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EVA热熔胶

1 引言热熔胶黏剂(简称热熔胶)通常是指在室温下呈固态,加热熔融后成液态,涂布、润湿被粘物后,经压合、冷却,在几秒内完成粘接的胶黏剂。

它是以热塑性树脂为基料,并含有少量改性剂(石蜡、松香)、增塑剂、填充剂、防老剂等经熔融混合而制成,具有固化迅速的优点,可解决某些塑料难粘的问题【1】。

热熔胶自古就有,天然的材料包括沥青、石蜡、松香等。

但由于这些材料强度低等缺点,没有得到广泛应用,特别是在包装上几乎不能应用。

其后高分子热熔胶的出现才使热熔胶有了应用的前景。

最早研究用的热熔胶为热塑性的聚乙烯树脂、丁基橡胶,并对它们进行共聚、共混改性以提高性能。

以后又开发了聚酯、聚酰胺、聚氨酯、EVA等热熔胶。

热熔胶从20世纪50年代末开始应用于包装,由于其固化快,低公害,使用方便,用途广,生产效率高,节能等特点,与其他胶黏剂品种相比有着不可比拟的优势,所以成为胶黏剂中发展最快的品种之一。

在瓦楞纸板制造、瓦楞纸箱成型、纸袋制造等方面广泛应用,在20世纪60~70年代风行欧美,深受印刷(书籍装订等)、服装、制鞋、装饰、家具等行业的欢迎。

随着石油、化工、通信电缆、动力电缆、家用电器等领域中所用热塑制品的不断发展,推动了在热塑制品中粘接、密封、防腐作用的配套产品—热熔胶粘剂的发展,以满足不同的需要。

汽车工业的发展也对热熔胶粘剂工业提出了更高的要求,提供了更大的机遇。

1984年美国市场上出现了反应型聚氨酯热熔胶,从此反应型热熔胶在汽车工业中得到应用,其用量逐年增大。

热熔胶黏剂的性能通过接枝改性、共混改性和反应固化等技术在逐步的完善和提高,热熔胶的新品种和新工艺也在不断发展。

随后又开发了一系列新型热熔胶,包括水溶性热熔胶,快速固化型热熔胶(固化速度快,生产效率高),再湿型热熔胶,热熔压敏胶,水敏性热熔胶,耐热热熔胶、溶剂型热熔胶、生物降解型热熔胶等,从各个角度改进了热熔胶的性能,拓宽了热熔胶的应用反围,展示了美好的前景。

发展到现在,热熔胶作为一种使用方便,对环境无污染的胶种,品种及其繁多。

从书箱装订、包装、胶合板、木工等工业领域,到纤维、建筑、土木、汽车、电气等部门都得到了普遍的应用【2】。

2005年,北美热熔胶年销售量为6.08x105吨,西欧年销售量为3.9x105吨【3】。

中国为1.57x105吨。

2006年,我国热熔胶年产量为1.9x105吨,增长率为21.02%。

1.1热熔胶的特点热熔胶的特点主要包括以下几个方面:(1)固化速度快,有较好的粘接强度与柔韧性。

热熔胶能够在几十分之一秒至几秒钟内固化粘接,具有加热则熔,冷却则粘的特性。

(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,这就保证了粘接牢度,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接,若涂在被粘物上的热熔胶因冷却固化而不能粘接时,可重新加热进行粘接操作,故特别适用于一些特殊工艺要求构件的粘接,如一些文物的修复。

(7)可粘接对象广泛,既粘接又密封,不需要干燥工艺,粘合工艺简单,经济效益好。

(8)光泽和光泽保持型好,屏蔽性卓越。

(9)成本低廉,热熔胶黏剂没有溶剂消耗,避免了因溶剂的存在,而使被粘物变形、错位和收缩等弊病,有助于降低成本、提高产品质量。

1.2 热熔胶黏剂的分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。

1.2.1按主要用途分类a) 建筑用热熔胶黏剂。

在建筑工业中,热熔胶主要用于结构和装饰,不仅可以提高建筑质量,增加美观舒适感,而且可以改进施工工艺。

b) 包装用热熔胶黏剂。

作为商品的外衣,包装印刷已成为影响商品竞争力的重要因素,人们对它的要求愈来愈高,既要求成本低廉,经久耐用,又要求美观大方,能刺激和吸引消费者,还要求具有防伪功能。

胶黏材料的发展使很多新包装印刷材料和技术得以应用,给包装印刷发展创造了条件。

可以说,没有胶黏材料,就没有五光十色的现代商品包装。

c) 木材加工用热熔胶黏剂。

木材加工工业是应用胶黏剂数量最多的工业部门,胶黏剂用量的多少,是衡量木材工业技术水平的标志之一。

在木材加工业中主要采用胶黏剂来制造胶合板、刨花板、纤维板,装饰板、家具和木器,可改善天然木材的物理机械性能及外观质量,并使刨花,木屑与碎片等木材加工时必然产生的大量下脚料得以综合利用,使木材资源的综合利用率得到显著的提高。

d) 制鞋用热熔胶黏剂。

将热熔胶应用于制鞋工业已有40年的历史,技术成熟,使用面广,其数量和品种不断增加。

出于对环境保护的需要,传统的溶剂型胶黏剂有被热熔胶逐渐取代的趋势,可以预见,谢用热熔胶在全世界仍会有长足的发展。

e) 纺织用热熔胶黏剂。

胶黏剂是纺织助剂的重要组成部分,在纺织工业中使用胶黏剂的目的是为了提高外观质量和使用性能。

f) 电子电器用热熔胶黏剂。

电子工业的迅速发展为粘接技术提出了许多亟待解决的新课题,对胶黏剂的电气绝缘性、耐温性、耐腐蚀性、耐湿热老化性等方面提出了愈来愈高的要求。

针对电子工业的特殊性能要求和工艺特点,近20年来热熔胶黏剂开发应用于电子工业,主要用于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、吸尘器等生产中有关部件的粘接和密封,在一定程度上取得了良好的效果。

1.2.2按化学组成分类a) 聚烯烃类热熔胶粘剂,包括聚乙烯热熔胶和聚丙烯热熔胶b) 乙烯及其共聚物类热熔胶粘剂,包括EVA型热熔胶粘剂。

聚乙烯热熔胶的机械强度较低,为扩大其应用范围,可引入极性单体与乙烯共聚,以提高所制胶黏剂对极性表面的粘接强度。

c) 聚酯类热熔胶粘剂。

聚酯热熔胶出现于20世纪60年代,由于其主题聚合物是一种新型合成材料,具有高性能低成本的优点,因此国内外一直在从事它的研究和开发工作。

d) 聚酰胺类热熔胶粘剂。

由聚酰胺为主体材料组成的热熔胶为聚酰胺热熔胶,用于配置热熔胶的聚酰胺相对分子量为1000~9000,分子量不同,性能也不同,随着分子量的增大,本身强度、粘接力都有明显提高,但熔点却变化不大,软化点范围特别窄,这些性能有利于作热熔胶。

e) 聚氨酯类热熔胶黏剂。

聚氨酯热熔胶是有热塑性聚氨酯为基料制成的一种热熔胶,包括热塑性聚氨酯热熔胶和反应型聚氨酯热熔胶。

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基团的聚合物,聚氨酯是由多异氰酸酯和聚合物多元醇加聚而成的。

f) 苯乙烯及其嵌段共聚物类热熔胶粘剂。

这类热熔胶基体的代表是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物,其特点是在高温下具有流动性和塑性,能塑化成型,当恢复至常温时,显示出柔韧性和回弹性。

为了改进热熔胶的性能,拓宽热熔胶的应用范围,近年来发展了一系列新型热熔胶。

(1) 反应型热熔胶黏剂【4】。

热熔胶的优点突出,缺点也明显(耐温性能和粘接强度较低) 。

若使热熔胶在一定条件下发生化学反应,则会克服上述缺点。

如PA 胶通过化学反应由热塑型变成热固性胶粘剂:(2) 热熔压敏胶黏剂。

一次性卫生用品会日益发展,以SBS 和SIS 为基础聚合物,再配以加氢C5 石油树脂等,制成的压敏型热熔胶的需求量将会快速增加。

(3) 溶剂型热熔胶黏剂。

这是一个新兴的领域,今后将会得到发展。

(4) 水分散性热熔胶黏剂【5】。

在包装和书刊装订方面使用的HMA ,要有利于纸的回收。

方法1 :选用亲水性聚合物增粘剂或高极性的蜡类,如酰胺蜡、羟基蜡等; 方法2 : 使用低密度HMA ,通常低于0. 98 ,制纸浆时用过滤或离心法可以分离。

(5) 快速固化型热熔胶【6】固化速度快,完成1 次粘接过程所用时间短,生产效率高。

为了提高生产速度,在配方设计中常加入高熔点的蜡类和无机填料,后者又称成核剂,粒度细者为好,如超细CaCO3 、SiO2 等。

其中溶剂型热熔胶,改善了传统热熔胶涂布时需加热的缺点,可以用于需大面积涂布的场合,其合成简单,使用方便,溶剂挥发后直接通过特定的设备加热粘接,生产工艺简单,粘合强度大,速度快,可实现高速作业。

广泛应用于纸币防伪标志,液晶显示器密封,热转印图案等。

1.3 热熔胶的应用(1) 粘合衬将热熔胶的不同形式(多以点状) 涂于基布上,经焙烘与基布粘附即成粘合衬。

制衣时,将不同部位的面料与粘合衬复合,经压烫而粘接在一起,使服装具有轻盈、挺括、丰满和保型性好的特点。

同时,还具有耐水洗、干洗和洗后不经熨烫自然平整的特点。

粘合衬与鞋、帽的面料压烫后,可使制品透气,保型性好。

特别是鞋内衬,由于透气性好,不但穿者舒适,还有减少鞋臭的优点。

(2) 包装热封近几年来,包装行业热熔胶的用量急剧增加。

例如:瓦楞纸板箱的制造与封固,制袋、标签、电缆地下管道接口的密封,箔罐密封等。

目前,啤酒、饮料、方便面、药品、胶卷等方面包装纸箱的封箱均采用热熔胶,通过涂胶机粘接封固。

(3) 无线装订主要用于各种书籍、字典、电话薄、时刻表、商品目录等封装粘接,既能保证书刊质量,又可以实现装订高速度。

(4) 家具封边为了使家具美观、耐用,常用木质、塑料、木纹纸等材料封边。

这种封边工艺是用热熔胶通过封边机来完成。

(5) 家用电器家电生产中均使用热熔胶,如电冰箱的生产。

目前普遍采用聚氨酯发泡液直接在箱体夹层形成隔热材料,但在发泡成型工序之前,外箱体缝隙必须用热熔胶密封,防止发泡材料外溢,以满足冰箱高速生产的需要。

(6) 一次性卫生用品主要包括妇女卫生巾、儿童尿布、病床垫褥、老年失禁用品等。

使用的热敏压敏胶应无毒、无味、无刺激,粘贴牢固;用过后应易于取下,在衣服等织物上不留胶的残迹。

(7) 其他如儿童玩具、发卡、地毯背衬、制鞋绷楦、皮革褶边、铭牌标签、车灯、罩、透镜及窗的密封、以及香烟的过滤嘴、绢花露珠装饰等,都用热熔胶,且应用范围还在不断扩大。

1.4 薄膜转印薄膜转印是热转印中的一种,主要包括基膜上的隔离层,镀铝层,色层和胶层这四层组成。

它是先将塑胶油墨图文网印在遇热可迅速剥离的专用转印膜上,涂上一层溶剂型热熔胶,然后热转印机将膜上的图文转印到塑料等难粘物品上。

目前,各种塑料制品广泛用于日常生活中,用薄膜转印技术可圆满解决表面无法印刷,只能用不干胶粘贴标签或图案而导致极易脱落的问题,另外,通过薄膜转印技术还可以提高产品的档次和附加值。

2实验部分2.1粘接原理胶粘技术可以说是一种新型的化学连接技术,从理论上阐明胶粘的本质,将有助于胶粘技术更加深入的发展【7】。

现已提出的胶粘理论主要有以下几种:(1) 机械嵌合理论。

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