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1、第四章 热熔胶粘剂,郑志锋 西南林学院 2005年10月,主要参考阅读书目,石军，李建颖. 热熔胶黏剂实用手册. 北京：化学工业出版社，2004.5 向明，蓝方，陈宁. 热熔胶黏剂. 北京：化学工业出版社，2002 王孟钟，黄应昌. 胶黏剂应用手册. 北京：化学工业出版社，2002,4-1 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,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
2、箱成型、纸袋制造等方面广泛应用,1984年：美，反应型聚氨酯热熔胶，在汽车工业广泛应用； 近十年来：日本需求增速10%/年 、美国13%/年； 1998年：某些发达国家需求量占合成胶粘剂市场的20%； 2000年：全球热熔胶用量120万吨； 新品种、新工艺不断出现。,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；,（7）耐热性较差，一般都低于100（通常为50-100）； （8）热稳定性不高，有的在200以上会降解； （9）要配备相
3、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-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，主要是无规聚丙烯（等规、间规）； 特点：一定的粘接性
4、；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）、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； 应用：强度不高
5、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。,（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100
6、0-9000； 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；,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
7、鞋、汽车、土木建筑和家具等行业）。,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。 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
8、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。,（7）其他类型热熔胶
9、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-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 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。,热熔压敏胶粘剂 概念：以热塑性聚合物（苯
10、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。 包装用消费量最大：几乎占总量的一半。,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
11、等。,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。,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
12、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。,其他新型热熔胶粘剂,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,二、按主要用途分类 建筑用热熔胶粘剂 用途：结构和装饰。 例：软木胶合板、层压木板、塑料地板、壁纸等绝缘、隔离、装饰板材和非受力构件的粘合。 替代：传统的螺钉、铆钉、楔子等 用量最大：聚醋酸乙烯酯类、聚丙烯酸树脂类和聚乙烯醇类等。,包装用热熔胶粘剂 应用场合：纸及纸制品的粘合、纸/塑料和塑料/金属箔的复合、书刊的无线装订、贴体包装、软包装塑料的层合和封口、标签胶和可剥性保
13、护胶带的制造、包装用密封等。 品种：EVA（用量最大）、聚酯、聚酰胺、聚烯烃、苯乙烯嵌段共聚热熔胶等，及热熔压敏胶。,木材加工用热熔胶粘剂 历史上：热熔胶用牛皮胶。 应用场合：单板模拼、家具榫接、胶压木单板、塑料与人造板粘合、木制品及包装物封边等 品种：主要用EVA热熔胶。,制鞋用热熔胶粘剂 应用概况：已有40多年历史，技术成熟，使用面广，数量和品种不断增加； 基本要求：初粘强度高且持久、固化时间短、胶质柔韧性好，耐挠曲、耐热、耐油、耐水、耐寒、耐化学介质； 应用对象：制鞋帮、绷鞋帮、粘大底、制勾心、制作主跟、包头等各工序及鞋用材料中； 品种：EVA类、聚酯类、聚酰胺类、聚乙烯类和聚氨酯类等（
14、前三种较多）。,纺织用热熔胶粘剂 使用目的：提高外观质量和使用性能； 历史：始于19世纪40年代，20世纪60年代大量使用，70年代高速发展，尤其在服装粘贴方面，简直引起了服装业的大变革； 要求：好的粘接强度、优异的柔韧性、耐水洗/干洗，抗氧化（耐光照不褪色），无味无色；另定型需要，需蒸汽处理，胶应具有耐高温蒸汽性，软化点115，适当结晶度，热稳定性；柔软性纤维织物，胶应有较低的加工粘度。,种类：EVA、聚酰胺类、聚氨酯类、聚酯、聚乙烯、聚丙烯等。 应用场合：服装的粘贴（包括衬里粘贴、衣领、袖口、裙或裤的腰、里芯与面料、拉链、装饰图案等的粘贴）、地毯背胶、织物的植绒、无纺织物制造等。,电子电器
15、用热熔胶粘剂 现状：近20年； 要求：软化点高、熔融范围窄、粘接强度大、粘度适中、电性能优异、韧性和难燃性好等；应在耐热性、冲击强度和表面清洁度方面改善； 种类：聚酯、聚酰胺等； 应用场合：电视偏转线圈的粘接、固定；家用电器导线的捆绑、电器接头的包覆；通信电缆、吸尘器等生产有关部件的粘接和密封。,汽车用热熔胶粘剂 历史：已有50多年利用胶粘剂的历史； 要求：满足汽车的使用和寿命要求；适应大批量流水线的工艺性；合适的理化性能和良好的施工性能（贮存稳定性和运输安全性）。 品种：聚酯、聚酰胺、EVA等 应用场合：汽车顶棚、汽车内外装饰物的粘接、车身覆盖件的焊接密封等。,机械设备加工与维护用热熔胶粘剂
16、 胶粘剂在机械行业的应用：机床、模具、刀具、纺织机械、钻头、农机、量具和专用设备等机械设备零部件的连接与修复； 热熔胶的应用：粘接强度要求不高、受力不大但又能粘牢的场合以及弹性模量不高的软质材料；常用于橡胶制品、软质塑料或泡沫塑料、各种纤维织物以及金属与非金属材料的粘接。,医疗用热熔胶粘剂 要求：对各种皮肤（干性和湿性）有良好的粘合，胶容易除去，不会有残留物，不伤害皮肤，不使皮肤过敏；应提高医用热熔胶内聚强度； 主要品种：热熔压敏胶； 应用场合：伤口的覆盖、探测仪器的固定、药物传送载体以及外科拉链与皮肤的粘接等。,国外热熔胶粘剂概况 总体概况 自1988年以来，热熔胶的世界生产指数高于溶剂型胶和水基胶； 宏观世界市场：美国较好，欧洲其次，亚洲发展势头强劲； 近10年来：美增长速度13%，日增长速度10%； 1998年：某些发达国家热熔胶需求量已占合成胶市场的20%；,
