一 热熔胶的组成及其作用

  热熔胶是有基本聚合物、增粘树脂（增粘剂）、蜡类和抗氧剂等混合配置而成的，为了改善其胶接性、流动性、耐热性、耐寒性和韧性等，也可适当的增加一定量的增塑剂、填料及其他低分子聚合物。

  1.基本聚合物

  基本聚合物是热熔胶的粘料，它的作用是使胶具有必要的粘结强度和内聚强度。

  热熔胶的基本聚合物是热塑性树脂。使用较多的基本聚合物有聚烯烃及其共聚物，如乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂（EVA）、低分子量聚乙烯（PE）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚树脂（EEA）、无规聚丙烯（APP）、乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）；热塑性弹性体，如丁基橡胶（BR）、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物（SIS）；此外还有纤维素衍生物、聚酰胺树脂（PA）、聚酯树脂（PES）、聚氨酯树脂（PU）。

  若单一的基本聚合物不能满足性能要求时，可以把具有适应性能的两种以上基本聚合物混合使用。如要提高热熔胶的耐寒性、柔韧性、抗冲击性、抗蠕变性，可以加入少量异丁橡胶或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之类合成橡胶，也可加入无规聚丙烯或沥青来降低胶的成本。

  2.增粘剂

  由于基本聚合物的粘度一般都相当高，对被叫界面的润湿性和初粘性不太好，因此不宜单独使用，常加入与之相容性好的增粘剂混合使用。

  增粘剂的主要作用是降低热熔胶的熔融粘度，提高其对被胶接面的润湿性和初粘性，以达到提高胶接强度，改善操作性能及降低成本的目的。此外，还可借以调整胶的耐热温度及晾置时间。

  对增粘剂的要求是：必须与基本聚合物有良好的相容性；对被胶接物有良好粘附性；在热熔胶的熔融温度下有良好的热稳定性。增粘剂的用量为基本聚合物的20%-150%。

  常用的增粘剂有以下几种：

  （1）松香及其衍生物：这是热熔胶中使用最多的一种增粘剂。通常又可分为3类：

  松香：有脂松香、木松香、浮油松香等。其主要成分是松香酸，含有极性羧基，分子量小，因而与EVA树脂等具有极性的基本聚合物相容性好。但其软化点不高（70-85℃），且由于分子中具有共轭双键，易被氧化，因此热稳定性与抗氧化性较差。

  改性松香：有氢化松香、歧化松香、聚合松香等。松香经改性后软化点提高，不存在共轭双键，因而热稳定性及抗氧化性都较好。

  松香脂：有松香甘油酯、氢化松香季戊四醇酯、聚合松香甘油酯等。综合性能都较好。

  （2）萜烯树脂及其改性树脂：萜烯树脂是由松节油中所含萜烯化合物聚合而得。它性质稳定，遇光、热不变色，耐烯酸稀碱，电性能也较好。

  改性萜烯树脂是苯酚或顺丁烯二酸酐聚合而得。与苯酚聚合的产物可称为萜烯树脂，它软化点高，耐氧化、耐酸碱性能好。

  （3）石油树脂：是石油热解副产物中不饱和烃馏分的聚合物。它按不饱和烃的碳链结构又可分为脂肪族石油树脂、芳香族石油树脂和脂环族石油树脂等种类。

  常用C5和C9石油树脂，如间戊二烯石油树脂是由碳五分离产品间戊二烯经阳离子催化聚合而得，为固态脂肪族石油树脂，具有色纯无臭、热稳定性好、胶接力强等特点。

  除上述三类增粘剂外，也可用热塑性酚醛树脂、低分子量聚苯乙烯、古马隆树脂作为增粘剂。

  3.蜡类

  蜡类的主要作用是降低热熔胶的熔点和熔融粘度，改善胶液的流动性和润湿性，提高胶接强度、防止热熔胶结块、降低成本。除聚酯、聚酰胺热熔胶基本不用蜡外，大部分热熔胶均要加入一定的蜡。但用量过多，胶的收缩性变大，胶接强度反而降低，因而在需要达到较大胶接强度时，因控制蜡的用量。常用的蜡类有烷烃石蜡、微晶石蜡、合成蜡。蜡的用量一般不超过基本聚合物重量的30%。

  微晶石蜡在提高热熔胶的柔韧性、胶接强度、热稳定性和耐寒性等方面均由于烷烃石蜡，但防止胶结块的能力低于烷烃石蜡，且价格较高。合成蜡与基本聚合物的相容性好，并有良好的化学稳定性、热稳定性和电性能，使用效果优于前两种石蜡。

  4.填料

  填料的作用是降低热熔胶的收缩性，纺织对多孔性胶接物表面的过度渗透，提高热熔胶耐寒性和热容量，延长可操作时间，降低成本。但填料用量不能太多，否则会使热熔胶的熔融粘度升高，润湿性和初粘性变差，从而降低胶接强度。

  5.增塑剂

  增塑剂的作用是加快熔融速度，降低熔融粘度，改善对被胶接物的润湿性，提高热熔胶的柔韧性和耐寒性。但若增塑剂用量过多，会使胶层的内聚强度降低。同时，由于增塑剂的迁移和挥发也会降低胶接强度和胶层的耐热性。因此一般热熔胶中只加少量货不加增塑剂。

  常用的增塑剂有领苯二甲酸二丁酯（DBP）、领苯二甲酸二辛酯（DOP）、领苯二甲酸丁苄酯（BBP）等。

  6.抗氧剂

  抗氧剂的作用是防止热熔胶长时间的处于高温熔融温度下发生氧化和分解。

  一般认为热熔胶在180℃-230℃加热10h以上或所用的组分热稳定性较差时，有必要加抗氧剂。如使用耐热性较好的组分，并且不在高温下长时间使用，可不佳抗氧剂。

  二 常用来生产热熔胶的树脂

  热熔胶顾名思义就是加热后能够融化然后起粘结作用的胶，相信人们对这个概念并不是很陌生。相比于热固胶，热熔胶可以经过反复加热，工艺上存在一定的可逆性，这使得热熔胶在很多场合比热固胶用起来方便了许多。而热熔胶膜无非是把热熔胶经过一定配方和工艺的调整后加工成了膜状材料，目的也是为了优化热熔胶在某些特定领域的使用工艺。以下材料常常用于热熔胶的生产。

  1.乙烯-乙酸乙烯共聚树脂

  化学品中文名称：乙烯-乙酸乙烯共聚树脂

  化学品英文名称： ethylene-vinyl acetate copolymer

  英文简称： EVA

  EVA树脂热熔胶是目前用量最大、应用最广的一类，这是由于它的一系列特殊有点所致：对多种材料具有良好粘附性；胶层强度、柔韧性、耐寒性均有较好表现；流动性好；相溶性好，有利于配方调节多种性能的热熔胶。EVA主要缺点是耐热、耐油性差，强度低，所以应用于强度不高的场合。

  EVA的性能与乙酸乙烯酯（VA）的含量有很大的关系，当VA的含量增加时，它的回弹性、柔韧性、黏合性、透明性、溶解性、耐应力开裂性和冲击性能都会提高；当VA的含量降低时EVA的刚性、耐磨性及电绝缘性都会增加。一般来说，VA含量在10%~20%范围时为塑性材料，而VA含量超过30%时为弹性材料。一般使用的EVA树脂VA含量多为25%-40%。

  2.乙烯-丙烯酸乙酯共聚树脂

  化学品中文名称：乙烯-丙烯酸乙酯共聚树脂

  化学品英文名称： Ethylene-ethyl acrylate

  英文简称： EEA

  乙烯-丙烯酸乙酯共聚树脂作为热熔胶的基本树脂时，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点和高乙酸乙烯酯含量的EVA树脂的低温性，使用温度范围较广，而且热稳定性较好，耐应力开裂性比EVA树脂好。

  3.聚酰胺树脂

  化学品中文名称：聚酰胺

  化学品英文名称： Polyamide Resin

  英文简称： PA

  聚酰胺俗称尼龙（Nylon），它是大分子主链重复单元中含有—CONH—的缩聚型高分子化合物，它通常是由二元酸和二元胺经缩聚而得。用于热熔胶的聚酰胺树脂一般分子量为1000-9000，分子量不同，其性能也不同。

  聚酰胺最突出的有点是软化点范围窄，不像其他热塑性树脂那样，有一个逐渐硬化或软化的过程，当温度接近或稍低于软化点时，它即迅速融化或硬化。

  聚酰胺具有良好的耐药品性，能抵抗酸碱和植物油、矿物油等。聚酰胺能溶于醇类和酚类，在醇类和非极性溶剂的混合液中溶解性更好，它与多种增粘剂和增塑剂均有良好的相溶性。

  4.聚酯树脂

  聚酯树脂是多元酸和多元醇酯化而得的产物。而用于热熔胶的聚酯是由饱和二元酸和二元醇酯化而得到的直链分子的热塑性产物，在分子结构中不存在不饱和的碳-碳键，所以为饱和聚酯。

  由于饱和聚酯具有一定的结晶性和刚性，熔点高达180-185℃，且弹性好，因此它制得的热熔胶耐热性和热稳定性较好；对多种材料（如木材、纸板、皮革、织物、塑料等），特别是柔韧性材料，都能获得较高的胶接强度。若与聚氨酯树脂混合，用于金属交接，能获得良好的初粘性和胶接强度，且胶层的耐药品性能好。另外，饱和聚酯具有优良的耐寒、耐介质和电性能。

  5聚氨酯树脂

  化学品中文名称：聚氨酯

  化学品英文名称： Polyurethanes

  英文简称： PU

  聚氨酯为主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物 ，英文缩写PU，包括硬质聚氨酯塑料、软质聚氨酯塑料、聚氨酯弹性体等多种形态，并分为热塑性和热固性两大类。其原料一般以树脂状态呈现，其中，热塑性聚氨酯（TPU）常常用于热熔胶膜的生产。聚氨酯的显著有点：（1）弹性好，具有优良的复原性，可用于动态粘结；（2）低温柔性好（3）耐水、耐油性好。

  三 热熔胶的主要性能

  热熔胶的组分及其用量的确定主要取决于能否获得满足用途要求的性能。同时，在使用热熔胶时也必须充分了解所用胶的性能，以确定适宜的使用条件。

  1.熔融粘度（或熔融指数）

  这是体现热熔胶流动性能大小的性能指标。它直接影响到胶对被胶粘物的涂布性、润湿性和渗透性，对胶的拉丝现象也有影响。因此熔融粘度是确定熔融和涂工艺的重要依据。熔融粘度与温度有密切的相关性，它随着温度的降低而增长，因此必须在一定温度下测定。一般在热熔胶使用时的平均温度下（190±2℃）下进行测定。低熔融粘度的热熔胶可以直接用旋转式粘度计进行测定。测定方法是：把预先熔融的热熔胶试样500ml放入粘度计的圆桶中，才测定温度（190±2℃）下保持5min，让转子旋转30-60s，读数。对于高熔融粘度的热熔胶，通常是测定热熔指数，是用专门的熔融指数测定仪来测定。测定方法是：将190±0.4℃熔融的胶倒入测定仪的圆桶中，然后以重量为2160±10g的冲头压下，计量在10min内胶液被挤出圆桶底部小孔的克数，即为熔融指数。

  熔融指数（MI）与熔融粘度（MV）可以相互换算，为获得良好的粘结效果，应更具被胶接材料的种类、胶接面的外形等选择适宜的熔融粘度（或熔融指数）的热熔胶。

  2.软化点

  是热熔胶开始流动的温度，可作为衡量热熔胶的耐热性、融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。软化点温度比玻璃化温度高，但他们之间无一定的比例关系。一般高软化点的胶，耐热性能好，但晾置时间短。但组成不同的胶也不一定都附和此规律。

  软化点通常采用环球法来测定。

  3.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，它是衡量胶的耐热性的重要指标。尽管热熔胶中都添加了抗氧剂，有一定的作用，但若长时间处于使用的高温下，即使加了抗氧剂也不能防止氧化和热分解。因此必须根据胶的热稳定性来确定每次熔胶量和胶的加热熔融时间，并以此来设计熔胶槽的容量。热熔胶的稳定性主要取决于其只要成分的耐热性。一般因其组分中增粘剂而引起热稳定性差的情况较多。

  热稳定性一般以在使用温度下，胶不产生氧化，粘度变化在10%以内，所能经历的最长时间为衡量标准。若能经历50-70h的，则热稳定性好。

  4.晾置时间

  热熔胶的固化过程如下图所示。晾置时间是指从涂胶起，经过一段有效露置至将被胶接物压合的时间，并经过固化后有较好的胶接性能，超过这段时间，胶接性能大大下降，甚至不能胶接，这是热熔胶的重要工艺性能。影响晾置时间的主要因素有热熔胶比热、涂布温度、涂胶量、涂胶方法、环境温度、被胶接材料种类、被胶接物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。