包装用热熔胶的应用发展在包装行业中引人关注,它对包装的外观要求和内容物的保存要求有突出的贡献。热熔胶适应包装业一系列的心要求发展起来的,如对无害、省能、省资源、无环境污染的要求。热熔胶由于完全是固体,成分中没有水或其它溶剂,也就没有环境污染和溶剂的毒性等问题,适宜于与食品和药品有相接触的使用场合。热熔胶具有高度的粘结力的特点,根据使用场合可以选用不同配方的热熔胶;快速固化的特性,可以高速粘结基材;适用于各种基材的粘结;使用热熔胶设备小、成本低、操作方便。热熔胶还可以用作填隙剂、密封剂、隔水剂。由于热熔胶是在熔融状态下使用,故要求被粘结基材的耐热性要好,以避免粘结操作时,对基材产生不良影响。
热熔胶性质和用途
根据使用场合有通用型热熔胶和工程热熔胶之分。通用型热熔胶常用在书刊装订、制鞋、产品包装、服装加工、工艺品制作等,要求胶的粘结强度,机械性能都较低。工程热熔胶要求有高的粘结强度,高的机械性能,使用在电子、建筑、汽车制造、家用电器等要求苛刻的场合。通用型热熔胶,主要是聚乙烯系、EVA系、橡胶系、热塑性弹性体系等热熔胶;工程热熔胶是指聚酰胺系和聚酯系热熔胶。
热熔胶的主要成份构成如下:(1)起主要粘结作用的材料:聚乙烯、EVA、橡胶、热弹体、尼龙和聚酯等,材料的选择是一个分子量大小和分子量结构分布的优选课题。粘结用的高分子的分子量选择与成型用高分子材料选择不一样,分子量高,一般粘结性能低,不容易润湿被粘基材的表面,而强度性能相对较好。(2)辅助粘结作用的聚合物。(3)热熔胶中起溶剂作用的石蜡,让热熔胶具有柔性、良好低温特性的增塑剂,以及抗氧剂,填充剂等。主粘材料高分子聚物对热熔胶的性能起决定作用,粘结力、强度、温度特性、黏度等均来自于此。辅助添加物用来改善热熔胶的热粘合性、润湿性、融合性、以提高粘结力,增粘剂的主要是烃类树脂、松香及衍生物。
乙烯共聚物热熔胶
热熔胶出现至今有了不少开发,应用范围变得非常广泛。热熔胶的分类根据聚合物的种类不同可分为:橡胶型热熔胶、聚乙烯型热熔胶、聚丙烯型热熔胶,热塑弹性体型热熔胶,乙烯共聚物型热熔胶,聚酰胺型热熔胶,聚酯型热熔胶等。其中乙烯共聚物热熔胶的开发最早,使用量最多。主要是乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)热熔胶,它有很多优点:(1)成熟的多样性配方以适应广泛的被粘结基材。(2)优良的低温性能。(3)固化速度快,达到秒级。(4)不需要专门硫化固化。(5)无水或溶剂。(6)设备简单,应用成本低。EVA热熔胶的缺点是:(1)需要较高使用温度。(2)耐高温性能受限。(3)为取得较高强度,胶体黏度较高。(4)耐油性能欠缺。
EVA热熔胶是一个复合物,它是由一、二个主粘结聚合物和几个辅助聚合物以及其它添加剂组成。在EVA热熔胶中影响到粘结性能的是醋酸乙烯(VA)的含量和它的熔融指数,一般用于热熔胶使用的醋酸乙烯含量为18%(重量份),而熔融指数为0.4-500克/10分钟。VA含量增加对极性基材的粘结性提高,如:PE、PP的粘结力提高。VA含量对纸、木材等一类基材的粘结力影响较小。
热熔胶及EVA热熔材料
热熔胶100%固体含量,在加热熔融下具有流动性,冷却固化后具有粘结力粘结剂。外观有固体颗粒状的,也可以是粉状或薄膜,织物状的,热熔胶的优点是:(1)由于它是100%固体,无水溶剂蒸发出去,能节省资源和能量; (2)良好的柔韧性;(3)适合于多种基材的粘结;(4)使用设备小,生产速度快;(6)操作简单,成本低;(7)无环境污染,属环保胶黏剂。
热熔胶的缺点是需要在较高的温度下熔融涂布,要求基材的耐热性好。科技发展出现某些新的应用弥补常规热熔胶的弱点,如 PVA是一种极性聚合物有较好的相容性,为此EVA共聚物可以互相补充。其次是聚烯烃系热熔胶,这主要是由无规聚丙烯和低分子量的聚乙烯二类组成的;第三种是聚丁烯及聚异丁烯弹性体热熔胶,这类热熔胶中,加上各种交链剂后可以采用紫外光,热等为交链能源,使之产生交链固化而粘结,大大提高了粘结力。尼龙和聚酯是二种具有强大粘结力的工程热熔胶,缺点是熔融温度高,熔融状态下的粘度大,不易涂布。
聚酯热熔胶
聚酯树脂发明于21世纪30年代中。40年代ICI公司和杜邦公司首先进行了工业化生产PET聚酯,70年代Ceianese公司使PBT工业化生产。以PET和PBT为代表的饱和聚酯。在机械、电气、热和化学耐性方面,性能优良,使用广泛,它们性能平衡,但是结晶度高,熔点高,单独作粘结剂使用时,粘结性和作业都不好。
聚酯热熔胶的玻璃化温度是与粘结强度有很大关系。物质在玻璃化温度以上,呈弹性体,一般讲来,热熔胶的剪切粘结强度同弹性率成正比,而剥离粘结强度同弹性率成反比。大部分使用柔软性较好的聚酯系热熔胶,因此,一般市售的聚酯系热熔胶的玻璃化温度都在室温以下。一般熔点低的树脂,结晶度低,结晶速度慢,而柔软性、透明性都比较好。另一方面,结晶度提高,有助于粘结强度的增加,但过高结晶度会降低粘结强度。对于粘结金属玻璃等极性高的材料,结晶度应控制在25以下,过高,粘结性会下降。
