2023/2/61熱熔膠粘劑膠粘劑郭秀蘭2023/2/62一、熔融粘度（或熔融指數）

熔融指數（MI）：是指熱塑性高聚物在規定的溫度、壓力條件下，熔體在10min內通過標準毛細管的質量值。單位g/10min。體現熱熔膠流動性能大小的性能指標。

第一節概述2023/2/63二、軟化點是指以一定形式施以一定負荷，并按規定升溫速率加熱到試樣變形達到規定值的溫度。

是熱熔膠開始流動的溫度，可作為衡量膠的耐熱性、熔化難易和晾置時間的大致指標。

2023/2/64三、晾置時間

（露置時間）

晾置時間：是指熱熔膠從涂布到冷卻失去潤濕能力前的時間，即可操作時間。

固化時間：是指熱熔膠涂布后從兩個粘接面壓合到粘接牢固的時間。2023/2/65180

20

b

a

c

d

涂布

壓合開始

壓合終了

膠溫變化線時間圖5—1熱熔膠的固化過程

溫度（℃）

a：露置時間b：從實際涂布到壓合的一段時間c：固化時間d：實際壓合時間2023/2/66

熱熔膠黏劑是一種在熱熔狀態進行涂布，借冷卻硬化實現膠接的高分子膠黏劑。按國標的規定，熱熔膠的定義“在熔化狀態進行涂布，冷卻成固態就完成粘接的一種熱塑性膠黏劑”。不含溶劑，百分之百固含量，主要由熱塑性高分子聚合物所組成。

2023/2/67

熱熔膠從20世紀50年代末開始應用于包裝，由于其本身特有的優點，與其他膠黏劑品種相比有著不可比擬的優勢，成為膠黏劑中發展最快的品種之一。

2000年全球熱熔膠年用量已超過120萬噸。由于不含溶劑、無污染、無公害，熱熔膠黏劑的發展很快，應用面也在不斷擴大，是當今世界膠黏劑發展的一個方向。2023/2/68熱熔膠主要特點：

①

膠接迅速。

②

不含溶劑。

③

可以反復熔化膠接。

④

可以膠接多種材料。熱熔膠的缺點是熱穩定性差、膠接強度偏低。

2023/2/69第二節熱熔膠的組成及作用2023/2/610

熱熔膠是由聚合物基體、增黏樹脂（增黏劑）、蠟類和抗氧劑等混合配置而成的。因主體樹脂的差異，熱熔膠包括許多品種。2023/2/6111

聚合物基體聚合物基體對熱熔膠性能起關鍵作用，賦予其必要的膠接強度和內聚強度。并決定膠的結晶、黏度、拉伸強度、伸長率、柔韌性等性能。用作熱熔膠的聚合物基體應具有以下性能：①

受熱時易熔化；②具有較好的熱穩定性，在熔融溫度下不發生氧化分解，并有一定的耐久性；2023/2/612③耐熱、耐寒，具有一定的柔韌性；④與配合的各組分有一定的相容性；⑤對被粘物適應性強，有較高的粘接強度；⑥在一定溫度下黏度的可調性；⑦色澤盡量淺。2023/2/613

反映聚合物基體的主要參數是它的分子量、分子量分布。反映在膠黏劑上主要影響膠接強度、熔體指數、軟化點、黏度、柔性、固化速度、熱穩定性等性能上。

2023/2/614

降低高聚物基體的分子量和增大其分子量分布可以降低膠的軟化點和黏度，使膠容易熔融、粘合迅速、加工容易、提高生產效率，但可能會降低膠的膠接強度、拉伸強度、熱穩定性、剝離強度等。因此應根據被粘物的表面特性、膠接強度要求、使用環境、膠接方法等條件的不同而選用分子量及其分布不同的高聚物。2023/2/6151.1乙烯及其共聚物

（1）乙烯—醋酸乙烯共聚物-EVA(ethylene—vinylacetatecopolymer)

EVA樹脂是一種無臭、無味、無毒，白色或淺黃色粉狀或粒狀低熔點聚合物，由于它的結晶度低，彈性大，呈橡膠狀，同時又含有足夠的起著物理交聯作用的聚乙烯結晶，因此具有熱塑性彈性體的特點。

EVA的性能與醋酸乙烯(VA)含量和EVA分子量有關。

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當MI一定時，VAc含量增高，其彈性、柔韌性、粘接性、相容性、透明性、溶解性均有所提高；VAc含量降低時，則性能接近于聚乙烯，剛性增大，耐磨性及絕緣性上升。作為熱熔膠的原料，其VAc含量一般要求在20％～30％，通常在30％左右，熔融指數為1.5～400g／10min。2023/2/617

EVA樹脂具有良好的柔軟性、橡膠般的彈性、加熱流動性、透明性和光澤性好，與其他配合劑的相容性良好。

EVA樹脂的最大缺點是高溫性能不夠好，強度低，不耐脂肪油等，使其應用范圍受到限制。2023/2/618改性方法用交聯型EVA和斷鏈型丁基橡膠或異丁基橡膠在有機過氧化物存在下加熱混煉得到一種共聚物，用它作熱熔膠可顯著提高耐熱性和膠接強度。

EVA可與耐熱性較好的羧基化合物如馬來酸酐等共聚改善EVA的耐高溫性能。2023/2/619（2）乙烯—丙烯酸乙酯共聚物-EEA

(ethylene—ethylacrylatecopolymer)

它具有低密度聚乙烯的高熔點和高VAc含量的EVA樹脂的低溫性。其結構與EVA類似，但使用溫度范圍較寬，而且熱穩定性較好。2023/2/620①耐熱性比EVA優良，熱分解溫度高30～40℃；②低溫特性比EVA更優良，玻璃化轉變溫度低10～15℃，低溫柔性和耐應力開裂性強；③極性比EVA低，但與增黏劑和蠟相容性等同。2023/2/621對極性材料和非極性材料都有很好的膠接性，特別對聚烯烴這類非極性材料能發揮其獨特的作用。用作熱熔膠基體的EEA樹脂，其丙烯酸乙酯含量一般為23％左右。2023/2/622

1.2

聚烯烴(1)聚乙烯(polyethylene)

是由乙烯與少量α—烯烴或其他單體聚合而成的熱塑性聚合物聚乙烯是無味、無毒、耐低溫、高結晶的非極性材料。它本身是難粘材料，但制成熱熔膠以后，卻對很多材料都有膠接性，尤其適宜于粘接多孔性材料，且價格低廉。2023/2/623

用作熱熔膠基體的聚乙烯，其相對分子質量通常為500～5000，是白色或微黃色粉末或顆粒，外觀成蠟狀，密度為0.920～0.936g／cm3，軟化點為60—120℃

，在140℃時的黏度為0.1～1.5Pa·s。熔融指數為2～20g／10min。

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向聚乙烯中加入必需的增黏劑或微晶蠟、抗氧化劑等即成熱熔膠。因聚乙烯是非極性材料，為保證互混性，必須選用極性低的配合劑。聚乙烯熱熔膠的機械強度較低，為擴大其應用范圍，可引入極性單體與之接枝共聚，使之極化，改善其膠接性能。普遍使用的極性單體之一是馬來酸酐。2023/2/625

（2）聚丙烯

(polypropylene)

根據甲基空間位置排列不同，有等規、間規和無規聚丙烯之分。等規聚丙烯：甲基在主鏈的一側，規整有序地排列，是一種高結晶、高立體定向的樹脂，結晶度為60％～70％，等規度大于90％，密度為0.90—0.9lg／cm3。2023/2/626間規聚丙烯：甲基交替地排列在聚丙烯主鏈的兩側，立體結構規整，呈結晶型。無規聚丙烯：甲基呈不規則排列，是生產等規聚丙烯的副產物。2023/2/627

無規聚丙烯平均相對分子質量3000~10000，有時可高達幾萬。室溫下為無定形微帶黏性的白色蠟狀固體，相對密度0.86，軟化點90～150℃，熔點300～330℃，玻璃化溫度>－25℃，200℃開始分解。2023/2/628

制作熱熔膠時，通常采用無規聚丙烯作基體，用無規聚丙烯制作的熱熔膠固化速度慢、耐熱性不高，因此，常加入低分子量的聚乙烯或結晶聚丙烯，以改善固化速度與耐熱性；也可采用高效催化劑和新工藝，直接聚合生產無規聚丙烯，但比利用副產物成本大大提高。只能用于專門要求的應用領域。2023/2/629另外，副產物無規聚丙烯本身具有黏性，這就使得熱熔膠的配制有一定的困難，因此，利用無規聚丙烯作熱熔膠，需加入一些配合成分以改善其黏性。2023/2/630

1.3

聚酯

(polyester)

主鏈中含有酯基(—COO—)

的聚合物的總稱，分為飽和聚酯和不飽和聚酯。作為熱熔膠基體，需用線形飽和聚酯作基體。它由二元羧酸和二元醇或醇酸縮聚而成，

2023/2/631

從化學結構看，聚酯類熱熔膠可分為共聚酯類、聚醚型聚酯類、聚酰胺聚酯類三大類。從分子結構看，飽和聚酯的分子直鏈中引入苯基將提高它的熔點、拉伸強度和耐熱性，引入烷基和醚鍵將改善熔融黏度、撓曲度和柔韌性。

2023/2/632熱塑性聚酯的熔點和玻璃化溫度較高，所制得的熱熔膠耐熱性好，是耐熱性最好的熱熔膠品種之一；同時，粘接溫度也較高，影響粘接工藝。其分子中二元醇的碳鍵越長，聚酯的熔點和玻璃化溫度也就越高，結晶速度也越快。2023/2/633若二元醇的碳原子數為偶數則生成物的熔點比二元醇碳原子數為奇數的聚酯熔點更高，結晶更容易。與其他類型的熱熔膠不同，聚酯型熱熔膠是以共聚物單獨使用，一般無需加人其他組分。2023/2/6341.4

聚氨酯(polyurethane，PU)

分子主鏈上含有許多重復的氨基甲酸酯基團(—OOCNH—)的聚合物稱為聚氨基甲酸酯，簡稱為聚氨酯。聚氨酯有聚酯型和聚醚型兩類聚氨酯為白色無規則球狀或柱狀顆粒，相對密度1.10～l.25。聚醚型相對密度比聚酯型小。聚醚型玻璃化溫度為100.6～l06.l℃，聚酯型玻璃化溫度為108.9～122.8℃，聚醚型耐低溫性優于聚酯型。2023/2/635

聚氨酯最突出的特點是耐磨性優異，耐臭氧性極好，硬度大，強度高，彈性好，耐低溫，有良好的耐油、耐化學藥品和耐環境性能，在實際應用中，常用聚酯多元醇與二異氰酸酯進行聚合。因為由聚酯多元醇制得熱熔膠性能比聚醚多元醇制得的聚氨酯性能要好得多。2023/2/6361.5

聚酰胺(polyamide，PA)

是由羧酸與胺類生成的分子主鏈上含有酰氨基(—CONH—)重復結構單元的線形熱塑性聚合物。酰胺基團上的氫原子可與被粘物(皮革或纖維織物)上的氧原子形成氫鍵，因而具有較高的粘接強度。用作熱熔膠的聚酰胺是由二元羧酸與二元胺縮聚、氨基酸縮聚或其他內酰胺開環縮聚而成。2023/2/637

聚酰胺熱熔膠的突出優點是軟化點范圍窄，溫度稍低于熔點就立刻固化，耐油性和耐藥性好。又由于分子中含有氨基、羥基和酰氨基等極性基團，因此對許多極性材料有較好的膠接性能。特別是在紡織品、電器和制鞋行業。2023/2/6381.6

苯乙烯及其嵌段共聚物

苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物(styrenebutadienestyreneblockpolymer，SBS)

屬于熱塑性彈性體，又稱熱塑性丁苯橡膠。苯乙烯嵌段共聚物是陰離子聚合物，以正丁基鋰為催化劑，環己烷做溶劑，在聚合過程中還可以調節苯乙烯和丁二烯的加入程序，以控制共聚物的組成。

2023/2/639SBS中的聚苯乙烯(PS)鏈段和聚丁二烯(PB)鏈段明顯成兩相結構，PB為連續相，PS為分散相，互不相容，呈相分離狀態。故有兩個玻璃化溫度Tg1(橡膠相)和Tg2(樹脂相)。2023/2/640SBS既有聚苯乙烯的溶解性和熱塑性，又具有聚丁二烯的柔韌性和回彈性，它具有優良的拉伸強度、彈性和電性能，永久變形小，撓曲和回彈性好，表面摩擦大，透氣性優異。由于主鏈含有雙鍵致使SBS耐老化較差，在高溫空氣的氧化條件下，丁二烯嵌段會發生交聯，從而使硬度和黏度增加。2023/2/641SBS溶解性好，與很多聚合物相容，加入樹脂和增黏劑可降低其熔融黏度，非常適合制備熱熔膠及熱熔壓敏膠。目前國內生產的SBS在應用中，許多達不到熱熔壓敏膠的要求，因此，配制熱熔壓敏膠的SBS主要依賴進口。2023/2/6422

增黏劑

作為熱熔膠的基體材料在熔融時，熔融黏度高，對被粘物潤濕性和初粘性不好，為了改善基體聚合物的這些性能，提高它的膠接強度，降低成本，改善操作性能，常在熱熔膠的配制時加入增黏劑。

2023/2/643增粘劑的主要作用是降低熱熔膠的熔融粘度，提高其對被膠接面的濕潤性和初粘性，以達到提高膠接強度，改善操作性能及降低成本的目的。

此外，還可以調整膠的耐熱溫度及晾置時間。2023/2/644對增黏劑的要求：（1）必須與基本聚合物有良好的相容性；（2）對被膠接物有良好的粘附性；（3）在熱熔膠的熔融溫度下有良好的熱穩定性。增黏劑的用量為基本聚合物質量的20～150%。2023/2/645在熱熔膠中，增黏劑的選擇十分重要，通常根據以下三個原則：根據與聚合物的相容性進行選擇；根據膠黏劑的涂布方式進行選擇；根據樹脂特性進行選擇。通常用一種或幾種混合使用。2023/2/6462.1

松香及其衍生物這是熱熔膠中使用最多的一種增粘劑。

松香(rosin)

：其主要成分是松香酸，是不飽和酸，含有共軛雙鍵，因而與EVA樹脂等有極性的基本聚合物相容性好。但其軟化點不高（70～85℃），且由于分子中有共軛雙鍵，易被氧化，因此熱穩定性與抗氧化性較差。2023/2/647改性松香：有氫化松香、歧化松香、聚合松香等。松香經改性后軟化點提高，不存在共軛雙鍵，因而熱穩定性及抗氧化性都較好。氫化松香：松香熔化后，在催化劑存在下，于高溫下通人氫氣氫化制得，

2023/2/648聚合松香：是松香的共軛雙鍵在硫酸、三氟化硼等催化劑存在下，以苯、甲苯等為反應介質，于－10～65℃溫度下進行聚合反應的產物。主要是二聚體。歧化松香：在催化劑存在下，借無機酸和熱的作用，使松香的一部分被氧化，另一部分被還原，發生歧化反應的產物。2023/2/6492.2

萜烯樹脂及其改性樹脂萜烯樹脂(terpenehydrocarbonresin)

：是由松節油中所含萜烯類化合物聚合而得。它性質穩定，遇光、熱不變色，耐稀酸稀堿，電性能也較好。

萜烯樹脂和EVA、SBS等極性樹脂相容性較差，為了增加與極性樹脂的相容性，常對萜烯樹脂進行改性。2023/2/650萜酚樹脂：就是一種苯酚改性的萜烯樹脂。萜酚樹脂膠接力強，內聚力大，耐熱性能好，耐老化，與樹脂和橡膠相容性好，軟化點高，80—145℃，耐酸堿性能優良。2023/2/6512.3石油樹脂石油樹脂：石油裂解副產物中不飽和烴餾分的聚合物。根據原料餾分，可將石油樹脂分為脂肪族(C5餾分)、芳香族(C9餾分)、脂環族及它們的改性樹脂等種類。2023/2/652（1）C5石油樹脂C5石油樹脂具有與天然橡膠相似的結構，與天然橡膠和合成橡膠有極好的相容性。

（2）C9石油樹脂具有環狀結構，內聚力大。耐酸、堿，耐化學藥品性、耐水性及耐候性良好。與SBR、SBS相容性好，但與EVA、天然橡膠相容性差。2023/2/653

3蠟類蠟類的主要作用是降低熱熔膠的熔點和熔融粘度，改善膠液的流動性和濕潤性，降低成本。

常用的蠟類有烷烴石蠟、微晶石蠟、合成蠟。用量一般為30％以下。2023/2/654

微晶石蠟在提高熱熔膠的柔韌性、膠接強度、熱穩定性和耐寒性等方面均優于烷烴石蠟，但價格較高。

合成蠟與基本聚合物的相容性好，并有良好的化學穩定性、熱穩定性和電性能，使用效果又優于前兩種石蠟。2023/2/6554

抗氧化劑抗氧化劑的作用是防止熱熔膠在長時間處于高的熔融溫度下發生氧化和熱分解。（1）2，6-二叔丁基對甲苯酚

不溶于水及稀堿溶液，可燃，無毒，用作非污染性抗氧劑，能有效抑制空氣氧化、熱降解。

2023/2/656（2）4，4’硫代雙(3—甲基—6—叔丁基)苯酚

不溶于水。低毒，作為非污染性抗氧劑，揮發性小，高效抗氧，熱穩定性和耐候性優良。2023/2/6575增塑劑

增塑劑的作用是加快熔融速度，降低熔融粘度，改善對被膠接物的濕潤性，提高熱熔膠的柔韌性和耐寒性。鄰苯二甲酸二辛酯；鄰苯二甲酸二丁酯

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填料

填料的作用是降低熱熔膠的收縮性，防止對多孔性被膠接物表面的過度滲透，提高熱熔膠的耐熱性和熱容量，延長可操作時間，降低成本。

2023/2/659用作熱熔膠的填料主要有滑石粉、瓷土、石英、碳酸鈣、氧化鋇、石棉、鈦白粉、硫酸鋇、白炭黑等無機物。對于不同品種的熱熔膠，應選用不同的填料，并控制適當的加入量，添加量常為20％左右。2023/2/660第三節熱熔膠的應用2023/2/6611乙烯—醋酸乙烯酯型熱熔膠黏劑

EVA熱熔膠是目前用量最大的熱熔膠品種，這種熱熔膠具有優異的粘接性、柔軟性、加熱流動性和耐寒性等，黏附力強、膜強度高、用途廣．能黏附許多不同性質的基材，熔融黏度低，施膠方便。

2023/2/662大量應用于紙盒、書籍無線裝訂、木材積層板制作和木工封邊、無紡布制作等。該熱熔膠在車輛方面可用于坐椅、車燈和尾燈等的組裝。2023/2/6632聚酯型熱熔膠黏劑聚酯型熱熔膠通常只有聚酯一種成分，一般不需要添加其他配合成分，因此，合成聚酯的原