1 热熔胶在包装材料应用概述
在包装材料中, 包装用粘结剂的发展引人注目地对包装满足内容物对包装的要求有突出的贡献。热熔胶是适应当今包装业对无害、省能、省资源、无环境污染的要求而发展起来的一种新型粘结剂。这种粘结剂由于100%的固体, 不含有水或其它溶剂, 因而无环境污染和残留溶剂毒性的问题, 特别适宜于同食品和药品相接触的使用场合。热熔胶的特点是具有高度的粘结力, 根据使用场合的不同可以选用不同组成的热熔胶;生产速度迅速, 可以高速粘结基材;适用于各种基材的粘结;粘结用设备小、成本低、操作方便。热熔胶是热熔材料的一种用途, 热熔材料除了用作胶外, 还可以用作填隙剂、密封剂、隔水剂等。由于热熔胶是在熔融状态下发粘粘合的, 为此, 要求被粘结基材的耐热性要好, 以避免粘结操作时, 受热分解。对热熔胶的各个组分, 要求耐热性较好。
2 热熔胶性质及应用
热熔胶根据使用场合的不同, 有通用型热熔胶和工程热熔胶之分。通用型热熔胶主要用于制本、制鞋、书籍装订、包装、服装等, 这时要求胶的粘结强度, 机械性能都较低, 而工程热熔胶则要求有高度的粘结强度, 高度的机械物理性能, 它使用在电子、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、EVA系、橡胶系、热塑性弹怀体系等热熔胶, 而工程热熔胶是指聚酰胺系和聚酯系热熔胶。
热熔胶的成份中, 主要由以下一些组成: (1) 起主要粘结作用的材料, 中:聚乙烯、EVA、橡胶、热弹体、尼龙和聚酯等, 对这些材料的选择, 主要是一个分子量和分子量分布的问题。作为粘结用的高分子的分子量, 显然是同成型用的不一样, 分子量高, 粘结性一般是低的, 也不容易润湿被粘结基材的表面, 而机械性能是好的。 (2) 起辅助粘结作用的改性聚合物。 (3) 在热熔胶中起溶剂作用的石蜡;使热熔胶具有柔软性、耐低温性的增塑剂以及抗氧剂, 填充剂等。作为主粘材料的高聚物对热熔胶的整个性能起主要作用, 如:粘结力、机械强度、耐温性、流动性等。改性作用的辅助合物是用来改善热熔胶的热粘合性、润湿性、融合性、提高粘结力, 改善贴合有效时间等作用, 作为增粘剂的主要是烃类树脂、萜烯树脂、松香和松香脂。
3 乙烯共聚物热熔胶
在最近几十年中, 热熔胶有了不少开发, 应用范围也大大地扩大了。热熔胶根据聚合物的种类分:橡胶型热熔胶、聚乙烯型、聚丙烯型, 热弹体型, 乙燃共聚物型, 聚酰胺型, 聚酯型等多种。其中乙烯共聚物基热熔胶是开发最早使用量最多的一种热熔胶。主要是乙烯一醋酸乙烯共聚物 (EVA) 热熔胶, 它的主要优点是: (1) 有广泛的配方以适应广泛的被粘结基材的粘结。 (2) 低温下能保持其粘结性能。 (3) 能快速固化。 (4) 不需要熟化或硫化固化。 (5) 不需要使用水或溶剂。 (6) 设备简单, 操作和材料成本低。 (7) 是压敏系统配方。EVA热熔胶的缺点是: (1) 在升高了温度下熔解发粘。 (2) 有冷流性。 (3) 为了获得最大的性能要求, 需要高度的粘度。 (4) 对某些润滑脂, 油和溶剂有侵蚀作用。
工业上使用的EVA热熔胶是一个复合物, 它是由一、二个起主粘结作用的聚合物和若干个辅助聚合物以及其它添加剂组成的。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, 一般讲来作为热熔胶使用的醋酸乙烯含量为18.40%, (重量) 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:聚乙烯, 聚丙烯的粘结力提高。VA含量对纸、木材等一类基材的粘结力影响较小。
4 热熔胶及EVA热熔材料
热熔胶是一种100%固体, 在加热熔融下具有流动性粘结性, 冷却固化后具有粘结力的一种无水无溶剂, 生产速度的粘结剂。它可以是固体颗粒状的, 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, 无水和其它溶剂蒸发出去, 能节省资源, 节省能量; (2) 有高度的粘结力, 根据使用场合的不同有通用型热熔胶和工程热熔胶之分; (3) 有良好的柔软性和韧性; (4) 可以使用在各种基材的粘结上; (5) 设备小, 生产速度快; (6) 操作简单, 成本低; (7) 没有环境污染的问题。
热熔胶的缺点是需要在较高的温度下熔融涂布, 为此要求基材的热稳定性好;由于在高温下熔融, 热熔胶本身的耐热性要求也高。热熔胶根据主要成份的不同可以分以下几种:使用最早也最为普遍的热熔胶是EVA系热熔胶;它是乙烯和醋酸乙烯的共聚物, 由于PE的相容性差, 是一种结晶性聚合物, 而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;第三种是聚丁燃及聚异丁燃弹性体热熔胶, 这类热熔胶中, 加上各种类型的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。
5 聚酯系热熔胶
聚酯树脂是21世纪30年代中发明的。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, 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。
聚酯系热熔胶的玻璃化温度是与粘结强度有很大关系的温度。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。
一般讲来, 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来讲, 结晶度应控制在25%以下, 过高, 粘结性会下降。用争冷却的方法可以减不过高的结晶度, 提高聚酯热熔胶对钢板的粘结力。
摘要：热熔胶是适应当今包装业对无害、省能、省资源、无环境污染的要求而发展起来的一种新型粘结剂。本文在分析热熔胶性质及应用的基础上, 重点对于乙烯共聚物热熔胶、热熔胶及EVA热熔材料和聚酯系热熔胶等内容进行分析, 对于进一步研究热熔胶在包装材料中的应用具有一定帮助。
关键词：热熔胶,包装材料,应用
参考文献
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