一.背景

熱熔型膠粘劑在室溫下是固體，加熱到一定溫度就熔融成粘稠的液體，冷卻至室溫后又變成了固體，并有很強的粘接作用，因此人們把它稱為熱熔性(型)膠粘劑(簡稱熱熔膠)。由于熱熔膠具有粘合速度快、無毒、粘合工藝簡單，又有較好的粘合強度與柔韌性等優點，因此，在書籍無線裝訂、包裝封口、制鞋、紡織等方面獲得廣泛應用，而且近年來在品種與性能方面又有新的發展。熱熔型聚氨酯膠粘劑是其中較為重要的一種。

二.聚氨酯熱熔膠

聚氨酯熱熔膠可分為兩類：一類是熱塑性聚氨酯彈性體熱熔膠，另一類是反應型聚氨酯熱熔膠；

2.1熱塑性聚氨酯彈性體熱熔膠

熱塑性聚氨酯彈性體熱熔膠是由分子量15000以上的聚氨酯彈性體，增塑劑、增粘樹脂以及促進劑、潤滑劑、填料等密煉混合而成。熱塑性聚氨酯彈性體熱熔膠是將線型的或帶有少量支鏈的聚合物二元醇、低相對分子質量的擴鏈劑和異氰酸酯反應，生成鏈狀的高分子化合物氨基甲酸酯，即聚氨酯。使用時加熱到一定溫度熔化涂布在基材表面，經冷卻固化，固化過程主要是利用組成中氫鍵的作用而發生物理交聯，具有優良的韌性和粘結強度；但交聯度較低，耐熱性和耐溶劑性能較差。

2.2反應型聚氨酯熱熔膠

反應型聚氨酯熱熔膠也稱作反應型濕固化聚氨酯熱熔膠.這類膠黏劑又分封閉型和濕固化熱熔型。該類膠粘劑是以NCO端基預聚體作基料，配以與異氰酸酯基不反應的熱塑性樹脂和增粘樹脂以及抗氧劑、催化劑、填料等添加劑，確保產物有較長的適用期和貯存期。反應型聚氨酯熱熔膠粘劑的主要成分是聚酯或聚醚多元醇與多異氰酸酯合成的端異氰酸酯基聚氨酯預聚體。預聚體熔融施膠后快速固化并具有一定的初始粘接強度,在進一步的后固化過程中,濕氣逐漸擴散進入粘合劑層,與預聚體端異氰酸酯基發生反應形成脲、縮二脲和脲基甲酸酯,形成交聯的大分子網狀結構,從而表現出理想的耐熱耐溶劑性能。反應型聚氨酯熱熔膠對不同基材如橡膠、塑料、玻璃、金屬、皮革、木材、織物等均具有良好的粘接能力,同時還具有相當高的內聚強度；廣泛應用于汽車結構、零部件、紡織業及制鞋業、食品包裝業、木材加工及家具行業、電子及電器行業等諸多領域

2.2.1固化原理：

反應型濕固化聚氨酯熱熔膠主要由聚醚或聚酯多元醇與二異氰酸酯等進行反應，生成端異氰酸酯(一NCO)預聚體，當-NCO含量達到某一設定值時，加入不與一NCO反應的熱塑性樹脂、增粘樹脂、填料以及抗氧劑、催化劑等助劑配制而成。使用時，將PUR加熱熔融涂敷于被粘材料表面，然后將兩個被涂物貼合，冷卻后膠層凝聚起到粘接作用；隨后利用環境中的潮氣或被粘材料中的水分及其它含活潑氫化合物與一NCO基團發生反應、擴鏈，生成具有較高內聚力和粘接力的交聯網狀結構聚合物，進一步起到粘接作用。PUR中的一NCO基團與水或其它含活潑氫化合物的主要反應如下所示。

OCN-R-NCO+H2O→-RNHCOOH

-NCO+-NHCOO-→-N(CONH-)COO-

-NCO+-NHCONH-→-NC(CONH-)ONH-

由于反應中所生成的氨基甲酸酯鏈節(-NHCOO-)、脲鏈節(-NHCONH-)等極性很高，構成聚氨酯(PU)分子結構的剛性鏈節，使膠粘劑具有較高的強度和耐熱性能，同時軟段結構本身具有較強的耐低溫性能，因此，PUR既具有熱熔膠無溶劑、初粘性高和定位快等特性，又具有反應性膠粘劑的耐水耐溫、耐蠕變、耐濕和耐介質等性能。由此可見，PUR不僅可用作膠粘劑，也可用作密封劑，并可粘接多孔性材料(如泡沫塑料、陶瓷、木材和織物等)和表面光潔材料(如鋼、鋁、不銹鋼、金屬箔、玻璃和橡膠等)。同時，對多孔性材料與表面光潔材料相互之間的粘接具有相當高的內聚強度，且可根據需要調整不同原料的配比，以取得從柔性到剛性的膠粘劑，常用于汽車、書籍裝訂、紡織、制鞋、木材加工、家具、建筑、電子及電器等領域。

三.聚氨酯熱熔膠常見組分

聚氨酯熱熔膠主要由聚合物基體、增塑劑、增粘樹脂以及促進劑、催化劑、潤滑劑、填料、添加劑等組成。

3.1聚合物基體：

聚氨酯為白色無規則球狀或柱狀顆粒，分為聚酯型和聚醚型兩大類。常用聚酯多元醇與二異氰酸酯聚合。常用的原料有異氰酸酯（TDI、MDI、HDI、IPDI等）、聚酯多元醇（由多元醇和多元酸反應生成，常用的多元酸有己二酸，常用多元醇有1，2—丁二醇、乙二醇等）、聚醚多元醇（常用的有PPG、POP、PTMEG等）。

3.2增粘劑

提高粘結強度，降低成本，改善操作性能，改善沖擊強度和剝離強度，調整耐熱溫度和露置時間。常用的增粘劑：1）松香及其衍生物：松香；氫化松香；聚合松香；歧化松香；甘油松香酯；2）萜烯及改性萜烯樹脂；3）石油樹脂：C5石油樹脂；C9石油樹脂；C5/C9石油共聚型樹脂；脂肪族系石油樹脂。

3.3增塑劑

增塑劑可以降低高分子化合物玻璃化溫度和熔融溫度、改善膠層脆性，增進熔融物質的流動性。要求：有良好的相容性、耐久性、穩定性，不與主體發生反應，色澤淺。常為高沸點、難揮發的液體。添加量：不超過10％。鄰苯二甲酸二辛酯和偏苯三酸三辛酯等。

3.4粘度調節劑

為了提高熱熔膠的熔融流動性，常會加入一些粘度調節劑來降低熱熔膠的熔融黏度，提高流動性，縮短露置時間，改善耐蠕變性、可撓曲性及熔融速度，減少抽絲現象，防止膠料自黏等作用。常用的粘度調節劑為一些蠟類（包括石蠟，微晶蠟和合成蠟）。

3.5抗氧化劑

作為抗氧化劑應該符合如下要求：與膠粘劑配合性好，最好是相容；有良好的抑制、延緩氧化的效能；不影響膠粘劑的工藝和物理機械性能；儲存穩定，不引起膠粘劑的變色、分層、凝膠、變質等。

3.6填充劑

填充劑是一種填充性材料，又稱填料，是一種不與主體化學發生發應的固體材料。可以減少收縮，防止自黏，降低成本，延長膠的操作時間。添加量：常為20％左右。滑石粉、重晶石粉、云母粉、碳酸鈣、氧化鈣、石棉粉、二氧化鈦、石棉粉、鋁份、鐵粉、剛玉粉、金剛沙等。

3.7催化劑

提高或控制固化速度。常用催化劑：1）叔胺，三乙烯胺[N-(CH2CH2)3-N]（效果好),甲基二乙醇胺、三乙醇胺等；2）有機金屬鹽：二丁基二月桂酸錫、環烷酸鈷、環烷酸鋅、環烷酸鉛、鋅酸鉛；3）有機磷：三丁基磷、三乙基磷等。

有機錫類催化劑對異氰酸酯與水或醇的反應具有選擇性，錫類能使-NCO/-OH反應加快，但對-NCO/H2O反應的催化作用不大；而叔胺類化合物會同時催化異氰酸酯與水或醇的反應。實際應用中通常是兩類催化劑混合使用，以達到協同效果。

3.8擴鏈劑

擴鏈劑是制備熱塑性聚氨酯彈性體常用到的一種功能性助劑，特點是分子質量小，鏈節短，反應性活潑等特點，一般由2-4個官能基團組成的胺類或醇類化合物。通常用BDO為擴鏈劑。

3.9添加劑

添加劑包括阻燃劑、抗氧化劑、紫外光抑制劑、干燥劑、著色劑、偶聯劑等。

四、聚氨酯熱熔膠參考配方（僅供參考）

成分	含量	成分說明
聚氨酯預聚體	50-60%	聚合物基體
SU-120	5-15%	增粘劑
抗氧劑1010	0.2-1%	抗氧化劑
氯化石蠟	3-6%	增塑劑
氧化鈣	15-20%	填充劑
AV5012	6-10%	粘度調節劑
二月桂酸二丁基錫	0-1%	催化劑
紫外光抑制劑	0-1%	抗氧化劑

以上參考配方數據都經過技術修改，僅供參考，關于聚氨酯熱熔膠更多技術可以咨詢我中心技術支持0512-82190860