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1、1热熔胶的特点热熔胶的优点主要表现在如下几个方面：1）固化速度快，有较好的粘结强度和柔韧性。热熔胶能够在几十分之一秒 内至几秒钟内固化粘结，具有加热则熔、冷却则粘的特性。这使包装商使用热熔 胶能够采用更高速度的生产线，并在减少次品的同时增加产量，便于连续化、自 动化高速作业，且成本较低。2）热熔胶的能力很稳定，不受工作环境中从早到晚温度及湿度变化的影响, 这就保证了粘结牢度，且消除了包装机械固有的胶合剥露问题。3）热熔胶不含水及其他任何溶剂。它的固体可制成块状、薄膜状、条状或 粒状，易于运输、贮存。使用寿命长，并消除了损坏和浪费，使用方便。4）热熔胶不含溶剂也不会发出有害有毒烟雾，不易燃烧、爆
2、炸，具有安全 性，且不会对环境造成二次污染和危害人体健康。5）热熔胶形成的胶层耐水抗湿，即使在潮湿的环境中亦能形成可靠的胶合。6）热熔胶可反复熔化粘结，若涂在被粘物上的热熔胶因冷却固化而不能粘 结时，可重新加热进行粘结操作，故特别适用于一些特殊工艺要求构件的粘结， 如一些文物的修复。7）可粘结对象广泛，既粘结又密封，不需要干燥工艺，粘合工艺简单，经 济效益好。8）光泽和光泽保持性良好，屏蔽性卓越。热熔胶也存在一些缺点，如下所述：1）在性能上有局限，耐热性不够，粘结强度有限。对热熔胶基体聚合物进 行改性可以提高热熔胶的耐热性和强度。2）用手工涂覆，效果不好，浪费胶料又难以控制，因此，需配备专门的
3、设 备来熔融、施胶，在使用上不方便，从而限制了其使用和推广。3）热稳定性不高，有的在200C以上会降解。4）粘结时有时会受气候和季节的影响，一般冬季润湿性差，夏季固化变慢, 风大熔融时间缩短等。2热熔胶的组成和性能评判2.1热熔胶的组分211聚合物基体聚合物基体对热熔胶的性能起关键作用，赋予胶的粘结强度和韧性，并决定 胶的结晶、黏度、拉伸强度、伸长率、柔韧性等性能。反映聚合物基体的主要参 数是它的分子量、分子量分布。聚合物基体的影响主要反映在胶的粘结强度、熔 体指数、软化点、黏度、柔性、固化速度、热稳定性等性能上。用作热熔胶的聚合物基体应具有以下性能：1）受热时易熔化；2）具有较好 的热稳定性
4、，在熔融温度下不发生氧化分解，并有一定的耐久性；3）耐热、耐 寒，具有一定的柔韧性；4）与配合的各组分有一定的相容性；5）对被粘物适应 性强，有较高的粘结强度；6）在一定温度下黏度的可调节性；7）色泽尽量浅。2.1.2增粘剂增粘树脂可以增加胶对基材的润湿性、接合力，从而提高粘接强度，其多 为分子质量数百至两千，软化点在70150C之间的低聚物。常用的增粘树脂大 致可分为四类：1）松香及其衍生物，包括各种酯化松香和氢化松香；2）萜烯树脂 及改性产品；3）石油树脂，最重要的是C5和C9树脂，包括它们的氢化物、混合 物及共聚物等；4）氧茚树脂及其氢化物。选择热熔胶用增粘树脂时，应着重考虑 增粘树脂的
5、化学组成、软化点、价格、颜色、热稳定性和与热熔胶其他组份的相 容性。其中软化点和相容性又是最重要的两个性能。一般说来，松香酯和萜烯树 脂的极性越大，与VA含量高的EVA相容性越好。相容性好的热熔胶室温下的 柔韧性好。相容性可用胶的雾点来表征，雾点越高，相容性越差。氢化后的增粘 树脂颜色较浅，在设计浅色热熔胶配方时多采用之。氢化的另一好处是可以提高 胶的光稳定性。2.1.3黏度调节剂一蜡蜡是热熔胶最有效的黏度调节剂，一个配方的成败往往取决于所选用的蜡的 种类及其用量。蜡能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。蜡的种类很多：1）动物蜡，如蜂蜡
6、、 虫胶蜡等；2）植物蜡，如巴西棕榈蜡；3）矿物蜡，如褐煤蜡；4）石油蜡，如石蜡、 微晶蜡；5）合成蜡，如聚乙烯（PE）蜡，Fischer-Tropsch蜡，酰胺蜡，羟基蜡及氢 化植物油等。其中，动植物蜡含大量的酯和不饱和键，热熔胶中不常用；石蜡是 直链饱和烃（含碳2045个），碳原子分布较窄易形成片状大结晶，稳定性好；微 晶蜡比石蜡分子质量高（含碳达100个），分子中有支化和环状结构，碳原子分布 较宽，从而不能生成大结晶，相反，分子中常含有无定形结构。与石蜡相比，微 晶蜡要软一些，也更柔韧，但熔点要高一些。石蜡和微晶蜡大量用于EVA热熔 胶中。热熔胶中常用的合成蜡是PE蜡和Fischer-T
7、ropsch蜡。选择蜡时主要考虑它的熔点、结晶度、含油量、熔体粘度、分子质量分布及 分子结构，高结晶蜡意味着正烷烃含量高。例如，因合成蜡是高结晶、高熔点的 蜡，广泛用于要求耐高温、快凝定的包装用热熔胶中，而微晶蜡则多用于要求低 温性能和柔韧性好的热熔胶如装订胶中。现在，各种各样的合成蜡给热熔胶配方 设计者提供了更广阔的选择余地。2.1.4抗氧化剂热熔胶在使用过程中，需加热融化，并保持在熔融状态下挤出使用。因此， 其主要成分基体聚合物、增粘剂、蜡等高分子链在长期热和氧的作用下，碳-氢 键容易断裂，并发生连锁的氧化反应，引起相对分子质量下降，使胶的黏度和颜 色发生变化，影响胶的使用。胶在使用过程中
8、要保持黏度稳定性，以保持胶挤出 和涂布量均匀，同时颜色不变，因此在配制热熔胶时还应加入一定量的抗氧化剂， 以打断聚合物自动氧化的连锁过程，大大降低热老化速度，防止胶变质和粘结强 度降低等。作为胶黏剂实用的抗氧剂应满足以下要求：1）与胶黏剂配合性好， 最好是相容；2）有良好的抑制、延缓氧化的效能；3）不影响胶黏剂的工艺和物 理机械性能；4）贮存稳定，不引起胶黏剂变色、分层、凝胶、变质等；5）无毒 或低毒，污染性小；6）来源容易，价格便宜。常用的抗氧剂有两类，一类是链 转移剂，在给出活泼氢原子同时，自身形成稳定的自由基；另一类是位阻酚类， 它的特征是在酚羟基的邻位有一个或两个较大的叔丁基团，利用空
9、间位阻和较高 的共轭体系，使链转移后生成的游离基稳定。通常抗氧剂的用量为0.1%1.5%, 一般不超过2%。2.1.5增塑剂增塑剂是一种能降低高分子化合物玻璃化温度和熔融温度、改善胶层脆性， 增进熔融物质的流动性，并使胶膜具有柔韧性的物质，其主要作用是削弱胶黏剂 中聚合物的分子间力，增加聚合物分子链的活动性，降低聚合物分子链的结晶性。 其结果是胶黏剂形成的胶膜硬度、模量、脆性降低，而伸长率、挠曲性、柔韧性 提高，从而改善胶黏剂的物理机械性能。在热熔胶中加入增塑剂能降低熔融黏度，使热熔胶易于熔融，加快熔融速度， 易于润湿被粘物的表面，提高柔韧性，适当改善胶的耐低温性。增塑剂的用量必 须控制，一般
10、不超过10%。用量少时，剥离强度随增塑剂用量增加而提高，而当 用量较高时，热熔胶的蠕变性太大，很小的力就能产生较大的形变，从而会降低 胶的耐热性、内聚强度、粘结强度和剥离强度。热熔胶中常用的增塑剂有脂肪族矿物油、邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二 丁酯、液体石蜡等。有时单一增塑剂很难满足多方面的要求，需以两种或两种以 上的增塑剂混合使用，能够取长补短，获得良好的综合性能。2.1.6填充剂填充剂是一种填充性材料，又称填料，是一种不与主体材料起化学反应的固 体材料，它是胶黏剂重要的配合剂之一。填充剂对于改进胶黏剂性能，改善施工 工艺有着十分明显的作用。同时由于加入填料后可减少主体材料的用量，因此可 降
11、低成本。在热熔胶中加入填料用以提高胶料的耐热性和热容量，减少固化后体 积收缩率和过度的渗透性，减少收缩，防止自粘，控制热熔胶的流动性和降低成 本，延长胶的操作时间。对胶的黏度、结晶速度、粘结强度和剥离强度等性能产 生影响。填料的种类影响固化速度，填料粒子大小和表面性质对粘结强度有影响， 而且填料表面性质对粘结强度的影响大于填料颗粒大小的影响。用作热熔胶的填料主要有滑石粉、瓷土、重晶石、石英、碳酸钙、氧化钡、 石棉、钛白粉、硫酸钡、白炭黑等无机物。对于不同品种的热熔胶，应选用不同 的填料，并适当控制加入量，添加量常为20%左右，加入过多会使胶的黏度增大 太多，降低粘附力和韧性。加入填料时，填料要
12、求干燥，粒度以细为好。2.1.7其他助剂有时为了提高热熔胶的耐寒性，柔性，抗冲击力，抗蠕变性和橡胶弹性，降 低成本，增加粘性，可加入异丁橡胶、合成橡胶、无规聚丙烯或者沥青等助剂。2.2热熔胶的性能评判2.2.1熔融粘度(熔融指数)熔融粘度是体现热熔胶流动性大小的性能指标。它直接影响到热熔胶对被胶 接物的涂布性，润湿性和渗透性，也影响胶的拉丝现象，是确定熔融和涂布工艺 和重要依据。熔体指数(MI):反映热熔胶的热流动性能及分子量大小的指标，以 在一定温度和负荷下，其熔体在10min内通过标准毛细管的质量值(g/10min)来表 示。可通过熔体指数仪测定。测定:一般在热熔胶使用时的平均温度(190
13、2C)下进行测定.(1)低熔融粘度 热熔胶：直接用旋转式粘度计测定。(2)高熔融粘度热熔胶：通过专门的熔融指 数测定仪来测定其熔融指数。2.2.2软化点软化点是热熔胶开始流动的温度，可作为衡量胶耐热性，熔化难易和晾置时 间的大致指标，它取决于基本聚合物的结构和分子量。测定：通常采用环球法测定。2.2.3热稳定性热熔胶热稳定性是热熔胶在长时间加热下抗氧化和热分解的性能，是衡量胶 的耐热性的重要指标，主要取决于其组成成分的耐热性。衡量标准：以使用温度下，胶不产生氧化，粘度变化率在10%以内，所能经 历的最长时间。若经历时间为50-70h，则热稳定性好。2.2.4晾置时间晾置时间是指从涂胶起，经过一
14、段有效露置至将被胶接物压合的时间，这是 热熔胶的重要工艺性能。它会受到以下因素的影响：热熔胶比热，涂布温度，涂 胶量，涂胶方法，环境温度，被胶接材料种类及其预热温度及导热性能等。实际 使用时，涂胶后应快速压合，即尽量缩短晾置时间以保证胶接的质量。2.2.5剪切强度剪切强度曾叫抗剪强度，是指粘接件破坏时，单位粘接面积所能承受的平行 于粘接表面的最大载荷。按测试时的受力方式又分为：拉伸剪切，压缩剪切，扭 转剪切和弯曲剪切强度等。拉伸强度：又称均匀扯离强度，正拉强度，是指粘接 件受力破坏时，单位面积所承受的使试样拉伸至断裂时的最大拉伸应力。2.2.6剥离强度剥离强度是在规定的剥离条件下，使粘接件分离
15、时单位宽度所能承受的最大 载荷，是衡量线受力能力的，单位kN/m。分L形剥离，U形剥离，T形剥离和 曲面剥离。剥离强度主要受以下因素影响：胶粘剂力学性能，被粘物性质，胶层厚度， 内应力，接头形状和尺寸，粘接质量，温度，加载速度，水分等。2.2.7熔点或熔程熔点是物质在其蒸气压下液态-固态达到平衡时的温度，熔程是指开始熔化 至全部熔化的温度范围。测定方法有显微熔点仪法和示差法（示差扫描量热法）。2.2.8硬度硬度指材料对压印，刮痕等外力的抵抗能力。测定方法为硬度计法。2.2.9其他理化性能1）贮存期：指热熔胶在规定条件下贮存后，仍能保持使用性能稳定的时间（可 用粘度或粘接强度来表示其贮存期）；2
16、）相对密度；3）松装密度：指在无振动 或挤压情况下，单位体积（包括空隙在内）物质的质量，与颗粒大小和分布状况有 关；4）水分含量（含潮率）：重量法；5）粒度分布：分级筛；6）粉体流动性： 雕刻辊转移法，安息角法；7）热稳定性：热失重法，180C/72h老化测试法；8） 灰分：灼烧重量法；9）接枝率。3热熔胶的种类和研究进展3.1传统热熔胶种类热熔胶黏剂品种繁多，用途不同，组成各异，一般按其化学组成和用途分类， 按化学组成，大致可以分为以下几类：3.1.1聚烯烃类热熔胶聚烯烃类热熔胶包括聚乙烯热熔胶和聚丙烯热熔胶。聚乙烯是由乙烯和少量a-烯烃或其他单体聚合而成的，无味，无毒，耐低 温性、耐化学药品性好，吸水率低。其本身是难黏材料，但聚乙烯制成热熔胶黏 剂后，却对很多材料均有良好的粘结性
