熱熔膠的組成及其作用
熱熔膠是有基本聚合物、增粘樹脂(增粘劑)、蠟類和抗氧劑等混合配置而成的,為了改善其膠接性、流動性、耐熱性、耐寒性和韌性等,也可適當的增加一定量的增塑劑、填料及其他低分子聚合物。
基本聚合物
基本聚合物是熱熔膠的粘料,它的作用是使膠具有必要的粘結強度和內聚強度。
熱熔膠的基本聚合物是熱塑性樹脂。使用較多的基本聚合物有聚烯烴及其共聚物,如乙烯-乙酸乙烯酯共聚樹脂(EVA)、低分子量聚乙烯(PE)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚樹脂(EEA)、無規聚丙烯(APP)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA);熱塑性彈性體,如丁基橡膠(BR)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物(SIS);此外還有纖維素衍生物、聚酰胺樹脂(PA)、聚酯樹脂(PES)、聚氨酯樹脂(PU)。
若單一的基本聚合物不能滿足性能要求時,可以把具有適應性能的兩種以上基本聚合物混合使用。如要提高熱熔膠的耐寒性、柔韌性、抗沖擊性、抗蠕變性,可以加入少量異丁橡膠或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之類合成橡膠,也可加入無規聚丙烯或瀝青來降低膠的成本。
增粘劑
由于基本聚合物的粘度一般都相當高,對被叫界面的潤濕性和初粘性不太好,因此不宜單獨使用,常加入與之相容性好的增粘劑混合使用。
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潤濕性和初粘性,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,還可借以調整膠的耐熱溫度及晾置時間。
對增粘劑的要求是:必須與基本聚合物有良好的相容性;對被膠接物有良好粘附性;在熱熔膠的熔融溫度下有良好的熱穩定性。增粘劑的用量為基本聚合物的20%-150%。
常用的增粘劑有以下幾種:
(1)松香及其衍生物:這是熱熔膠中使用最多的一種增粘劑。通常又可分為3類:
松香:有脂松香、木松香、浮油松香等。其主要成分是松香酸,含有極性羧基,分子量小,因而與EVA樹脂等具有極性的基本聚合物相容性好。但其軟化點不高(70-85℃),且由于分子中具有共軛雙鍵,易被氧化,因此熱穩定性與抗氧化性較差。
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。
松香脂:有松香甘油酯、氫化松香季戊四醇酯、聚合松香甘油酯等。綜合性能都較好。
(2)萜烯樹脂及其改性樹脂:萜烯樹脂是由松節油中所含萜烯化合物聚合而得。它性質穩定,遇光、熱不變色,耐烯酸稀堿,電性能也較好。
改性萜烯樹脂是苯酚或順丁烯二酸酐聚合而得。與苯酚聚合的產物可稱為萜烯樹脂,它軟化點高,耐氧化、耐酸堿性能好。
(3)石油樹脂:是石油熱解副產物中不飽和烴餾分的聚合物。它按不飽和烴的碳鏈結構又可分為脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂和脂環族石油樹脂等種類。
常用C5和C9石油樹脂,如間戊二烯石油樹脂是由碳五分離產品間戊二烯經陽離子催化聚合而得,為固態脂肪族石油樹脂,具有色純無臭、熱穩定性好、膠接力強等特點。
除上述三類增粘劑外,也可用熱塑性酚醛樹脂、低分子量聚苯乙烯、古馬隆樹脂作為增粘劑。
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潤濕性,提高膠接強度、防止熱熔膠結塊、降低成本。除聚酯、聚酰胺熱熔膠基本不用蠟外,大部分熱熔膠均要加入一定的蠟。但用量過多,膠的收縮性變大,膠接強度反而降低,因而在需要達到較大膠接強度時,因控制蠟的用量。常用的蠟類有烷烴石蠟、微晶石蠟、合成蠟。蠟的用量一般不超過基本聚合物重量的30%。
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由于烷烴石蠟,但防止膠結塊的能力低于烷烴石蠟,且價格較高。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,使用效果優于前兩種石蠟。
填料
填料的作用是降低熱熔膠的收縮性,紡織對多孔性膠接物表面的過度滲透,提高熱熔膠耐寒性和熱容量,延長可操作時間,降低成本。但填料用量不能太多,否則會使熱熔膠的熔融粘度升高,潤濕性和初粘性變差,從而降低膠接強度。
增塑劑
增塑劑的作用是加快熔融速度,降低熔融粘度,改善對被膠接物的潤濕性,提高熱熔膠的柔韌性和耐寒性。但若增塑劑用量過多,會使膠層的內聚強度降低。同時,由于增塑劑的遷移和揮發也會降低膠接強度和膠層的耐熱性。因此一般熱熔膠中只加少量貨不加增塑劑。
常用的增塑劑有領苯二甲酸二丁酯(DBP)、領苯二甲酸二辛酯(DOP)、領苯二甲酸丁芐酯(BBP)等。
抗氧劑
抗氧劑的作用是防止熱熔膠長時間的處于高溫熔融溫度下發生氧化和分解。
一般認為熱熔膠在180℃-230℃加熱10h以上或所用的組分熱穩定性較差時,有必要加抗氧劑。如使用耐熱性較好的組分,并且不在高溫下長時間使用,可不佳抗氧劑。
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