世界工业化的持续迅猛发展,几乎带动了整个工业产业链的不断向前推进。胶粘剂行业作为 一个独立行业,同时又作为一个包装产业的特殊辅助产业,它的发展现状以及未来的发展方向, 成了人们关注的焦点。 自上世纪 50 年代以来,胶粘剂产业正在以超常规的速度迅猛发展。日益研发出的新产品以及相关高新技术的问世不断地填充着当前的空白,同时也推动了整个行业自身不断地向前发展, 衍生出更多更为宽广的应用领域以及深入到更为专业的细化产业。 从胶粘剂应用结构我们可以看出,包装产业一直以来都是胶粘剂应用的产业,它广泛分 布应用于纸制品、印制装潢、塑料等包装产业的内部细枝领域,在很大程度上促进了包装产业繁荣快速地发展。
热熔胶主要成分,即基本树脂是乙烯与在高压下共聚而成的,再配以增粘剂、粘度调节剂、剂等制成热熔胶
1、在室温下通常为固体,加热到一定程度时熔融为液体一旦冷却到熔点以下,又迅速
成为固体。
2、具有固化快、公害低、粘着力强,胶层既有一定柔性、硬度、又有一定的韧性;
3、胶液涂抹在被粘物上冷却固化后的胶层,还可以再加热熔融
4、重新变为胶粘体再与被粘物粘接,具有 一定的再粘性;
5、使用时,只要将热熔胶加热熔融成所需的液态,并涂抹在被粘物体上,
6、经压合后在几秒钟内就可完成粘结固化,几分钟内就可达到硬化冷却干燥的程度。
7、因其产品本身系固体,便于包装、运输、储存;
8、无溶剂、无污染;
9、以及生产工艺简单、高附加值、粘和强度大、速度快等优点而倍受青睐。
10、热熔型胶具有性能稳定、原料利用率高、生产速度快、成品率高
11、设备占地面积小和投资小等优点
由此可见,胶粘剂未来的发展趋势势必要以“绿色环保”为主题,在生产研发的过程中倡导绿色和谐。胶粘剂产业从一开始形成至今,发展速度迅速猛烈,整个产业在市场的严格考验下不断推陈出新茁壮成长。同时,在自身发展和提高的过程中,也促进了相关产业众多领域的革新与发展,如在包装产业中,表现得更是淋漓尽致。
相信,以后随着科技的不断进步,新技术以及新产品的不断研发创造,胶粘剂产业与包装产业更为密切的合作,必定能给社会创造出更多的社会经济效益,带动起更为宽泛的产业链接,开拓出更新的细化领域,给人类生活水平的提高带来更加贴合实际的便利。
聚氨酯(PUR)胶粘剂是指分子链中含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或异酸酯基(-NCO-)的一类胶粘剂。由于其分子链中-NCO可以和多种含活泼氢的官能团反应,形成界面化学键结合,对多种材料具有极强的粘附性能,具有胶膜坚韧,耐冲击、挠曲性好,剥离强度高,良好的耐超低温性、耐油和耐磨性等特点。热熔胶粘剂(简称热熔胶)是一类无溶剂的以热塑性聚合物为基料的固体胶粘剂,受热熔化成液态,以熔体形式应用到基材表面进行粘合。热熔胶具有粘接迅速、无污染、节能环保、贮运和使用方便、成本低、应用面广等优点,主要包括EVA、PE、无规PP、聚氨酯等。聚氨酯热熔胶可分为两类:一类是反应型热熔胶,它又可分为端异酸酯基预聚物型(湿固化型)和含封闭的异酸酯基预聚物型(潜固化型);另一类是热塑性聚氨酯弹性体热熔胶,是利用组成中的氢键作用发生交联,从而使其具有优异的弹性和强度。前者受热熔融后,遇湿发生反应交联固化;而后者固化过程主要是利用氢键作用发生物理交联,再次受热又会削弱氢键作用,变为粘稠液体,因此可反复加热——冷却固化,产品可回收或二次使用,属于环境友好材料。
二、聚氨酯热熔胶固化反应机理简介
PUR树脂分子链末端有反应型的NCO官能基,由于此官能团中的碳氮双键活性非常高,会与空气或是基材表面的水气反应生成胺基,同时释放出C02,胺基再与其它的NCO基反应形成具有 urea(尿素)官能团的结构。由于在urea结构中仍具有活性氢,因而还会再与未反应完的NCO基作进一步的反应而生成结构,完成所谓的交联反应。其与湿气的反应机理如下:
-NCO+H2O→NH2+CO2→-NH-CO-NH
-NH-CO-NH-+OCN-→NH-CO-N-CO-NH-
从上面可见,PUR胶粘剂粘接固化是作为反应型固化方式,与一般的EVA型热熔胶剂、水性胶粘剂的固化有本质的区别。根据粘接理论学说,认为有机械理论、吸附理论、扩散理论、静电理论、化学键理论等粘接机理。相对而言,化学键粘接比其粘接方式会获得更高强度的粘力。一般的EVA热熔胶,存在机械、吸附、扩散等粘接理论;而PUR胶粘剂更多存在的是化学键理论粘接,它与基材反应形成一个“不可分割的整体”,所以PUR固化后能产生的优异的粘接强度。
三、热熔胶在书本装订中的应用及其优缺点
1.在书本装订中的应用
在印刷包装行业中,PUR热熔胶粘剂被应用于书本装订,印刷品塑一塑、纸一塑覆合,塑料盒制造等方面。PUR热熔胶是带有活性终端团的PUR预聚物,对于印刷纸材来说,当活性终端团曝露在潮湿的空气或纸张达到一定的湿度时,就会发生交联反应。预聚物被湿润后,可以很好地渗透进入纸张中,与纸材中纤维分子发生交联反应,达到较高的粘性和较高的纸张拉力。近20年来,得益于无线装订工艺的发展,热熔胶在书籍装订方面的应用获得了迅猛发展。EVA热熔胶具有良好的粘接性和弹性,目前国内市场上的书籍装订热熔胶绝大部分为EVA型热熔胶。但EVA型热熔胶价格昂贵,且具有记忆性等缺点,因此想打开书时它倾向于合上,想合上时又倾向于打开、书籍被阅读时在装订处形成凹槽或书本突然合上。聚氨酯热熔胶生产工艺简单,成本低廉,可弥补以上缺陷。该胶粘剂弹性、韧性好,粘接强度高,胶粘剂可以反复熔化使用,产品利用率高,具有广阔的应用前景。
2.主要应用优势
在书本装订应用方面,与传统EVA热熔胶相比,PUR热熔胶具有快速固化、使用简便、施胶温度较低、耐冲击耐疲劳、翻平性好、经久耐用、粘接力强、环保等优势。
对印后书本装订而言,PUR热熔胶6小时后即可达到普通EVA热熔胶钉装的强度,而48小时后则可达到强的粘接效果。纸张的涂布以及油墨、清漆涂层、UV固化层、塑料薄膜等表面性质差异大的材料,都不会对PUR热熔胶的装订性质造成很大的影响,相比于传统的EVA胶粘剂,成品功能性测试(如书本拉页、揭页测试)结果会高出60%以上。传统的EVA热熔胶书本装订施胶温度约为160-180℃,PUR热熔胶施胶温度较低,只需120-150℃,非常适合于对高溫敏感、易变型材质的应用,既可以节约能耗,并且可增加工人的操作安全性。对于厚度较大平装书,传统的EVA热熔胶对书籍需要锁线加工,而PUR热熔胶可以减少此工序,节约成本,缩短生产货期。PUR热熔胶胶层柔软,可使书籍的翻阅与折合极为方便,作为网状交联化合物,它耐冲击振动、耐疲劳表现出优异的性能,对于一些长期使用的书籍如参考书、手册、教课书、烹饪书等所要求书本的翻平性(将书籍翻开的程度),PUR热熔胶装订无疑是好的选择。由于PUR热熔胶化学交联反应使得具有高的耐热性、耐低温性、耐溶剂性、耐水性等优异的粘合性能,对于一些长期保存的书籍如写真集、图片年鉴、的字画、圣经书籍等,PUR热熔胶能完全满足这些书籍的要求。PUR热熔胶具有极佳的粘接力,用胶量比传统的EVA热熔胶少约50%或更少。EVA热熔胶要达到一定的强度(书背施胶厚度根据纸张情况和书本的不同厚度)胶层控制在0.6~2mm之间。在相同情况下 PUR胶层可不分书本厚薄不分纸张情况,一般在0.3 mm左右就可达到同EVA热熔胶一样的强度。PUR热熔胶组成中不含溶剂,固化过程不会造成挥发性溶剂的污染,为环保型胶粘剂未来的发展目标。
技术参数:
1、长度4000×宽度700(820)×高度750(1100)㎜。
2、供电:AC220V、400W。
3、输送:涂胶速度1.5m-15m可调(输送涂胶独立调节)。
4、涂胶方式:光电感应式涂胶,头尾留空5㎜。
5、控制方式:常规控制电路。
6、产量计数: 6位液晶显示器,掉电保持功能。
配置:
1、输送线主体由40×60、40×40铝合金型材加工。
2、Φ38、Φ80镀锌滚轮。
3、2.0绿色荷兰产输送带700×6000㎜周长。
4、涂胶支架为40×40方通加工。
5、配置Φ70×700㎜PU牵引滚轮。
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