;固化時(shí)間:10～20s;硬度(邵氏):65～75;使用溫度:140～160℃。
（4）一次性衛(wèi)生用品：主要包括婦女衛(wèi)生巾、兒童尿布、病床墊褥、老年失禁用品等。使用的熱敏壓敏膠應(yīng)無毒、無味、無刺激,粘貼牢固;用過后應(yīng)易于取下,在衣服等織物上不留膠的殘跡。對該膠的性能要求如下,熔點(diǎn):100℃以下;剝離強(qiáng)度不小于9.8N?cm-1;毒性:無;沾污性:撕離時(shí)不沾污衣服;外形:塊狀粘彈固體。
（5）家用電器：家電生產(chǎn)中均使用熱熔膠,如電冰箱的生產(chǎn)。目前普遍采用聚氨酯發(fā)泡液直接在箱體夾層形成隔熱材料,但在發(fā)泡成型工序 之前,外箱體縫隙須用熱熔膠密封,防止發(fā)泡材料外溢,以滿足冰箱高速生產(chǎn)的需要。各種家電所用熱熔膠的技術(shù)要求基本一致。如,熔點(diǎn): 73～79℃;粘度(160℃):20～40Pa?s;固化速 度:1.0～1.5min;粘接強(qiáng)度(白鐵/白鐵)0.98MPa以上;使用溫度:120～160℃。
（6）家具封邊：為了使家具美觀、耐用,常用木質(zhì)、塑料、木紋紙等材料封邊。這種封邊工藝是用熱熔膠通過封邊機(jī)來完成。該用途膠的技術(shù) 指標(biāo)如下,熔點(diǎn):75～85℃;粘度(180℃):45～75Pa?s;相對硬度:75%～85%;固化速度8～12s;使用溫度:160～180℃。
（7）其他：如兒童玩具、發(fā)卡、地毯背襯、制鞋繃楦、皮革褶邊、銘牌標(biāo)簽、車燈、罩、透鏡及窗的密封、以及香煙的過濾嘴、絹花露珠裝飾等,都用熱熔膠,且應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。
五、前景展望：
從國際市場看,熱熔膠的年增長速度遠(yuǎn)大于其他類型膠粘劑。近幾年,世界膠粘劑市場平均增長速度為3.75%,其中EVA熱熔膠膜增長為7.28%;日本膠粘劑平均增長率為4.58%,其中熱熔膠為13.6%。在美國,1990年至1995年間各種膠粘劑年均增長率為:水基膠4.9%;溶劑膠3.0%;熱熔膠7.8%[7]。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國膠粘劑在1993年至1994年間平均增長13%,1994年至1995年間為16%,僅EVA類熱熔膠的同期發(fā)展速度分別為50%和60%。由此可知,熱熔膠發(fā)展前景廣闊。
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