EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)膠粘劑快速增長的一個根本原因,在于其凝固速度快,一般固化時間在10秒左右,快的甚至僅1~2秒。且無毒、非易燃,是個環(huán)保性的產(chǎn)品。EVA熱熔膠粘接適用性廣泛,如對PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)等非極性材料,也能達到較好的粘接效果。膠層具有良好的耐低溫性、耐水性和耐濕性。由于EVA的剛性差,相對聚酯、聚酰胺熱熔膠,軟化點較低,其環(huán)球軟化點在100℃左右,因此限制了它的使用范圍。
EVA熱熔膠的基本組成是EVA樹脂、增粘樹脂、蠟和穩(wěn)定劑。EVA樹脂是在乙烯支鏈中引入了由極性的醋酸基因所組成的短支鏈,打亂了原來的結晶狀態(tài),致使EVA趨向“塑化效應”,降低了支鏈上乙烯的結晶度,增加了聚合物鏈之間的距離,使得EVA樹脂更富有柔軟性和彈性。國外有試驗證明,VA(醋酸乙烯)為12%的EVA樹脂,在-76℃時也沒有斷裂,所以EVA樹脂不須加入任何增塑劑和其它助劑,具有安全性,可以用作食品包裝、藥品包裝和醫(yī)藥儀器的包裝。
純粹的EVA樹脂有較高的粘結力,這是由于乙烯支鏈上引入了極性基團VA,使得EVA熱熔膠有優(yōu)良的粘附性和印刷性。EVA樹脂中VA含量可由低一直到很高的百分比。所以樹脂中VA的百分含量和MI(熔融指數(shù),反映分子量大?。?,兩者是直接決定和影響EVA性質的重要因素。一般VA含量高,粘合力上升,對被粘接材料的潤濕性好,固化時間慢,耐熱性下降。熔融指數(shù)高,說明分子量低,膠體粘度下降,潤濕性好,耐熱性下降,粘合力不變。
另外,EVA樹脂的電性能與其VA含量呈線性關系。VA含量高,體積電阻降低,擊穿電壓降低,而介電損耗與介電常數(shù)升高。所以我們在用EVA膠粘劑作為熱封涂層時,可以用高頻電流的能量進行熱封,而聚乙烯則不能。
EVA在乙烯為基體的共聚物中,與EEA(乙烯-丙烯酸乙酯)、EAA(乙烯-丙烯酯)、EMA(甲基丙烯酯乙酯)相比,有較高的斷裂抗張強度,它隨著VA的含量不同而有所差異。如果EVA的MI不同,則斷裂抗張強度變化更大。
EVA屈服點的抗拉強度隨VA含量的增加而降低,如果VA含量在25%以上時,就變得很小。EVA的彎曲剛性相等于軟質PVC,其隨著VA的增加而下降,而MI升高,彎曲剛性變小。
EVA熱熔膠選擇的EVA樹脂,其VA百分比一般為20~40,MI為6~400。熱熔膠制備、使用溫度在180℃~200℃,如超出這個溫度范圍,則EVA要發(fā)生熱分解。由于支鏈上有VA基團,所以在高溫時,首先起脫醋酸反應,產(chǎn)生游離的醋酸,此時有強烈的刺激氣味,并有粉紅色的斑點生成。
EVA樹脂有很好的配伍性,它能與其他各種樹脂相溶和摻合,以改進物性。如EVA樹脂與硝酸纖維摻合,使硝酸纖維具有優(yōu)良的耐曲撓性、抗摩擦性和熱合性。硬質的PVC摻入5%~10%的EVA,改進了流動性,提高了耐沖擊性。EVA摻和到聚酰胺樹脂中,開發(fā)了低溫下良好的耐曲性和著色性。
增粘樹脂包括松香、松香酯、聚萜樹脂、低分子量聚乙烯以及C5、C9烯烴樹脂等。其與EVA樹脂有很好的相容性,能增加熱熔膠的粘合力,改進熱粘合性,貼合有效時間,提高熱熔膠對粘接面的潤濕性。增粘樹脂的選擇,要注意其熱的穩(wěn)定性,一般烯烴樹脂較松香衍生物要好。但松香衍生物能提供較好的粘合力。
常用的蠟為石蠟、微晶蠟、合成蠟、低分子量聚乙烯等。在EVA熱熔膠中,蠟的作用是降低粘度,改進潤濕性,降低固化時間,以及降低成本。但是它會引起脆性和降低粘附力。配方中用量要慎重,微晶蠟較其它蠟對膠的粘附力影響小。合成蠟在提高膠的耐熱性、降低膠的成本方面,要優(yōu)于微晶蠟、石蠟。
在印刷業(yè)中EVA熱熔膠早在70年代末先是用在書籍包本聯(lián)動機上,適合車速為每小時2500~5 000本的機器。到80年代中期,國內(nèi)高速包本聯(lián)動機的引進,改進的熱熔膠滿足每小時10000~13 000本的車速,基本上解決了裝訂拖出書時間后腿的問題。
隨著印刷業(yè)的發(fā)展以及對環(huán)保的重視,熱熔膠的應用面會越來越廣。熱熔膠的預涂膜解決了原覆膜工藝帶來的污染,使用簡便。涂布熱熔膠的包裝紙使食品、藥品的包裝聯(lián)動化。EVA的樹脂還可作為的連接料,提高的粘附性能。我們通過利用EVA樹脂優(yōu)異的配伍性能,還能研制出適合各行各業(yè)用的熱熔膠。
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