热熔胶技术的发展及应用展望

赵子

摘要：热熔胶生产过程不涉及任何污染性材料的应用或生产制备，这一材料以其绿色环保的特性在各行业中得到广泛应用，然而传统热熔胶材料存在的难降解问题也成为限制热熔胶发展的关键障碍。本文对EAV、PU以及PA等传统热熔胶的特点和应用情况进行了介绍，结合传统热熔胶存在的缺陷不足对亲水型、低温型、可生物降解型等各类新型热熔胶的应用发展趋势进行了分析，以期为热熔胶行业相关技术研发人员提供参考。

关键词：热熔胶;应用发展趋势;胶黏剂

引言

市场中应用的热熔胶种类较多，按照生产基料不同可以将其区分为嵌段共聚物类、聚酰胺类、聚氨酯类、聚酯类、乙烯类等各种类型。然而，这类热熔胶在应用过程中，往往受限于自身材质的化学性质，难以在短时间内实现降解，导致较多废弃的热熔胶在环境中堆积滞留，形成如白色污染一般的环境污染问题。针对此类问题，国内外热熔胶技术研发人员积极追求对热熔胶产品的改进，期望研发有别于传统溶剂、热固性的新型热熔胶，使其具备相应的水分散或生物降解能力，有效规避环境污染问题。

1.EVA、PU、PA等传统热熔胶的特点及应用情况分析

1.1 EVA乙烯类热熔胶

EVA乙烯类热熔胶在当前市场中应用数量和范围相对较大，此类热熔胶以其适用于大多数材料的极强的胶接力得到了万能胶这一称谓，被广泛应用于书籍无线胶装、家具封边、木材层压板生产以及无纺布生产等。在实际应用过程中，EVA热熔胶熔融黏度低，能够与多种配合剂有效相容，无论是应用成本、便利程度还是功能效果都领先于其他产品[1]。

由于单纯的EVA分子中具有19%-40%含量50-90℃软化点的VA，该材料分子具有80-400的熔体指数，这将导致纯EVA热熔胶的黏度远远超出正常热熔胶使用标准，需要在生产过程中添加其他材料。EVA热熔胶组成材料主要为EVA树脂、增粘树脂、蜡、颜填料以及抗氧剂。其中，EAM树脂的配比含量能够从粘接强度、柔韧性以及内聚强度几个方面对热熔胶属性产生影响，生产单位通常需要结合相关参数标注对多种VA含量不同、熔点不同以及熔体指数不同的EVA材料混合使用。增粘树脂的功能在于从结合力以及润湿性方面对胶黏剂的性能改善，实现粘接强度的优化提升，该材料选型期间需要从软化点、热稳定性、相容性、化学成分、气味、颜色、成本等多方面综合考虑。蜡材料的作用在于调节黏度，其用量和类型对于热熔胶性能具有较大影响。颜填料用于从色彩、填缝性、固化收缩率等方面对热熔胶性能进行优化，还具有降低生产成本的作用。抗氧剂多为1010以及246等型号，能够增强热熔胶的抗氧化性。

然而，在实际应用中，EVA热熔胶的结构特性使其存在高低温耐受力差、粘接强度弱、脂肪性耐性差等缺陷，其粘接效果往往会因为外部环境或模板单位的资料变化受到影响，导致粘接质量不符合使用需求。单纯从EVA配比调制的方式难以满足热熔胶技术标准要求，通常需要采取改性等技术手段方可确保热熔胶在各领域的适用性。例如，张荣军等人的研究结果指出，在交联、共混、共聚等EVA材料改进的基础上，融入各类双链、非极性侧链或极性侧链的链节，能够有效提升热熔胶基础材料的内聚强度，使得其适用范围、粘接性能大幅度提升;反应性EVA热熔胶能够使得传统热熔胶在粘接强度、内聚强度、耐热性能、耐溶等多方面性能有所改善，将电子、光固化等技术应用到热熔胶的生产环节，能够促进低能耗、快速固化、无污染热熔胶的是生产制备。

2.2 PU聚氨酯类热熔胶

在热熔胶生产过程中，生产单位基于具备粘接强度高、耐低温、耐化学试剂、柔韧性强以及耐磨性强等性能优势的聚氨酯材料开展热熔胶的生产工作。在发展过程中，具有挥发特性的溶剂型聚氨酯胶粘剂因环境污染以及成本问题发展受限，逐渐发展成无溶剂型的产品。现阶段所应用的PU类热熔胶性能参数如表1所示[2]。其中，反应聚氨酯热熔胶的生产制备需要借助二异氰酸酯与聚醚等相关材料的化学反应，形成的端异氰酸酯预聚体材料即为热熔胶的主要成分，在应用期间，该材料热熔敷设之后，会在水分子的作用下形成能够交联固化的脲键，固化反应导致热熔胶无法实现回收利用。PUA热熔胶的制备通过异氰酸酯与扩链剂和二元醇的化学反应形成高分子链状的聚氨酯化合物，制备过程如图1所示，该材料冷却时为固化状态，通过加热可以使其熔化以便于在基材表面涂抹，其固化期间能够借助氢键进行物理交联反应，以此来增强胶剂的粘接效果，在加热之后，热熔胶的氢键失去作用，进而恢复为原有形状，使其具有可回收利用的特点。

聚氨酯热熔胶在应用过程中，依然存在熔融黏度以及熔融温度方面的问题，相关生产单位通常以初粘力增强、阻燃性优化、耐热性强化等为方向，对热熔胶性能进行研究改进[3]。

2.3 PA聚酰胺类热熔胶

PA热熔胶原材料聚酰胺发展应用历史久远，该材料具有复杂的结构，但其空间位阻小、对称规整等特点使其在溶解性方面存在欠缺，而且熔点高、易结晶，导致该材料难以用于热熔胶的制备工作。在高分子化学技术的支持下，充分了解聚酰胺结构的研究人员利用改性技术实现了PA热熔胶产品的制备，改性制备的PA热熔胶具有固化快速、软化点范围小、耐药耐油等特性，酰胺基、羟基以及氨基等基团的存在进一步增强了PA热熔胶与各类极性材料的粘接效果，在家电、电子、服装、机械、电讯等行业中得到推广应用。

PA热熔胶具有较强的耐水性，这与其基础材料聚酰胺分子所具备的吸湿性存在关联，随着酰胺基和亚甲基在分子链占比的提升，PA热熔胶的耐水性将持续增强。然而，在应用过程中，聚酰胺容易在长期熔融加工的过程中因热氧化出现交联、断链、降解等反应，使得材料的性能产生较大变化。

3.热熔胶技术发展趋势

3.1 可生物降解型热熔胶

对于一次性包装等材料盛行的今天，市场基于可持续发展的目标对热熔胶的性能提出了更高的要求，要求热熔胶具备一定可生物降解的能力。一般而言，此类热熔胶是基于基体树脂以及抗氧劑、增塑剂、增黏剂、填料等各类材料制备而成。其中，基体树脂的成分主要为聚酯酰胺、聚丙交酯、聚羟基烷酸酯等各类化合物。具备生物降解能力的热熔胶会在生物酶的催化影响下通过氧化还原、脱氢水解等反应转化为结构相对简单的有机物。其中，聚酯酰胺材料融合了聚酰胺和聚酯两种材料的优势，该材料制备的热熔胶能够在酸碱环境中水解，并在催化酶和微生物的作用下实现降解。聚丙交酯制备的热熔胶能够在黑暗、湿气环境中水解，并在催化酶和微生物的重要性分解为二氧化碳和水，是热熔胶在生物降解性能方向研究应用的重要材料[4]。聚羟基烷酸酯是生物体内的一种的高分子材料，该材料制备的热熔胶在降解性和生物活性方面具有一定优势，树皮、淀粉等天然的高分子材料也在发展中逐渐成为热熔胶生产制备的重要材料。

3.2 低温型、亲水型热熔胶

传统热熔胶在一次性卫生用品相关行业中的熔融温度約为160℃，而低温热熔胶则可以在110-130℃状况下完成熔融使用操作。相对而言，此类热熔胶在黏度方面比传统热熔胶更低，能够满足低温环境中的使用需求。在实际应用中，低温型热熔胶能够有效规避积碳、结皮老化等异常情况，在粘接强度、气味挥发方面也具有一定优势，使得材料应用于机器能够降低维保成本，应用于纸尿裤等产品能够避免对婴儿造成伤害。在发展过程中，生产研究单位能够通过对配方进行优化调整实现粘接强度与低温操作需求的平衡，进一步提升低温热熔胶的推广应用范围。亲水性是热熔胶技术发展的一个重要方向，研发单位可以通过对热熔胶组分的调整和改性处理，使得所制备的热熔胶具有一定的亲水性，在激烈的市场竞争中，赋予亲水性能的热熔胶将具备更大的市场优势。

3.3 热熔胶的包装创新及其他技术发展方向

在改善热熔胶粘接、降解、耐高低温、亲水等众多性能的同时，生产研发单位也需要从热熔胶包装方面进行优化创新。传统硅油纸包装的热熔胶在生产效率、使用操作方面相对不便，生产单位可以借助易熔膜等工艺技术完成热熔胶的包装工作，提高生产效率的同时为使用者带来更多便利。此外生产单位也可以从使用时的喷涂频率、抗油污性能等较多方向改善热熔胶的性能，满足用户的多样化需求。

4.结束语

综上所述，PA、EVA、PU等传统热熔胶具有固化快、粘接强度高等性能优势，在一次性卫生用品、书本装订、电器、家具、服装、食品包装等众多领域得到广泛应用。随着技术研究的不断深入，热熔胶材料将会朝着可生物降解、亲水、耐高低温、抗油污、低温熔融等较多不同的方向取得更多成果，推动热熔胶产品质量效果的不断提升。

参考文献：

[1]靳洪飞，孙达，张雪萍，李文风，宋宇飞，马凤国.聚丙烯蜡对EVA热熔胶性能的影响[J].合成材料老化与应用，2021，50（01）：23-25+132.

[2]李士娟，王瑜，郭卫红，陈慧.硅橡胶改性EVA热熔胶的制备及其性能研究[J].中国胶粘剂，2020，29（08）：1-5+11.

[3]林裕卫.有关反应型热熔聚氨酯PUR的应用[J].广州化工，2020，48（17）：18-20.

[4]马安博.热熔胶技术的发展及应用[J].化学与黏合，2018，40（03）：211-215.