聚氨酯热熔胶粘剂在书本装订中的应用研讨
2012年12月21日聚氨酯(PUR)胶粘剂是指分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或异氰酸酯基(-NCO-)的一类胶粘剂。由于其分子链中-NCO可以和多种含活泼氢的官能团反应，形成界面化学键结合，对多种材料具有极强的粘附性能，具有胶膜坚韧，耐冲击、挠曲性好，剥离强度高，良好的耐超低温性、耐油和耐磨性等特点。热熔胶粘剂(简称热熔胶)是一类无溶剂的以热塑性聚合物为基料的固体胶粘剂，受热熔化成液态，以熔体形式应用到基材表面进行粘合。热熔胶具有粘接迅速、环保无污染、节能环保、贮运和使用方便、成本低、应用面广等优点，主要包括EVA、PE、无规PP、聚氨酯等。聚氨酯热熔胶可分为两类：一类是反应型热熔胶，它又可分为端异氰酸酯基预聚物型(湿固化型)和含封闭的异氰酸酯基预聚物型(潜固化型);另一类是热塑性聚氨酯弹性体热熔胶，是利用组成中的氢键作用发生交联，从而使其具有优异的弹性和强度。前者受热熔融后，遇湿发生反应交联固化;而后者固化过程主要是利用氢键作用发生物理交联，再次受热又会削弱氢键作用，变为粘稠液体，因此可反复加热——冷却固化，产品可回收或二次使用，属于环境友好材料。
二、聚氨酯热熔胶固化反应机理简介
PUR树脂分子链末端有反应型的NCO官能基，由于此官能团中的碳氮双键活性非常高，会与空气或是基材表面的水气反应生成胺基，同时释放出C02，胺基再与其它的NCO基反应形成具有urea(尿素)官能团的结构。由于在urea结构中仍具有活性氢，因而还会再与未反应完的NCO基作进一步的反应而生成缩二脲结构，完成所谓的交联反应。其与湿气的反应机理如下：
-NCO+H2O→NH2+CO2→-NH-CO-NH
-NH-CO-NH-+OCN-→NH-CO-N-CO-NH-
从上面可见，PUR胶粘剂粘接固化是作为反应型固化方式，与一般的EVA型热熔胶剂、水性胶粘剂的固化有本质的区别。根据粘接理论学说，认为有机械理论、吸附理论、扩散理论、静电理论、化学键理论等粘接机理。相对而言，化学键粘接比其粘接方式会获得更高强度的粘力。一般的EVA热熔胶，存在机械、吸附、扩散等粘接理论;而PUR胶粘剂更多存在的是化学键理论粘接，它与基材反应形成一个“不可分割的整体”，所以PUR固化后能产生的优异的粘接强度。
三、热熔胶在书本装订中的应用及其优缺点
1.在书本装订中的应用
随着人们环境意识和健康意识日益提高的今天，社会不再仅仅关注于胶粘剂的功能和应用，对胶粘剂的环保问题的要求愈加严格，发展符合“环保、健康、安全”三大要求的环保型绿色胶粘剂已势在必行。人们的生活水平不断提高，特别是欧美国家，人们追求的印刷产品趋向时尚、新颖、个性化，从而使得生产工序越来越繁复，产品质量要求越来越高。PUR热熔胶粘剂作为一类新型的胶粘剂，具有不含溶剂挥发性、耐热耐寒性、耐溶剂性、耐疲劳性等特点。这些符合当前社会发展的需要。
在印刷包装行业中，PUR热熔胶粘剂被应用于书本装订，印刷品塑一塑、纸一塑覆合，塑料盒制造等方面。
PUR热熔胶是带有活性终端团的PUR预聚物，对于印刷纸材来说，当活性终端团曝露在潮湿的空气或纸张达到一定的湿度时，就会发生交联反应。预聚物被湿润后，可以很好地渗透进入纸张中，与纸材中纤维分子发生交联反应，达到较高的粘性和较高的纸张拉力。近20年来，得益于无线装订工艺的发展，装订热熔胶在书籍装订方面的应用获得了迅猛发展。EVA热熔胶具有良好的粘接性和弹性，目前国内市场上的书籍装订热熔胶绝大部分为EVA型热熔胶。但EVA型热熔胶价格昂贵，且具有记忆性等缺点，因此想打开书时它倾向于合上，想合上时又倾向于打开、书籍被阅读时在装订处形成凹槽或书本突然合上。聚氨酯热熔胶生产工艺简单，成本低廉，可弥补以上缺陷。该胶粘剂弹性、韧性好，粘接强度高，胶粘剂可以反复熔化使用，产品利用率高，具有广阔的应用前景。
