一 熱熔膠的組成及其作用

    熱熔膠是有基本聚合物、增粘樹脂（增粘劑）、蠟類和抗氧劑等混合配置而成的，為了改善其膠接性、流動性、耐熱性、耐寒性和韌性等，也可適當的增加一定量的增塑劑、填料及其他低分子聚合物。

    1.基本聚合物

    基本聚合物是熱熔膠的粘料，它的作用是使膠具有必要的粘結強度和內聚強度。

    熱熔膠的基本聚合物是熱塑性樹脂。使用較多的基本聚合物有聚烯烴及其共聚物，如乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂（EVA）、低分子量聚乙烯（PE）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚樹脂（EEA）、無規聚丙烯（APP）、乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）；熱塑性彈性體，如丁基橡膠（BR）、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物（SIS）；此外還有纖維素衍生物、聚酰胺樹脂（PA）、聚酯樹脂（PES）、聚氨酯樹脂（PU）。

    若單一的基本聚合物不能滿足性能要求時，可以把具有適應性能的兩種以上基本聚合物混合使用。如要提高熱熔膠的耐寒性、柔韌性、抗沖擊性、抗蠕變性，可以加入少量異丁橡膠或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之類合成橡膠，也可加入無規聚丙烯或瀝青來降低膠的成本。

    2.增粘劑

    由于基本聚合物的粘度一般都相當高，對被叫界面的潤濕性和初粘性不太好，因此不宜單獨使用，常加入與之相容性好的增粘劑混合使用。

    增粘劑的主要作用是降低熱熔膠的熔融粘度，提高其對被膠接面的潤濕性和初粘性，以達到提高膠接強度，改善操作性能及降低成本的目的。此外，還可借以調整膠的耐熱溫度及晾置時間。

    對增粘劑的要求是：必須與基本聚合物有良好的相容性；對被膠接物有良好粘附性；在熱熔膠的熔融溫度下有良好的熱穩定性。增粘劑的用量為基本聚合物的20%-150%。

    常用的增粘劑有以下幾種：

    （1）松香及其衍生物：這是熱熔膠中使用最多的一種增粘劑。通常又可分為3類：

    松香：有脂松香、木松香、浮油松香等。其主要成分是松香酸，含有極性羧基，分子量小，因而與EVA樹脂等具有極性的基本聚合物相容性好。但其軟化點不高（70-85℃），且由于分子中具有共軛雙鍵，易被氧化，因此熱穩定性與抗氧化性較差。

    改性松香：有氫化松香、歧化松香、聚合松香等。松香經改性后軟化點提高，不存在共軛雙鍵，因而熱穩定性及抗氧化性都較好。

    松香脂：有松香甘油酯、氫化松香季戊四醇酯、聚合松香甘油酯等。綜合性能都較好。

    （2）萜烯樹脂及其改性樹脂：萜烯樹脂是由松節油中所含萜烯化合物聚合而得。它性質穩定，遇光、熱不變色，耐烯酸稀堿，電性能也較好。

    改性萜烯樹脂是苯酚或順丁烯二酸酐聚合而得。與苯酚聚合的產物可稱為萜烯樹脂，它軟化點高，耐氧化、耐酸堿性能好。

    （3）石油樹脂：是石油熱解副產物中不飽和烴餾分的聚合物。它按不飽和烴的碳鏈結構又可分為脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂和脂環族石油樹脂等種類。

    常用C5和C9石油樹脂，如間戊二烯石油樹脂是由碳五分離產品間戊二烯經陽離子催化聚合而得，為固態脂肪族石油樹脂，具有色純無臭、熱穩定性好、膠接力強等特點。

    除上述三類增粘劑外，也可用熱塑性酚醛樹脂、低分子量聚苯乙烯、古馬隆樹脂作為增粘劑。

    3.蠟類

    蠟類的主要作用是降低熱熔膠的熔點和熔融粘度，改善膠液的流動性和潤濕性，提高膠接強度、防止熱熔膠結塊、降低成本。除聚酯、聚酰胺熱熔膠基本不用蠟外，大部分熱熔膠均要加入一定的蠟。但用量過多，膠的收縮性變大，膠接強度反而降低，因而在需要達到較大膠接強度時，因控制蠟的用量。常用的蠟類有烷烴石蠟、微晶石蠟、合成蠟。蠟的用量一般不超過基本聚合物重量的30%。

    微晶石蠟在提高熱熔膠的柔韌性、膠接強度、熱穩定性和耐寒性等方面均由于烷烴石蠟，但防止膠結塊的能力低于烷烴石蠟，且價格較高。合成蠟與基本聚合物的相容性好，并有良好的化學穩定性、熱穩定性和電性能，使用效果優于前兩種石蠟。

    4.填料

    填料的作用是降低熱熔膠的收縮性，紡織對多孔性膠接物表面的過度滲透，提高熱熔膠耐寒性和熱容量，延長可操作時間，降低成本。但填料用量不能太多，否則會使熱熔膠的熔融粘度升高，潤濕性和初粘性變差，從而降低膠接強度。

    5.增塑劑

    增塑劑的作用是加快熔融速度，降低熔融粘度，改善對被膠接物的潤濕性，提高熱熔膠的柔韌性和耐寒性。但若增塑劑用量過多，會使膠層的內聚強度降低。同時，由于增塑劑的遷移和揮發也會降低膠接強度和膠層的耐熱性。因此一般熱熔膠中只加少量貨不加增塑劑。

    常用的增塑劑有領苯二甲酸二丁酯（DBP）、領苯二甲酸二辛酯（DOP）、領苯二甲酸丁芐酯（BBP）等。

    6.抗氧劑

    抗氧劑的作用是防止熱熔膠長時間的處于高溫熔融溫度下發生氧化和分解。

    一般認為熱熔膠在180℃-230℃加熱10h以上或所用的組分熱穩定性較差時，有必要加抗氧劑。如使用耐熱性較好的組分，并且不在高溫下長時間使用，可不佳抗氧劑。

    二 常用來生產熱熔膠的樹脂

    熱熔膠顧名思義就是加熱后能夠融化然后起粘結作用的膠，相信人們對這個概念并不是很陌生。相比于熱固膠，熱熔膠可以經過反復加熱，工藝上存在一定的可逆性，這使得熱熔膠在很多場合比熱固膠用起來方便了許多。而熱熔膠膜無非是把熱熔膠經過一定配方和工藝的調整后加工成了膜狀材料，目的也是為了優化熱熔膠在某些特定領域的使用工藝。以下材料常常用于熱熔膠的生產。

    1.乙烯-乙酸乙烯共聚樹脂

    化學品中文名稱：乙烯-乙酸乙烯共聚樹脂

    化學品英文名稱： ethylene-vinyl acetate copolymer

    英文簡稱： EVA

    EVA樹脂熱熔膠是目前用量最大、應用最廣的一類，這是由于它的一系列特殊有點所致：對多種材料具有良好粘附性；膠層強度、柔韌性、耐寒性均有較好表現；流動性好；相溶性好，有利于配方調節多種性能的熱熔膠。EVA主要缺點是耐熱、耐油性差，強度低，所以應用于強度不高的場合。

    EVA的性能與乙酸乙烯酯（VA）的含量有很大的關系，當VA的含量增加時，它的回彈性、柔韌性、黏合性、透明性、溶解性、耐應力開裂性和沖擊性能都會提高；當VA的含量降低時EVA的剛性、耐磨性及電絕緣性都會增加。一般來說，VA含量在10%~20%范圍時為塑性材料，而VA含量超過30%時為彈性材料。一般使用的EVA樹脂VA含量多為25%-40%。

    2.乙烯-丙烯酸乙酯共聚樹脂

    化學品中文名稱：乙烯-丙烯酸乙酯共聚樹脂

    化學品英文名稱： Ethylene-ethyl acrylate

    英文簡稱： EEA

    乙烯-丙烯酸乙酯共聚樹脂作為熱熔膠的基本樹脂時，它的丙烯酸含量一般在23%左右，因此具有低密度聚乙烯的高熔點和高乙酸乙烯酯含量的EVA樹脂的低溫性，使用溫度范圍較廣，而且熱穩定性較好，耐應力開裂性比EVA樹脂好。

    3.聚酰胺樹脂

    化學品中文名稱：聚酰胺

    化學品英文名稱： Polyamide Resin

    英文簡稱： PA

    聚酰胺俗稱尼龍（Nylon），它是大分子主鏈重復單元中含有—CONH—的縮聚型高分子化合物，它通常是由二元酸和二元胺經縮聚而得。用于熱熔膠的聚酰胺樹脂一般分子量為1000-9000，分子量不同，其性能也不同。

    聚酰胺最突出的有點是軟化點范圍窄，不像其他熱塑性樹脂那樣，有一個逐漸硬化或軟化的過程，當溫度接近或稍低于軟化點時，它即迅速融化或硬化。

    聚酰胺具有良好的耐藥品性，能抵抗酸堿和植物油、礦物油等。聚酰胺能溶于醇類和酚類，在醇類和非極性溶劑的混合液中溶解性更好，它與多種增粘劑和增塑劑均有良好的相溶性。

    4.聚酯樹脂

    聚酯樹脂是多元酸和多元醇酯化而得的產物。而用于熱熔膠的聚酯是由飽和二元酸和二元醇酯化而得到的直鏈分子的熱塑性產物，在分子結構中不存在不飽和的碳-碳鍵，所以為飽和聚酯。

    由于飽和聚酯具有一定的結晶性和剛性，熔點高達180-185℃，且彈性好，因此它制得的熱熔膠耐熱性和熱穩定性較好；對多種材料（如木材、紙板、皮革、織物、塑料等），特別是柔韌性材料，都能獲得較高的膠接強度。若與聚氨酯樹脂混合，用于金屬交接，能獲得良好的初粘性和膠接強度，且膠層的耐藥品性能好。另外，飽和聚酯具有優良的耐寒、耐介質和電性能。

    5聚氨酯樹脂

    化學品中文名稱：聚氨酯

    化學品英文名稱： Polyurethanes

    英文簡稱： PU

    聚氨酯為主鏈含—NHCOO—重復結構單元的一類聚合物 ，英文縮寫PU，包括硬質聚氨酯塑料、軟質聚氨酯塑料、聚氨酯彈性體等多種形態，并分為熱塑性和熱固性兩大類。其原料一般以樹脂狀態呈現，其中，熱塑性聚氨酯（TPU）常常用于熱熔膠膜的生產。聚氨酯的顯著有點：（1）彈性好，具有優良的復原性，可用于動態粘結；（2）低溫柔性好（3）耐水、耐油性好。

    三 熱熔膠的主要性能

    熱熔膠的組分及其用量的確定主要取決于能否獲得滿足用途要求的性能。同時，在使用熱熔膠時也必須充分了解所用膠的性能，以確定適宜的使用條件。

    1.熔融粘度（或熔融指數）

    這是體現熱熔膠流動性能大小的性能指標。它直接影響到膠對被膠粘物的涂布性、潤濕性和滲透性，對膠的拉絲現象也有影響。因此熔融粘度是確定熔融和涂工藝的重要依據。熔融粘度與溫度有密切的相關性，它隨著溫度的降低而增長，因此必須在一定溫度下測定。一般在熱熔膠使用時的平均溫度下（190±2℃）下進行測定。低熔融粘度的熱熔膠可以直接用旋轉式粘度計進行測定。測定方法是：把預先熔融的熱熔膠試樣500ml放入粘度計的圓桶中，才測定溫度（190±2℃）下保持5min，讓轉子旋轉30-60s，讀數。對于高熔融粘度的熱熔膠，通常是測定熱熔指數，是用專門的熔融指數測定儀來測定。測定方法是：將190±0.4℃熔融的膠倒入測定儀的圓桶中，然后以重量為2160±10g的沖頭壓下，計量在10min內膠液被擠出圓桶底部小孔的克數，即為熔融指數。

    熔融指數（MI）與熔融粘度（MV）可以相互換算，為獲得良好的粘結效果，應更具被膠接材料的種類、膠接面的外形等選擇適宜的熔融粘度（或熔融指數）的熱熔膠。

    2.軟化點

    是熱熔膠開始流動的溫度，可作為衡量熱熔膠的耐熱性、融化難易和晾置時間的大致指標。它取決于基本聚合物的結構和分子量。軟化點溫度比玻璃化溫度高，但他們之間無一定的比例關系。一般高軟化點的膠，耐熱性能好，但晾置時間短。但組成不同的膠也不一定都附和此規律。

    軟化點通常采用環球法來測定。

    3.熱穩定性

    是熱熔膠在長時間加熱下抗氧化和熱分解的性能，它是衡量膠的耐熱性的重要指標。盡管熱熔膠中都添加了抗氧劑，有一定的作用，但若長時間處于使用的高溫下，即使加了抗氧劑也不能防止氧化和熱分解。因此必須根據膠的熱穩定性來確定每次熔膠量和膠的加熱熔融時間，并以此來設計熔膠槽的容量。熱熔膠的穩定性主要取決于其只要成分的耐熱性。一般因其組分中增粘劑而引起熱穩定性差的情況較多。

    熱穩定性一般以在使用溫度下，膠不產生氧化，粘度變化在10%以內，所能經歷的最長時間為衡量標準。若能經歷50-70h的，則熱穩定性好。

    4.晾置時間

    熱熔膠的固化過程如下圖所示。晾置時間是指從涂膠起，經過一段有效露置至將被膠接物壓合的時間，并經過固化后有較好的膠接性能，超過這段時間，膠接性能大大下降，甚至不能膠接，這是熱熔膠的重要工藝性能。影響晾置時間的主要因素有熱熔膠比熱、涂布溫度、涂膠量、涂膠方法、環境溫度、被膠接材料種類、被膠接物預熱溫度及導熱性能等。實際使用時，涂膠后應快速壓合，即盡量縮短晾置時間以保證膠接的質量。

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責任編輯：王元

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