Клей-расплав ( HMA ), также известный как горячий клей , представляет собой разновидность термопластичного клея , который обычно продается в виде твердых цилиндрических стержней различного диаметра, предназначенных для нанесения с помощью пистолета для горячего клея . В пистолете используется нагревательный элемент непрерывного действия для плавления пластикового клея, который пользователь проталкивает через пистолет либо с помощью механического спускового механизма на пистолете, либо прямым давлением пальца. Клей, выдавленный из нагретой насадки, изначально достаточно горячий, чтобы обжечь кожу и даже вызвать волдыри. Клей липкий в горячем состоянии и затвердевает за время от нескольких секунд до одной минуты. Термоплавкие клеи также можно наносить путем погружения или распыления, и они популярны среди любителей и мастеров как для крепления, так и в качестве недорогой альтернативы литью из смолы .
При промышленном использовании термоплавкие клеи имеют ряд преимуществ перед клеями на основе растворителей. Летучие органические соединения уменьшаются или удаляются, а стадия сушки или отверждения исключается. Термоплавкие клеи имеют длительный срок хранения и обычно могут быть утилизированы без особых мер предосторожности. Некоторые из недостатков включают тепловую нагрузку на подложку, ограничивающую использование подложек, не чувствительных к более высоким температурам, а также потерю прочности сцепления при более высоких температурах вплоть до полного плавления клея. Потерю прочности соединения можно уменьшить, используя реактивный клей, который после затвердевания подвергается дальнейшему отверждению под действием влаги (например, реактивных уретанов и силиконов) или ультрафиолетового излучения. Некоторые HMA могут быть не устойчивы к химическому воздействию и погодным условиям. [ нужна цитация ] HMA не теряют толщину во время затвердевания, тогда как клеи на основе растворителей могут терять до 50–70% толщины слоя во время высыхания. [1]
Одно из самых заметных свойств. Влияет на растекание нанесенного клея и смачивание поверхностей. Зависит от температуры: более высокая температура снижает вязкость.
Величина примерно обратно пропорциональна молекулярной массе базового полимера. Клеи с высоким индексом текучести расплава легко наносятся, но имеют плохие механические свойства из-за более коротких полимерных цепей. Клеи с низким индексом текучести расплава обладают лучшими свойствами, но их сложнее наносить.
Стабильность жизнеспособности
Степень стабильности в расплавленном состоянии, склонность к разложению и обугливанию. Важен для промышленной обработки, где клей плавится в течение длительного времени перед нанесением.
Температура образования связи
Минимальная температура, ниже которой не происходит достаточного смачивания подложек. [2]
Общие условия
Время открытия
Рабочее время для склеивания, при котором поверхность все еще сохраняет достаточную липкость, может варьироваться от секунд для быстросхватывающихся клеев HMA до бесконечности для клеев, чувствительных к давлению.
Установить время
Время сформировать связь приемлемой прочности.
Такс
Степень поверхностной липкости клея; влияет на прочность связи между смачиваемыми поверхностями.
Клеи-расплавы обычно состоят из одного основного материала с различными добавками. Композицию обычно составляют так, чтобы она имела температуру стеклования (начало хрупкости) ниже самой низкой температуры эксплуатации, а также достаточно высокую температуру плавления. Степень кристаллизации должна быть как можно выше, но в пределах допустимой усадки . Вязкость расплава и скорость кристаллизации (и соответствующее открытое время) могут быть адаптированы к конкретному применению. Более быстрая скорость кристаллизации обычно подразумевает более высокую прочность связи. Чтобы достичь свойств полукристаллических полимеров, аморфным полимерам потребуются слишком высокие молекулярные массы и, следовательно, неоправданно высокая вязкость расплава; использование аморфных полимеров в термоплавких клеях обычно осуществляется только в качестве модификаторов. Некоторые полимеры могут образовывать водородные связи между своими цепями, образуя псевдопоперечные связи , которые укрепляют полимер. [3]
Природа полимера и добавок, используемых для повышения клейкости (называемых усилителями клейкости ), влияют на характер взаимного молекулярного взаимодействия и взаимодействия с подложкой. В одной из распространенных систем ЭВА используется в качестве основного полимера, а терпен-фенольная смола (TPR) — в качестве средства повышения клейкости. В двух компонентах наблюдаются кислотно-основные взаимодействия между карбонильными группами винилацетата и гидроксильными группами ТПР, образуются комплексы между фенольными кольцами ТПР и гидроксильными группами на поверхности алюминиевых подложек, а также взаимодействия между карбонильными группами и силанольными группами на поверхности образуются стеклянные подложки. [4] Полярные группы, гидроксилы и аминогруппы могут образовывать кислотно-основные и водородные связи с полярными группами на таких подложках, как бумага, дерево или натуральные волокна. Неполярные полиолефиновые цепи хорошо взаимодействуют с неполярными подложками. Хорошее смачивание подложки необходимо для формирования удовлетворительной связи между клеем и подложкой. Более полярные композиции имеют тенденцию иметь лучшую адгезию из-за более высокой поверхностной энергии . Аморфные клеи легко деформируются, стремясь рассеять большую часть механических напряжений внутри своей структуры, передавая лишь небольшие нагрузки на границу раздела клей-подложка; даже относительно слабое неполярно-неполярное поверхностное взаимодействие может образовать довольно прочную связь, склонную, прежде всего, к когезионному разрушению. Распределение молекулярных масс и степень кристалличности влияют на ширину диапазона температур плавления. Полимеры кристаллической природы имеют тенденцию быть более жесткими и иметь более высокую когезионную прочность, чем соответствующие аморфные полимеры, но также передают большую нагрузку на границу раздела клей-подложка. Более высокая молекулярная масса полимерных цепей обеспечивает более высокую прочность на разрыв и термостойкость. Наличие ненасыщенных связей делает клей более восприимчивым к автоокислению и разрушению под воздействием ультрафиолета , а также требует использования антиоксидантов и стабилизаторов.
Клеи обычно прозрачные или полупрозрачные, бесцветные, соломенного, коричневого или янтарного цвета. Выпускаются также пигментированные версии и даже версии с блестящими блестками. [5] Материалы, содержащие полярные группы, ароматические системы, а также двойные и тройные связи, имеют тенденцию казаться темнее, чем неполярные полностью насыщенные вещества; когда желателен внешний вид прозрачной воды, необходимо использовать подходящие полимеры и добавки, например, гидрированные смолы, повышающие клейкость. [6]
Увеличение прочности связи и температуры эксплуатации может быть достигнуто за счет образования поперечных связей в полимере после затвердевания. Этого можно достичь, используя полимеры, отверждающиеся при наличии остаточной влаги (например, химически активные полиуретаны, силиконы), воздействие ультрафиолетового излучения, электронного облучения или другие методы.
В некоторых случаях стойкость к воде и растворителям имеет решающее значение. Например, в текстильной промышленности может потребоваться устойчивость к растворителям для химической чистки . Проницаемость для газов и водяного пара может быть желательной, а может и нежелательной. Для упаковки пищевых продуктов важна нетоксичность как основного материала, так и добавок, а также отсутствие запахов.
Некоторые из возможных основных материалов термоклеев включают следующие:
Сополимеры этилена и винилацетата (ЭВА), низкокачественные, дешевые и наиболее распространенные материалы для клеевых стержней (например, термогрипы светло-янтарного цвета GS51, GS52 и GS53). [9] Они обеспечивают достаточную прочность при температуре от 30 до 50 °C, но ограничены в использовании при температуре ниже 60–80 °C и имеют низкое сопротивление ползучести под нагрузкой. Содержание мономера винилацетата составляет около 18–29 процентов от массы полимера. Часто используются большие количества веществ, повышающих клейкость, и воска; примерный состав: 30–40 % сополимера ЭВА (обеспечивает прочность и ударную вязкость), 30–40 % смолы, повышающей клейкость (улучшает смачивание и клейкость), 20–30 % воска (обычно на парафиновой основе; снижает вязкость, изменяет скорость схватывания). , снижает стоимость) и 0,5–1,0% стабилизаторов. [10] Для особых случаев можно добавлять наполнители . Может быть разработан для рабочих температур в диапазоне от -40 до +80 °C, как для короткого, так и для длительного открытого времени, а также для широкого диапазона вязкости расплава. Высокая стабильность при повышенных температурах и устойчивость к ультрафиолетовому излучению , которые можно дополнительно повысить с помощью подходящих стабилизаторов. Высокое содержание винилацетата может служить для создания термоплавкого клея, чувствительного к давлению (HMPSA). Составы ЭВА совместимы с парафином. ЭВА послужил основой для оригинального состава клея-расплава. Состав сополимера влияет на его свойства; повышенное содержание этилена способствует адгезии к неполярным подложкам, таким как полиэтилен, тогда как повышенное содержание винилацетата способствует адгезии к полярным подложкам, таким как бумага. Более высокое содержание этилена также увеличивает механическую прочность, устойчивость к слипанию и растворимость парафина. Более высокое содержание винилацетата обеспечивает более высокую гибкость, адгезию, горячую клейкость и лучшие характеристики при низких температурах. Клейкий клей EVA обычно содержит 14–35% винилацетата. Цепи с более низкой молекулярной массой обеспечивают меньшую вязкость расплава, лучшее смачивание и лучшую адгезию к пористым поверхностям. Более высокие молекулярные массы обеспечивают лучшую когезию при повышенных температурах и лучшее поведение при низких температурах. [11] Повышенное содержание винилацетата снижает кристалличность материала, улучшает оптическую прозрачность, гибкость и прочность, а также ухудшает устойчивость к растворителям. ЭВА может быть сшит, например, пероксидами, с получением термореактивного материала. [12] ЭВА могут быть смешаны с ароматическими углеводородными смолами. [13] Прививка бутадиена к ЭВА улучшает его адгезию. [14] Его диэлектрические свойства плохие из-за высокого содержания полярных групп, диэлектрические потери умеренно высокие. Полипропиленовые HMA — лучший выбор для высокочастотной электроники. [15]ЭВА оптически более прозрачны и более газо- и паропроницаемы, чем полиолефины. Почти половина EVA HMA используется в упаковочных целях. Криогенное измельчение ЭВА позволяет получить мелкие вододиспергируемые частицы для термосваривания. ЭВА может разлагаться в первую очередь за счет потери уксусной кислоты и образования двойной связи в цепи, а также за счет окислительной деградации. [16] ЭВА можно смешивать с широким спектром HMA: от мягких клеев, чувствительных к давлению, до жестких конструкционных клеев для изготовления мебели.
Сополимеры этилена и акрилата имеют более низкую температуру стеклования и более высокую адгезию даже к сложным основаниям, чем ЭВА. Лучшая термостойкость, повышенная адгезия к металлам и стеклу. Подходит для использования при низких температурах. Терполимеры этилен-винилацетат- малеиновый ангидрид и этилен-акрилат-малеиновый ангидрид обладают очень высокими эксплуатационными характеристиками. [17] Примерами являются этилен- н -бутилакрилат (EnBA), этилен-акриловая кислота (EAA) и этилен-этилацетат (EEA).
Полиолефины (ПО) ( полиэтилен (обычно ПЭНП , но также и ПЭВП , который имеет более высокую температуру плавления и лучшую термостойкость), атактический полипропилен (ПП или АРР), полибутен-1 , окисленный полиэтилен и т. д.), низкопроизводительные, для сложных - для склеивания пластмасс. Очень хорошая адгезия к полипропилену, хорошая влагонепроницаемость , химическая стойкость к полярным растворителям и растворам кислот, оснований и спиртов. Более длительное открытое время по сравнению с ЭВА и полиамидами. [18] Полиолефины имеют низкую поверхностную энергию и обеспечивают хорошее смачивание большинства металлов и полимеров. Полиолефины, синтезированные на металлоценовых катализаторах, имеют узкое распределение молекулярной массы и, соответственно, узкий диапазон температур плавления. Из-за относительно высокой кристалличности клеи на основе полиэтилена имеют тенденцию быть непрозрачными и, в зависимости от добавок, белыми или желтоватыми. Полиэтиленовые термоклеи обладают высокой стабильностью срока годности, не склонны к обугливанию и подходят для умеренных температурных диапазонов и для пористых негибких подложек. В расплав можно вводить азот или диоксид углерода, образуя пену , которая увеличивает время растекания и раскрытия и уменьшает передачу тепла к подложке, что позволяет использовать более термочувствительные подложки; Обычно используются ГМА на основе полиэтилена. Вспенивающиеся HMA доступны на рынке с 1981 года. Аморфные полипропиленовые HMA обладают хорошими диэлектрическими свойствами, что делает их пригодными для использования на высоких частотах. ПЭ и АПП обычно используются сами по себе или с небольшим количеством веществ, повышающих клейкость (обычно углеводородов) и восков (обычно парафинов или микрокристаллических восков, для более низкой стоимости, улучшения антиадгезионных свойств, изменения времени открытого состояния и температуры размягчения). Молекулярная масса полимера обычно ниже. Более низкие молекулярные массы обеспечивают лучшие характеристики при низких температурах и более высокую гибкость, более высокие молекулярные массы увеличивают прочность уплотнения, горячую клейкость и вязкость расплава. [19]
Полибутен-1 и его сополимеры мягкие и гибкие, прочные, частично кристаллические и медленно кристаллизуются с длительным открытым временем. Низкая температура рекристаллизации позволяет снять напряжение при образовании связи. Хорошее сцепление с неполярными поверхностями, худшее с полярными. Подходит для резиновых оснований. Может быть сформулирован как чувствительный к давлению. [20]
Полимеры аморфного полиолефина (APO/ APAO ) совместимы со многими растворителями, веществами, повышающими клейкость, воском и полимерами; они находят широкое применение во многих областях применения клея. Термоплавкие материалы АПО обладают хорошей устойчивостью к топливу и кислотам, умеренной термостойкостью, липкостью, мягкостью и гибкостью, хорошей адгезией и более длительным открытым временем, чем кристаллические полиолефины. APO, как правило, имеют более низкую вязкость расплава, лучшую адгезию, более длительное время открытого состояния и более медленное время схватывания, чем сопоставимые EVA. Некоторые АПО можно использовать отдельно, но часто их смешивают с веществами, повышающими клейкость, воском и пластификаторами (например, минеральным маслом , полибутеновым маслом). Примеры APO включают аморфный (атактический) пропилен (APP), аморфный пропилен/этилен (APE), аморфный пропилен/бутен (APB), аморфный пропилен/гексен (APH), аморфный пропилен/этилен/бутен. APP тверже APE, который тверже APB, который тверже APH, в соответствии с уменьшением кристалличности. АПО обладают относительно низкой когезией , перепутанные полимерные цепи обладают достаточно высокой степенью свободы движения. При механической нагрузке большая часть деформации рассеивается за счет удлинения и распутывания полимерных цепей, и лишь небольшая часть достигает границы раздела клей-подложка. Таким образом, когезионный отказ является более распространенным типом отказа APO. [21]
Полиамиды и полиэфиры, высокоэффективные
Полиамиды (ПА) высокоэффективные для суровых условий эксплуатации; высокотемпературные клеи; обычно применяется при температуре выше 200 °C, но может разлагаться и обугливаться во время обработки. В расплавленном состоянии может несколько разлагаться под действием кислорода воздуха. Высокая температура нанесения. Широкий диапазон рабочих температур, обычно обеспечивающий адекватное склеивание, от -40 до 70 °C; некоторые составы допускают эксплуатацию при температуре до 185°С, если им не приходится нести нагрузку. Устойчив к пластификаторам , поэтому пригоден для склеивания поливинилхлорида ; Однако только полиамиды, полученные из вторичных диаминов, обеспечивают удовлетворительное соединение. [22] Устойчив к маслам и бензину. Хорошая адгезия ко многим основаниям, таким как металл, дерево, винил, АБС-пластик, обработанный полиэтилен и полипропилен. Некоторые составы одобрены UL для применения в электротехнике, требующей пониженной воспламеняемости. Используются три группы с низкой, средней и высокой молекулярной массой; низкомолекулярные материалы плавятся при низкой температуре и их легко наносить, но они имеют меньшую прочность на разрыв, меньшую прочность на разрыв и сдвиг и меньшее удлинение, чем высокомолекулярные. Для материалов с высоким молекулярным весом требуются сложные экструдеры, и они используются в качестве высокоэффективных конструкционных клеев. Наличие водородных связей между полимерными цепями придает полиамидам высокую прочность даже при низких молекулярных массах по сравнению с другими полимерами. Водородные связи также обеспечивают сохранение большей части адгезионной прочности почти до точки плавления; однако они также делают материал более восприимчивым к проникновению влаги по сравнению с полиэфирами. Может быть как мягким и липким, так и твердым и жестким. Нишевые области применения вместе с полиэфирами занимают менее 10% от общего объема рынка термоклеев. Поглощение влаги может привести к вспениванию во время нанесения, поскольку вода испаряется при плавлении, оставляя в клеевом слое пустоты, которые снижают механическую прочность. Полиамидные ГМА обычно состоят из димерной кислоты и часто двух или более различных диаминов. Димерная кислота обычно составляет 60–80% от общей массы полиамида и обеспечивает аморфный неполярный характер. Линейные алифатические амины, такие как этилендиамин и гексаметилендиамин , обеспечивают твердость и прочность. Амины с более длинной цепью, такие как димерный амин, уменьшают количество водородных связей на объем материала, что приводит к снижению жесткости. Полиэфирдиамины обеспечивают хорошую гибкость при низких температурах. Пиперазин и подобные диамины также уменьшают количество водородных связей. Только полиамиды на основе пиперазина и подобных вторичных аминов образуют удовлетворительную связь с поливинилхлоридом.; первичные амины образуют более прочные водородные связи внутри клея, вторичные амины могут действовать только как акцепторы протонов, не образуют водородных связей внутри полиамида и поэтому могут образовывать более слабые связи с винилом, вероятно, с атомом водорода, соседним с хлором. [22]
Полиэфиры , подобные тем, которые используются для синтетических волокон . Высокая температура нанесения. Синтезирован из диола и дикарбоновой кислоты . Длина диольной цепи оказывает большое влияние на свойства материала; с увеличением длины цепи диола температура плавления увеличивается, скорость кристаллизации увеличивается, а степень кристаллизации уменьшается. И диол, и кислота влияют на температуру плавления. По сравнению с аналогичными полиамидами полиэфиры из-за отсутствия водородных связей имеют меньшие прочность и температуру плавления, но значительно более устойчивы к влаге, хотя и восприимчивы. По остальным параметрам, а также в применениях, где эти факторы не играют роли, полиэфиры и полиамиды очень похожи. Полиэфиры часто используются для склеивания тканей. Их можно использовать отдельно или смешивать с большим количеством добавок. Они используются там, где необходима высокая прочность на разрыв и высокая термостойкость. Большинство полиэфирных термоплавких клеев имеют высокую степень кристалличности. Нишевые области применения вместе с полиамидами занимают менее 10% от общего объема рынка термоклеев. Однако для репульпируемых клеев были разработаны вододиспергируемые аморфные полимеры, модифицированные добавлением групп сульфоната натрия для обеспечения диспергируемости. [23] Полиэфиры часто обладают высокой кристалличностью, что приводит к узкому диапазону температур плавления, что выгодно для высокоскоростного склеивания.
Полиуретаны
Термопластичный полиуретан (ТПУ) обеспечивает хорошую адгезию к различным поверхностям благодаря наличию полярных групп. Их низкая температура стеклования обеспечивает гибкость при низких температурах. Они очень эластичны и мягки, имеют широкий диапазон температур кристаллизации и плавления. Полиуретаны состоят из длинных линейных цепей с гибкими мягкими сегментами ( цепи легкоплавкого полиэфира или простого полиэфира , связанных с диизоцианатом), чередующимися с жесткими сегментами (диуретановые мостики, образующиеся в результате реакции диизоцианата с низкомолекулярным удлинителем цепи гликоля ). Жесткие сегменты образуют водородные связи с жесткими сегментами других молекул. Более высокое соотношение мягких и твердых сегментов обеспечивает лучшую гибкость, удлинение и характеристики при низких температурах, но также меньшую твердость, модуль упругости и стойкость к истиранию. Температура склеивания ниже, чем у большинства других HMA, всего около 50–70 ° C, когда клей ведет себя как мягкая резина, действуя как клей, чувствительный к давлению. Смачивание поверхности в этом аморфном состоянии хорошее, а при охлаждении полимер кристаллизуется, образуя прочную гибкую связь с высокой когезией. Выбор подходящей комбинации диизоцианата и полиола позволяет адаптировать свойства полиуретана; их можно использовать отдельно или смешивать с пластификатором. Полиуретаны совместимы с большинством распространенных пластификаторов и многими смолами. [24]
Полиуретаны (PUR) или реактивные уретаны для высоких температур и высокой гибкости. Новый тип термореактивных клеев -расплавов, представленный в начале 1990-х годов. Затвердевание может быть быстрым или длиться несколько минут; вторичное отверждение под действием атмосферной влаги или влаги субстрата затем продолжается в течение нескольких часов, образуя поперечные связи в полимере. Отличная устойчивость к растворителям и химикатам. Низкая температура нанесения, подходит для термочувствительных оснований. Термостойкий после отверждения, рабочая температура обычно от −30 °C до +150 °C. Устойчивость к чернилам и растворителям. Часто используется в переплетном деле , автомобильной, аэрокосмической промышленности, производстве фильтров и пластиковых пакетов. Восприимчив к УФ-деградации , вызывающей обесцвечивание и ухудшение механических свойств, требует смешивания с УФ-стабилизаторами и антиоксидантами. [25] Обычно на основе преполимеров, изготовленных из полиолов и метилендифенилдиизоцианата (МДИ) или другого диизоцианата с небольшим количеством свободных изоцианатных групп; эти группы под воздействием влаги реагируют и сшиваются. Прочность неотвержденного «сырого» материала , как правило, ниже, чем у нереактивных HMA, механическая прочность увеличивается по мере отверждения. Прочность в сыром состоянии можно улучшить путем смешивания форполимера с другими полимерами. [26]Хотя термоплавкие клеи существуют уже несколько десятилетий, начиная с 1950-х годов достижения в разработке полиуретанов сделали их популярными для таких применений, как переплетное дело, деревообработка и упаковка. Поскольку полиуретан обладает высокой гибкостью и широким диапазоном температурного режима, он идеально подходит для склеивания сложных оснований. [27]
Блок-сополимеры стирола (SBC), также называемые клеями на основе стирольных сополимеров и клеями на основе каучука, обладают хорошей гибкостью при низких температурах, высоким удлинением и высокой термостойкостью. Часто используется в клеях , чувствительных к давлению , где композиция сохраняет липкость даже после затвердевания; однако также используются составы, не чувствительные к давлению. Высокая термостойкость, хорошая гибкость при низких температурах. [28] Более низкая прочность, чем у полиэфиров. Обычно они имеют структуру ABA с эластичным резиновым сегментом между двумя жесткими пластиковыми концевыми блоками. Высокопрочные пленкообразователи, используемые отдельно, повышают когезию и вязкость в качестве добавки. Водостойкий, растворяется в некоторых органических растворителях; сшивка улучшает устойчивость к растворителям. Смолы, связанные с концевыми блоками (кумарон-инден, α-метилстирол, винилтолуол, ароматические углеводороды и др.), улучшают адгезию и изменяют вязкость. Смолы, связанные со средними блоками (алифатические олефины, эфиры канифоли , политерпены, терпеновые фенольные смолы), улучшают адгезионные, технологические и чувствительные к давлению свойства. Добавление пластификаторов снижает стоимость, улучшает липкость, чувствительную к давлению, снижает вязкость расплава, снижает твердость и улучшает низкотемпературную гибкость. Структура АБК способствует фазовому разделению полимера, связывая вместе концевые блоки, при этом центральные эластичные части действуют как поперечные связи; SBC не требуют дополнительной сшивки. [29]
Стирол- бутадиен- стирол (SBS), используемый в высокопрочных PSA.
Стирол- изопрен -стирол (SIS), используемый в продуктах PSA с низкой вязкостью и высокой клейкостью.
Стирол-этилен/ бутилен -стирол (SEBS), используемый в нетканых материалах с низкой самоклеящейся способностью.
Полипиррол (PPY), проводящий полимер , для самопроводящих термоплавких клеев (ICHMA), используемых для защиты от электромагнитных помех . [33] Этиленвинилацетат в сочетании с 0,1–0,5 мас.% полипропилена обладает сильным поглощением в ближнем инфракрасном диапазоне , что позволяет использовать его в качестве клеев, активированных в ближнем инфракрасном диапазоне. [34]
смолы , повышающие клейкость (например, канифоли и их производные, терпены и модифицированные терпены, алифатические , циклоалифатические и ароматические смолы (алифатические смолы C5, ароматические смолы C9 и алифатические/ароматические смолы C5/C9), гидрогенизированные углеводородные смолы и их смеси, терпен- фенольные смолы (TPR, часто используются с EVA)), примерно до 40%. [36] Агенты для повышения клейкости, как правило, имеют низкую молекулярную массу, а температуру стеклования и размягчения выше комнатной температуры, что придает им подходящие вязкоупругие свойства. На вещества, повышающие клейкость, часто приходится большая часть как весового процента, так и стоимости термоклея.
воски , например, микрокристаллические воски , жирные амидные воски или окисленные воски Фишера-Тропша ; увеличить скорость установки. Воски, один из ключевых компонентов рецептур, снижают вязкость расплава и могут улучшить прочность сцепления и термостойкость. [37]
антиоксиданты и стабилизаторы (например, затрудненные фенолы, BHT , фосфиты , фосфаты, затрудненные ароматические амины); добавляют в небольших количествах (<1%), не влияя на физические свойства. Эти составы защищают материал от деградации как в процессе эксплуатации, компаундирования, так и в расплавленном состоянии при нанесении. Стабилизаторы на основе функционализированных силиконов обладают повышенной устойчивостью к экстракции и газовыделению. [38]
Нестойкие клеи и клеи, чувствительные к давлению , доступны в виде термоплавкого материала. Имея липкую консистенцию, PSA склеиваются под действием давления при комнатной температуре. [40]
Присадки и полимеры, содержащие ненасыщенные связи , весьма склонны к автоокислению . Примеры включают добавки на основе канифоли . Антиоксиданты можно использовать для подавления этого механизма старения.
Добавление ферромагнитных частиц, гигроскопичных водоудерживающих материалов или других материалов может привести к получению термоплавкого клея, который можно активировать микроволновым нагревом . [41]
Добавление электропроводящих частиц может привести к получению проводящих термоплавких составов. [42]
Приложения
Клеи-расплавы столь же многочисленны, сколь и универсальны. Обычно термоклеи наносятся путем экструзии, прокатки или распыления, а высокая вязкость расплава делает их идеальными для пористых и проницаемых подложек. [43] HMA способны склеивать множество различных материалов, включая резину, керамику, металлы, пластмассы, стекло и дерево. [40]
Сегодня HMA (клеи-расплавы) доступны во множестве различных типов, что позволяет использовать их в широком спектре применений в нескольких отраслях. Для использования в хобби или ремесленных проектах, таких как сборка или ремонт моделей самолетов из пенопласта с дистанционным управлением и искусственных цветочных композиций, для нанесения клея используются термоплавкие палочки и термоклеевые пистолеты. Для использования в промышленных процессах клей поставляется в стержнях большего размера и в клеевых пистолетах с более высокой скоростью плавления. Помимо термоплавких стержней, HMA может поставляться в других форматах, таких как гранулированные или термоплавкие блоки для предприятий по производству сыпучей расплавленной продукции. В более крупных применениях HMA традиционно используются пневматические системы подачи клея. [43]
Примеры отраслей, где используется HMA, включают:
Закрытие клапанов гофроящиков и картонных коробок в упаковочной промышленности. [44]
Проклейка корешков в переплетном производстве [44]
Применение для упаковки профилей, сборки изделий и ламинирования в деревообрабатывающей промышленности [44]
Одноразовые подгузники изготавливаются с использованием HMA, при котором нетканый материал прикрепляется как к изнаночной стороне, так и к резинкам.
Многие производители электронных устройств также могут использовать HMA для крепления деталей и проводов или для закрепления, изоляции и защиты компонентов устройства.
Формат
Клеи-расплавы часто продаются в стиках или картриджах, подходящих для предполагаемого клеевого пистолета. Также используются сыпучие гранулы: их сбрасывают или транспортируют в резервуар с клеем для последующего нанесения. Большие барабаны с открытой головкой также используются для работы в больших объемах. Бочковые насосы для термоклея имеют нагретую плиту, которая плавит клей для перекачки через нагретые шланги.
Рекомендации
^ «Клеи-расплавы ｜Технические проблемы» . pprc.org . Центр ресурсов по предотвращению загрязнения на северо-западе Тихого океана. Архивировано из оригинала 4 мая 2010 года . Проверено 4 июня 2020 г.
^ Геренц, Герхард; Карманн, Вернер (2001). Клеи и клейкие ленты . Джон Уайли и сыновья.
^ Синтетически разработанные клеи-расплавы - полиамиды и полиэфиры - Статья. Specialchem4adhesives.com (10 октября 2007 г.). Проверено 8 февраля 2010 г.
^ М. Нардин и др. Влияние состава термоплавких клеев на их объемные и межфазные свойства, Journal de Physique IV, Том 3, 1993, с. 1505 дои :10.1051/jp4:19937235
^ «Клей-карандаши AKORD с блестками для термоплавкого клея, 100x7 мм для нагревательного клеевого пистолета, разноцветные, набор из 36 предметов: Amazon.co.uk: DIY и инструменты» . Амазонка Великобритания .
^ Цвет и прозрачность клеев-расплавов. Woodweb.com. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ ab 95-5 Разработка биоразлагаемого термоплавкого клея на основе поли-е-капролактона и изолята соевого белка для системы упаковки пищевых продуктов. Ift.confex.com. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 г. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Паспорт безопасности материалов - Подробный обзор
^ HMA - на основе EVA - Центр стабилизаторов УФ/света. Специальные клеи Chem4. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Отчет об исследовании рынка сополимеров этиленвинилацетата (ЭВА) (>50% этилена) - Европейская индустрия клеев. Архивировано 18 ноября 2008 г. в Wayback Machine . Chemquest.com. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Сополимеры этилена и винилацетата (ЭВА). Архивировано 15 июля 2009 г. в Wayback Machine . Plastiquarian.com. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Пак Ён-Джун и Ким Хён-Джун, «Свойства термоплавкого клея смеси этиленвинилацетата и ароматических углеводородных смол», Международный журнал адгезии и клеев, том 23, выпуск 5, 2003 г., стр. 383 doi : 10.1016/S0143-7496 (03)00069-1
^ Этилен-винилацетатный термоплавкий клей с привитым бутадиеном, патент США 3 959 410.
^ Клеи-расплавы (Барри Л. Орниц). Ярхив.нет. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Джон Моалли Отказ пластмассы: анализ и предотвращение, Уильям Эндрю, ISBN 2001 г. 1-884207-92-8 стр. 8
^ Применение горячего расплава - Центр сополимеров этилена. Специальные клеи Chem4. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Полиолефины - Центр антиоксидантов. Специальные клеи Chem4. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Клеи, не содержащие растворителей. Автор: TE Rolando, iSmithers Rapra Publishing, 1998 ISBN 1-85957-133-6 стр. 17
^ Клеи и клейкие ленты Герхарда Геренца, Вернера Карманна, Wiley-VCH, 2001 ISBN 3-527-30110-0 , стр. 22
^ Клеи-расплавы на основе аморфного полиолефина (APO/APAO). Архивировано 24 июля 2008 г. в Wayback Machine . Новости горячего расплава (18 июля 2006 г.). Проверено 8 февраля 2010 г.
^ ab Специальная модель адгезии для приклеивания термоплавких полиамидов к винилу. (PDF) . Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Вододиспергируемый сульфополиэфир без запаха для перерабатываемых клеев-расплавов - Статья. Specialchem4adhesives.com (22 мая 2002 г.). Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Справочник по клеям и герметикам Эдварда М. Петри, McGraw-Hill, 2007 ISBN 0-07-147916-3
^ Реактивные термоклеи - Центр стабилизаторов УФ/света. Специальные клеи Chem4. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Наука и техника адгезии Альфонса В. Поциуса, Дэвида А. Дилларда, М. Чаудхури, Elsevier, 2002 ISBN 0-444-51140-7 , стр. 785
^ [1]. Клей и желатин LD Davis. Проверено 19 января 2019 г.
^ Приложения. Hbfuller.com. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Справочник по физическим свойствам полимеров Текиджата Джеймса Э. Марка, Springer, 2006 ISBN 0-387-31235-8 , стр. 484
^ Реактивный состав клея-расплава - Патент 4996283. Freepatentsonline.com (26 февраля 1991 г.). Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Патент США 4 252 858.
^ Термоплавкий сборочный герметик. Дау Корнинг. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Дж. А. Помпосо, Х. Родригес и Х. Гранде «Проводящие клеи-расплавы на основе полипиррола для защиты от электромагнитных помех» Synthetic Metals, том 104, выпуск 2, 1999, страницы 107–111 doi : 10.1016 / S0379-6779 (99) 00061 -2
^ Фуганг Ли, Митчелл А. Винник, Анна Матвиенко и Андреас Манделис «Наночастицы полипиррола как тепловой преобразователь БИК-излучения в термоплавких клеях» J. Mater. Chem., 2007, 17, 4309 – 4315, doi :10.1039/b708707a
^ Высокоэффективные промышленные термоклеи. (PDF) . Проверено 8 февраля 2010 г.
^ База данных по добавкам, полимерам и веществам, повышающим клейкость — Интернет-эксперты по полимерным добавкам и цветам. Архивировано 5 августа 2014 г. в Wayback Machine . Specialchem4adhesives.com. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Использование восков в термоплавких клеях - Статья. Specialchem4adhesives.com (16 декабря 2009 г.). Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Ольга И. Кувшинникова и Роберт Э. Ли Антиоксиданты на основе кремния для термоплавких клеев TAPPI JOURNAL, октябрь 1998 г., том 81 (10), стр. 214–218.
^ Полиамидные клеи с улучшенными характеристиками переплетного дела - Патент 5989385. Freepatentsonline.com. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Аб Дэвис, Джозеф Р. (1992). Словарь по инженерии материалов ASM . АСМ Интернешнл. п. 215.
^ Термоплавкий клей для микроволнового нагрева. Архивировано 23 апреля 2010 г. в Wayback Machine . Freshpatents.com. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ Электропроводящая термоплавкая силиконовая клеевая композиция - Патент 6433055. Freepatentsonline.com. Проверено 8 февраля 2010 г.
^ ab «Клеи и герметики 101: Горячие расплавы». Производство клеев и герметиков. 1 октября 2008 года . Проверено 11 ноября 2015 г.
^ abc фон Бьерн, Янек; Грюнвальд, Инго (2010). Системы биологической адгезии: от природы к техническому и медицинскому применению (1-е изд.). Вена: Springer Science & Business Media. стр. 198–199.
