与EVA热熔胶三权鼎立:聚氨酯热熔胶(PU)和聚酰胺(PA)热熔胶
2013年02月26日 20世纪60年代以来溶剂型聚氨酯胶黏剂在制鞋、箱包、油墨等行业得到了应用,但大量的有机溶剂挥发,既污染了环境,又增加了成本,从而限制了其进一步的发展,随着环保、能源意识的增强,使得无溶剂型胶黏剂(热熔胶)得到了快速发展。使用时加热至一定温度溶化涂布于基材表面,经冷却而固化,固化过程主要利用组成中的氢键而发生物理交联,具有优良的韧性和粘接强度。根据所用基料的不同,热熔胶可分为聚氨酯类(PU)、聚酰胺(PA)类、乙烯/醋酸乙烯(EVA)类,EVA热熔胶已是我们老生详谈的产品,现在我们要根据国内外的研究和应用进展,详细地讲解一下聚氨酯热熔胶(PU)和聚酰胺热熔胶(PA)这两款热熔胶品牌。
1.聚氨酯(PU)类热熔胶
聚氨酯型热熔胶分为反应型聚氨酯热熔胶黏剂和热塑型聚氨酯弹性体热熔胶黏剂两种,反应型聚氨酯热熔胶黏剂主要是由聚醚或聚酯多元醇与二异氰酸酯等反应,生成端异氰酸酯预聚体,使用时,加热熔融涂敷于材料表面,与环境中的水分发生反应形成脲键而部分交联固化,故不可回收或二次重复利用,此种胶黏剂不符合环保要求。聚氨酯热熔胶黏剂是将线性的或带有少量支链的聚合物二元醇、低相对分子质量的扩链剂与异氰酸酯反应,生成链状的高分子化合物氨基甲酸酯,即聚氨酯。
聚氨酯具有耐磨、耐化学药品、耐低温、柔韧性及粘接强度大等特点,在弹性体、泡沫塑料、涂料和粘合剂等领域得到了广泛的应用。反应型聚氨酯热熔胶(PUR,也称固化反应型热熔胶),是以NCO端基预聚体作为基料,配以与异氰酸酯基不反应的热塑性树脂和增粘树脂以及抗氧剂、催化剂、填料等添加剂,确保产物有较长的试用期。因此,PUR广泛应用于橡胶、塑料、金属与汽车制造、纺织业、制鞋业、书刊装订、木材工业及家具行业、电子行业等的粘接。
尽管反应性聚氨酯热熔胶的性能特点非常突出,但目前仍存在一些技术问题需要解决,如:降低熔融温度和熔融黏度;提高初粘力,缩短定位时间;增强产品的柔韧性、耐热性和阻燃性等,这也是进一步的研究应该重视的地方。另外,制备工艺和设备、涂胶设备等目前还相当缺乏和不完善;成本太高,限制了应用,都是今后需要克服和解决的问题。与国外产品相比,国内现有产品的熔融粘度过大,应用领域不够广泛,胶粘剂厂家应当继续加强研究开发工作,同时扩大规模,进一步挖掘潜在市场。
2.聚酰胺(PA)类热熔胶
聚酰胺树脂最初是由美国杜邦公司发明的,距今有60多年的历史了。聚酰胺树脂结构较复杂,但因其结构规整、对称、空间位阻小及含有酰胺基的极性,故具有易结晶、熔点高和溶解性差等特点,因此很难用作热熔胶。随着高分子化学的发展,人们对聚酰胺的结构进一步地了解和研究,并通过改性制得了优异的聚酰胺热熔胶。它的突出特点是软化点范围窄,温度稍低于熔点就立刻固化,耐油性和耐药性好;又由于分子中含有氨基、羟基和酰胺基等极性基团,故对许多极性材料有较好的粘接性能。因此,广泛应用于制鞋、服装、电子、电讯、家电、汽车和机械等行业。
聚酰胺热熔胶主要分为3类:
1.聚氨酯(PU)类热熔胶
聚氨酯型热熔胶分为反应型聚氨酯热熔胶黏剂和热塑型聚氨酯弹性体热熔胶黏剂两种,反应型聚氨酯热熔胶黏剂主要是由聚醚或聚酯多元醇与二异氰酸酯等反应,生成端异氰酸酯预聚体,使用时,加热熔融涂敷于材料表面,与环境中的水分发生反应形成脲键而部分交联固化,故不可回收或二次重复利用,此种胶黏剂不符合环保要求。聚氨酯热熔胶黏剂是将线性的或带有少量支链的聚合物二元醇、低相对分子质量的扩链剂与异氰酸酯反应,生成链状的高分子化合物氨基甲酸酯,即聚氨酯。
聚氨酯具有耐磨、耐化学药品、耐低温、柔韧性及粘接强度大等特点,在弹性体、泡沫塑料、涂料和粘合剂等领域得到了广泛的应用。反应型聚氨酯热熔胶(PUR,也称固化反应型热熔胶),是以NCO端基预聚体作为基料,配以与异氰酸酯基不反应的热塑性树脂和增粘树脂以及抗氧剂、催化剂、填料等添加剂,确保产物有较长的试用期。因此,PUR广泛应用于橡胶、塑料、金属与汽车制造、纺织业、制鞋业、书刊装订、木材工业及家具行业、电子行业等的粘接。
尽管反应性聚氨酯热熔胶的性能特点非常突出,但目前仍存在一些技术问题需要解决,如:降低熔融温度和熔融黏度;提高初粘力,缩短定位时间;增强产品的柔韧性、耐热性和阻燃性等,这也是进一步的研究应该重视的地方。另外,制备工艺和设备、涂胶设备等目前还相当缺乏和不完善;成本太高,限制了应用,都是今后需要克服和解决的问题。与国外产品相比,国内现有产品的熔融粘度过大,应用领域不够广泛,胶粘剂厂家应当继续加强研究开发工作,同时扩大规模,进一步挖掘潜在市场。
2.聚酰胺(PA)类热熔胶
聚酰胺树脂最初是由美国杜邦公司发明的,距今有60多年的历史了。聚酰胺树脂结构较复杂,但因其结构规整、对称、空间位阻小及含有酰胺基的极性,故具有易结晶、熔点高和溶解性差等特点,因此很难用作热熔胶。随着高分子化学的发展,人们对聚酰胺的结构进一步地了解和研究,并通过改性制得了优异的聚酰胺热熔胶。它的突出特点是软化点范围窄,温度稍低于熔点就立刻固化,耐油性和耐药性好;又由于分子中含有氨基、羟基和酰胺基等极性基团,故对许多极性材料有较好的粘接性能。因此,广泛应用于制鞋、服装、电子、电讯、家电、汽车和机械等行业。
聚酰胺热熔胶主要分为3类:
- 二聚酸型,即二聚酸与脂肪族二胺的缩聚物;
- 尼龙型,即尼龙6、6/12、6/66/10等的共聚物;
- 芳香族二元酸与脂肪族二元胺或脂肪族二元酸与芳香族二元胺的二元或三元共聚物。