Heißschmelzkleber

Eine heiße Klebstoffpistole mit einem Klebstoffstock

Heißschmelzkleber (HMA), auch bekannt als Heißer Kleber, ist eine Form von thermoplastisch Klebstoff das wird üblicherweise als feste zylindrische Stöcke verschiedener Durchmesser verkauft, die mit a angewendet werden können Heißklebepistole. Die Waffe verwendet einen kontinuierlichen Dienst Heizkörper Um den Plastikkleber zu schmelzen, den der Benutzer entweder mit einem mechanischen Triggermechanismus auf der Waffe oder mit direktem Fingerdruck durch die Waffe drückt. Der Klebstoff, der aus der erhitzten Düse herausgedrückt wurde, ist zunächst heiß genug, um die Haut zu verbrennen und sogar zu blasen. Der Klebstoff ist klebrig, wenn es heiß ist, und verfestigt sich in wenigen Sekunden bis zu einer Minute. Heißschmelzklebstoffe können auch durch Eintauchen oder Sprühen angewendet werden und sind bei Hobbyisten und Handwerkern sowohl für die Affixing als auch als kostengünstige Alternative zu beliebt Harzguss.

Im industriellen Gebrauch bieten Heißschmelzklebstoffe mehrere Vorteile gegenüber lösungsmittelbasierten Klebstoffen. Flüchtige organische Verbindungen werden reduziert oder beseitigt, und der Trocknungs- oder Härtungsschritt wird beseitigt. Heißschmelzklebstoffe haben eine lange Haltbarkeit und können normalerweise ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen entsorgt werden. Einige der Nachteile beinhalten die thermische Belastung des Substrats, die die Verwendung von Substraten, die nicht empfindlich gegenüber höheren Temperaturen empfindlich sind, und den Verlust der Bindungsstärke bei höheren Temperaturen bis zum vollständigen Schmelzen des Klebstoffs. Der Verlust der Bindungsstärke kann durch die Verwendung eines reaktiven Klebstoffs verringert werden Heilung, ob durch Feuchtigkeit (z. B. reaktive Urethane und Silikone) oder ultraviolette Strahlung. Einige HMAs sind möglicherweise nicht gegen chemische Angriffe und Verwitterung. HMAs verlieren während des Verfestigung nicht die Dicke, während Klebstoffe auf Lösungsmittelbasis während des Trocknens bis zu 50–70% der Schichtdicke verlieren können.^[1]

Heiße Schmelzespezifikum

Schmelzen Viskosität

Eine der auffälligsten Eigenschaften. Beeinflusst die Ausbreitung des angelegten Klebstoffs und die Benetzung der Oberflächen. Die temperaturabhängige, höhere Temperatur verringert die Viskosität.

Schmelzeflussindex

Ein Wert in etwa umgekehrt proportional zum Molekulargewicht des Basispolymers. Hochschmelzdurchflüsse -Indexklebstoffe sind leicht anzutragen, weisen jedoch aufgrund kürzerer Polymerketten schlechte mechanische Eigenschaften auf. Niedrige Schmelzflussindexklebstoffe haben bessere Eigenschaften, sind jedoch schwieriger angewendet.

Topflebenstabilität

Der Grad der Stabilität im geschmolzenen Zustand, die Tendenz, sich zu zersetzen und zu zaubern. Wichtig für die industrielle Verarbeitung, bei der der Klebstoff über längere Zeiträume vor der Ablagerung geschmolzen wird.

Bond-Formationstemperatur

Minimale Temperatur, unter der ausreichende Benetzungen von Substraten nicht auftreten.^[2]

Allgemeine Begriffe

Offene Zeit

Die Arbeitszeit für eine Bindung, bei der die Oberfläche immer noch eine ausreichende Tackung behält, kann von Sekunden für schnell setzende HMA bis unendlich für druckempfindliche Klebstoffe reichen.

Zeit einstellen

Zeit, um eine Bindung akzeptabler Stärke zu bilden.

Heftzwecke

Der Grad der Oberflächenklebrigkeit des Klebstoffs; beeinflusst die Stärke der Bindung zwischen benetzten Oberflächen.

Oberflächenenergie

Einflüsse Benetzung von verschiedenen Arten von Oberflächen.

Verwendete Materialien

Heißschmelzkleber bestehen normalerweise aus einem Grundmaterial mit verschiedenen Zusatzstoffen. Die Zusammensetzung wird normalerweise so formuliert, dass a Glasübergangstemperatur (Beginn der Sprödigkeit) unter der niedrigsten Servicetemperatur und einer angemessen hohen Schmelztemperatur. Der Grad der Kristallisation sollte so hoch wie möglich sein, aber innerhalb von erlaubten Grenzen Schwindung. Die Schmelzviskosität und die Kristallisationsrate (und die entsprechende offene Zeit) können auf die Anwendung zugeschnitten werden. Eine schnellere Kristallisationsrate impliziert normalerweise eine höhere Bindungsstärke. Um die Eigenschaften von semikristallinen Polymeren zu erreichen, würden amorphe Polymere molekulare Gewichte zu hoch und daher unangemessen hohe Schmelzviskosität erfordern; Die Verwendung von amorphen Polymeren in Heißschmelzklebstoffen ist normalerweise nur als Modifikatoren. Einige Polymere können sich bilden Wasserstoffbrücken zwischen ihren Ketten und bildende Pseudo-Vernetzungen die das Polymer stärken.^[3]

Die Natur des Polymers und die Additive erhöhten die Klebrigkeit (genannt Tackierer) Beeinflussen die Natur der gegenseitigen molekularen Wechselwirkung und Wechselwirkung mit dem Substrat. In einem gemeinsamen System, Eva wird als Hauptpolymer mit Terpen-Phenolharz (TPR) als Tackifier verwendet. Die beiden Komponenten zeigen Wechselwirkungen zwischen Säurebasis zwischen den Carbonyl Gruppen von Vinylacetat und Hydroxyl Gruppen von TPR, Komplexe werden zwischen Phenolringen von TPR und gebildet Hydroxyl Gruppen auf der Oberfläche von Aluminiumsubstraten und Wechselwirkungen zwischen Carbonylgruppen und Silanol Gruppen auf Oberflächen von Glassubstraten werden gebildet.^[4] Polare Gruppen, Hydroxyls und Amingruppen können Säurebasis bilden und Wasserstoffbrücken mit polaren Gruppen auf Substraten wie Papier oder Holz oder Naturfasern. Nichtpolare Polyolefinketten interagieren gut mit unpolaren Substraten. Gut Benetzung des Substrats ist wichtig, um eine zufriedenstellende Bindung zwischen dem Klebstoff und dem Substrat zu bilden. Weitere polare Zusammensetzungen haben in der Regel eine bessere Haftung aufgrund ihrer höheren Oberflächenenergie. Amorphe Klebstoffe verformen sich leicht und neigen dazu, den größten Teil der mechanischen Dehnung in ihrer Struktur zu leiten und nur geringe Lasten an der Grenzfläche zwischen Klebstoff-Substrat zu bestehen. Selbst eine relativ schwache unpolar-nonpolare Oberflächenwechselwirkung kann eine ziemlich starke Bindung bilden, die hauptsächlich zu einem zusammenhängenden Versagen anfällt. Die Verteilung von Molekulargewichten und Kristallinitätsgrad beeinflusst die Breite des Schmelztemperaturbereichs. Polymere mit kristalliner Natur sind tendenziell starrer und haben eine höhere Kohäsionsfestigkeit als die entsprechenden amorphen, übertragen aber auch mehr Stamm an die Grenzfläche zwischen Klebstoff-Substrat. Ein höheres Molekulargewicht der Polymerketten bietet eine höhere Zugfestigkeit und Wärmebeständigkeit. Das Vorhandensein ungesättigter Bindungen macht den Klebstoff anfälliger für Autoxidation und UV -Abbau und erfordert die Verwendung von Antioxidantien und Stabilisatoren.

Die Klebstoffe sind normalerweise klar oder durchscheinend, farblos, strohfarben, braun oder bernsteinhaft. Pigmentierte Versionen werden ebenfalls hergestellt und sogar Versionen mit glitzernden Funkeln.^[5] Materialien, die polare Gruppen, aromatische Systeme sowie doppelte und dreifache Bindungen enthalten, tendenziell dunkler aussehen als nicht-polare, vollständig gesättigte Substanzen; Wenn ein wasserversperrter Erscheinungsbild gewünscht wird, geeignete Polymere und Zusatzstoffe, z. Es müssen hydrierte Angriffsharze verwendet werden.^[6]

Die Erhöhung der Anleihefestigkeit und der Servicetemperatur kann durch Bildung von erreicht werden Vernetzungen im Polymer nach Verfestigung. Dies kann durch die Verwendung von Polymeren erreicht werden Ultraviolett Strahlung, Elektronenbestrahlung, oder nach anderen Methoden.

In einigen Anwendungen ist der Widerstand gegen Wasser und Lösungsmittel von entscheidender Bedeutung. Zum Beispiel in der Textilindustrie, Widerstand gegen chemische Reinigung Lösungsmittel können erforderlich sein. Die Durchlässigkeit von Gasen und Wasserdampf kann wünschenswert sein oder nicht. Die Nichttoxizität sowohl der Grundmaterialien als auch der Additive und der Abwesenheit von Gerüchen ist wichtig für die Lebensmittelverpackung.

Massenkonsum wegwerfbare Produkte wie zum Beispiel Windeln Entwicklung von biologisch abbaubar Hmas. Forschung wird auf z. B. durchgeführt, Milchsäure Polyester,^[7] Polycaprolacton mit Soja -Protein,^[8] usw.

Einige der möglichen Grundmaterialien von Heißschmelzklebstoffen umfassen Folgendes:

• Ethylen-Vinylacetat (EVA) Copolymere, niedrige Performance, das niedrige Kosten und das häufigste Material für die Klebstangen (z. B. das hellbernfarbene thermogrips gs51, gs52 und gs53).^[9] Sie bieten eine ausreichende Festigkeit zwischen 30 und 50 ° C, sind jedoch auf die Verwendung unter 60–80 ° C begrenzt und haben niedrig und haben niedrig kriechen Widerstand unter Last. Der Vinylacetat -Monomergehalt beträgt etwa 18–29 Prozent nach Gewicht des Polymers. Oft werden hohe Mengen an Tackifikatoren und Wachs verwendet; Eine Beispielzusammensetzung beträgt 30–40% des EVA-Copolymers (liefert Kraft und Zähigkeit), 30–40% des Harzharzes (verbessert Benetzungen und Tack), 20–30% des Wachs (normalerweise auf Paraffinbasis; reduziert die Viskosität und verändert die Geschwindigkeit der Einstellung der Geschwindigkeit auf , reduziert die Kosten) und 0,5–1,0% der Stabilisatoren.^[10] Füllstoffe kann für spezielle Anwendungen hinzugefügt werden. Kann für Servicetemperaturen im Bereich von –40 bis +80 ° C und sowohl für kurze als auch für lange offene Zeiten und einen weiten Bereich von Schmelzviskositäten formuliert werden. Hohe Stabilität bei erhöhten Temperaturen und Widerstand gegen UV-Strahlung, die mit geeigneten Stabilisatoren weiter verbessert werden können. Hoher Vinylacetatgehalt kann zur Formulierung eines Heißmeltes dienen druckempfindlicher Klebstoff (HMPSA). EVA -Formulierungen sind mit Paraffin kompatibel. Eva war die Basis für die ursprüngliche heiße Schmelzzusammensetzung. Die Zusammensetzung des Copolymers beeinflusst seine Eigenschaften; Der erhöhte Gehalt an Ethylen fördert die Adhäsion an nichtpolaren Substraten wie Polyethylen, während ein erhöhter Gehalt an Vinylacetat die Adhäsion an polaren Substraten wie Papier fördert. Ein höherer Ethylengehalt erhöht auch die mechanische Festigkeit, den Blockwiderstand und die Paraffinlöslichkeit. Ein höherer Vinylacetatgehalt bietet höhere Flexibilität, Adhäsion, heiße Tack und eine bessere Leistung mit niedriger Temperatur. Die EVA der Klebstoffqualität enthält normalerweise 14–35% Vinylacetat. Niedrigere Molekulargewichtsketten bieten eine geringere Schmelzviskosität, eine bessere Benetzung und eine bessere Haftung an porösen Oberflächen. Höhere Molekulargewichte bieten einen besseren Zusammenhalt bei erhöhten Temperaturen und ein besseres Verhalten mit niedrigem Temperatur.^[11] Das erhöhte Verhältnis von Vinylacetat senkt die Kristallinität des Materials, verbessert die optische Klarheit, Flexibilität und Zähigkeit und verschlimmert die Resistenz gegen Lösungsmittel. EVA kann durch Peroxide vernetzt werden, was ein Thermosettungsmaterial ergibt.^[12] EVAs können mit aromatischen Kohlenwasserstoffharzen verstärkt werden.^[13] Pfropfung Butadien Eva verbessert seine Haftung.^[14] Die dielektrischen Eigenschaften sind aufgrund des hohen Gehalts an polaren Gruppen schlecht, die dielektrischer Verlust ist mäßig hoch. Polypropylen-HMAs sind eine bessere Wahl für Hochfrequenzelektronik.^[15] EVAs sind optisch klarer und mehr Gas und Dampf durchdrang als Polyolefine. Fast die Hälfte von EVA HMAS wird in Verpackungsanwendungen verwendet. Kryogenes Schleifen von EVAs können kleine, wasserdispersible Partikel für Wärmesiegelanwendungen liefern. EVA kann sich hauptsächlich durch den Verlust von abbauen Essigsäure und Bildung einer Doppelbindung in der Kette und durch oxidativen Abbau.^[16] EVA kann zu einer Vielzahl von HMAs zusammengefasst werden, von weichen, druckempfindlichen Klebstoffen bis hin zu starren strukturellen Klebstoffen für Möbelkonstruktionen.
  • Ethylen-Acrylat Copolymere haben eine niedrigere Glasübergangstemperatur und eine höhere Haftung selbst an schwierige Substrate als EVA. Besserer thermischer Widerstand, erhöhte Haftung an Metalle und Glas. Geeignet für den Gebrauch mit niedriger Temperatur. Ethylen-Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid und ethylen-acryl-maleischer Anhydrid Terpolymere bieten sehr hohe Leistung.^[17] Beispiele sind Ethylen n-Butylacrylat (ENBA), Ethylen-Acrylsäure (EAA) und Ethylenethylacetat (EWR).
• Polyolefine (Po) (Polyethylen (normalerweise LDPE aber auch HDPE, was einen höheren Schmelzpunkt und einen besseren Temperaturwiderstand hat), Ataktisch Polypropylen (PP oder App), Polybuten-1, oxidiertes Polyethylen usw.), niedrige Leistung, für schwer zu bindende Kunststoffe. Sehr gute Haftung an Polypropylen, gut Feuchtigkeitsbarriere, chemischer Widerstand gegen Polare Lösungsmittel und Lösungen von Säuren, Basen und Alkoholen. Längere offene Zeit im Vergleich zu EVA und Polyamiden.^[18] Polyolefine haben niedrig Oberflächenenergie und bieten eine gute Benetzung der meisten Metalle und Polymere. Metallozän-Catalys-synthetisierte Polyolefine haben eine enge Verteilung des Molekulargewichts und entsprechend engen Schmelztemperaturbereichs. Aufgrund der relativ hohen Kristallinität sind Klebstoffe auf Polyethylenbasis tendenziell undurchsichtig und je nach Weiß oder gelblichem Zusatzstoffen. Heiße Schmelze von Polyethylen haben eine hohe Stabilität der Topflebensdauer, sind nicht zu Verkohlungen und sind für mittelschwere Temperaturbereiche und auf porösen nicht flexiblen Substraten geeignet. Stickstoff oder Kohlendioxid kann in die Schmelze eingeführt werden und bilden a Schaum Dies erhöht die Ausbreitung und die offene Zeit und verringert die Übertragung von Wärme in das Substrat, wodurch die Verwendung von wärmeempfindlichen Substraten ermöglicht wird; HMAs auf Polyethylenbasis werden normalerweise verwendet. Schaumbare HMAs sind seit 1981 auf dem Markt erhältlich. Amorphe Polypropylen -HMAs haben gute dielektrische Eigenschaften, was sie für die Verwendung bei hohen Frequenzen geeignet ist. PE und App werden normalerweise alleine oder nur mit einer geringen Menge an Tackifikern (normalerweise Kohlenwasserstoffe) und Wachs (normalerweise Paraffine oder mikrokristalline Wachse, für geringere Kosten, verbesserte Anti-Blockierungen und veränderte offene Zeit und Erweichentemperatur) verwendet. Das Molekulargewicht des Polymers ist normalerweise niedriger. Niedrigere Molekulargewichte bieten eine bessere Leistung mit niedriger Temperatur und höhere Flexibilität, höhere Molekulargewichte erhöhen die Dichtfestigkeit, die heiße Taste und die Schmelzviskosität.^[19]
  • Polybuten-1 und seine Copolymere sind weich und flexibel, hart, teilweise kristallin und kristallisieren langsam mit langen offenen Zeiten. Die niedrige Temperatur der Rekristallisation ermöglicht die Spannungsfreisetzung während der Bildung der Bindung. Gute Bindung an unpolare Oberflächen, schlechtere Bindung mit polaren. Gut für Gummi Substrate. Kann als druckempfindlich formuliert werden.^[20]
  • Amorph Polyolefin (Apo/Apao) Polymere sind mit vielen Lösungsmitteln, Tackifikern, Wachs und Polymeren kompatibel; Sie finden in vielen Klebstoffanwendungen einen großen Einsatz. APO -heiße Schmelzen haben einen guten Kraftstoff- und Säurebestand, eine mäßige Wärmebeständigkeit, sind klebrig, weich und flexibel, haben eine gute Haftung und längere offene Zeiten als kristalline Polyolefine. APOs haben tendenziell eine geringere Schmelzviskosität, eine bessere Haftung, längere offene Zeiten und langsame festgelegte Zeiten als vergleichbare EVAs. Einige Apos können allein verwendet werden, aber oft werden sie mit Tackifikern, Wachern und Weichmachern zusammengesetzt (z. B.,,, Mineralöl, Poly-Butenöl). Beispiele für Apos umfassen amorphes (ataktisches) Propylen (APP), amorphes Propylen/Ethylen (APE), amorphes Propylen/Buten (APB), amorphes Propylen/Hexen (APH), amorphes Propylen/Ethylen/Buten. Die App ist härter als APE, was härter als APB ist, was in Übereinstimmung mit abnehmender Kristallinität schwieriger ist als APH. Apos zeigen relativ niedrig ZusammenhaltDie verwickelten Polymerketten haben ein ziemlich hohes Maß an Bewegungsfreiheit. Unter mechanischer Belastung wird der größte Teil des Stammes durch Dehnung und Entwirrung von Polymerketten abgeleitet, und nur eine kleine Fraktion erreicht die Grenzfläche zwischen Klebstoff-Substrat. Kohäsives Versagen ist daher ein häufigerer Fehlermodus von APOs.^[21]
• Polyamide und Polyester, Hochleistungs
  • Polyamide (PA), Hochleistungs-Umgebungen; Hochtemperaturkleber; In der Regel bei über 200 ° C angewendet, kann aber während der Verarbeitung abgebaut und char werden. Im geschmolzenen Zustand kann sich durch atmosphärische Sauerstoff etwas verschlechtern. Hohe Anwendungstemperatur. Hoher Servicetemperaturen, die im Allgemeinen eine ausreichende Bindung von –40 bis 70 ° C aufweisen; Einige Zusammensetzungen ermöglichen den Betrieb auf 185 ° C, wenn sie keine Last tragen müssen. Resistent gegen Weichmacherdaher zum Kleben geeignet Polyvinylchlorid; Nur Polyamide, die aus Sekundärdiaminen stammen, bieten jedoch eine zufriedenstellende Bindung.^[22] Widerstand gegen Öle und Benzin. Gute Adhäsion an viele Substrate wie Metall, Holz, Vinyl, ABS und behandeltes Polyethylen und Polypropylen. Einige Formulierungen sind Ul-Zugelassen für elektrische Anwendungen, die eine verringerte Entflammbarkeit erfordern. Drei Gruppen werden mit niedrigem, mittlerem und hohem Molekulargewicht eingesetzt. Die niedrigen MW sind mit niedrigem Temperatur schmelzen und leicht aufzutragen, haben jedoch eine geringere Zugfestigkeit, eine niedrigere Zugfestigkeit und eine geringere Dehnung als die hohen MW. Die hoch-mw-Einsen erfordern anspruchsvolle Extruder und werden als Hochleistungsstrukturklebstoffe verwendet. Das Vorhandensein von Wasserstoffbrücken Zwischen den Polymerketten verleiht Polyamide im Vergleich zu anderen Polymeren eine hohe Festigkeit bei geringen Molekulargewichten. Wasserstoffbrückenbindungen sorgen auch für den größten Teil der Klebstofffestigkeit bis zum Schmelzpunkt. Sie machen das Material jedoch auch anfälliger für die Permeation von Feuchtigkeit im Vergleich zu Polyestern. Kann als weich und klebrig oder so hart und starr formuliert werden. Nischenanwendungen, zusammen mit Polyestern, die weniger als 10% des Gesamtvolumens an Markt für Hot-Melt-Klebstoffe einnehmen. Die Absorption von Feuchtigkeit kann zu Schäumen während der Anwendung führen, da Wasser während des Schmelzens verdunstet und Hohlräume in der Kleberschicht hinterlassen, die die mechanische Festigkeit abbauen. Polyamid HMAs bestehen normalerweise aus a Dimersäure mit oft zwei oder mehr unterschiedlichen Diaminen. Die Dimer -Säure zeigt normalerweise 60–80% der gesamten Polyamidmasse und liefert amorphes unpolares Charakter. Lineare aliphatische Amine wie z. Ethylendiamin und Hexamethylen Diamin, liefern Sie Härte und Stärke. Längerkettige Amine wie Dimeramin reduzieren die Menge an Wasserstoffbrückenbindungen pro Materialvolumen, was zu einer geringeren Steifheit führt. Polyether-Diamine bieten eine gute Flexibilität mit niedriger Temperatur. Piperazin und ähnliche Diamine reduzieren auch die Anzahl der Wasserstoffbrückenbindungen. Nur Polyamide basierend auf Piperazin und ähnlichen sekundären Aminen bilden eine zufriedenstellende Bindung mit Polyvinylchlorid; Primäre Amine bilden stärkere Wasserstoffbrückenbindungen innerhalb des Klebstoffs, sekundäre Amine können nur als Protonenakzeptoren wirken, keine Wasserstoffbrückenbindungen innerhalb des Polyamids bilden und können daher freie Bindungen mit Vinyl bilden, wahrscheinlich mit dem Wasserstoffatom neben dem Chlor.^[22]
  • Polyester, ähnlich denen, die verwendet werden synthetische Fasern. Hohe Anwendungstemperatur. Synthetisiert aus a Diol und ein Dicarbonsäure. Die Länge der Diolkette hat einen großen Einfluss auf die Eigenschaften des Materials; Mit zunehmender Diolkettenlänge steigt der Schmelzpunkt, die Kristallisationsrate nimmt und der Kristallisationsgrad nimmt ab. Sowohl die Diol als auch die Säure beeinflussen den Schmelzpunkt. Im Vergleich zu ähnlichen Polyamiden haben Polyester aufgrund des Fehlens von Wasserstoffbrückenbindungen eine geringere Festigkeit und einen Schmelzpunkt, sind jedoch viel resistenter gegen Feuchtigkeit, obwohl sie immer noch anfällig sind. In anderen Parametern und in Anwendungen, bei denen diese Faktoren keine Rolle spielen, sind Polyester und Polyamide sehr ähnlich. Polyester werden häufig für Bindungsstoffe verwendet. Sie können selbst verwendet oder mit großen Mengen an Zusatzstoffen gemischt werden. Sie werden verwendet, wenn eine hohe Zugfestigkeit und Hochtemperaturwiderstand erforderlich sind. Die meisten Heißschmelzklebstoffe im Polyester haben einen hohen Grad an Kristallinität. Nischenanwendungen, zusammen mit Polyamiden, die weniger als 10% des Gesamtvolumens des Warm-Meltzeles-Marktes einnehmen. Wasserdispersible amorphe Polymere, modifiziert durch Zugabe von Natrium Sulfonat Gruppen für die Dispersion wurden jedoch für abgelehnte Klebstoffe entwickelt.^[23] Polyester sind oft stark kristallin und führen zu einem schmalen Schmelztemperaturbereich, der für Hochgeschwindigkeitsbindung vorteilhaft ist.
• Polyurethane
  • Thermoplastisch Polyurethan (TPU) bieten eine gute Haftung an verschiedenen Oberflächen aufgrund des Vorhandenseins von Polar- Gruppen. Ihre Übergangstemperatur mit niedrigem Glas bietet Flexibilität bei niedrigen Temperaturen. Sie sind sehr elastisch und weich, mit weit möglichen Kristallisations- und Schmelzpunktbereichen. Polyurethane bestehen aus langen linearen Ketten mit flexiblen, weichen Segmenten (Diisocyanat-Gekoppelte Niedrigmelkting Polyester oder Polyether Ketten) abwechselnd mit starre Segmenten (Diurethanbrücken, die aus Diisocyanat resultieren, die mit einem kleinen Molekül reagieren Glykol Kettenleiter). Die starren Segmente bilden Wasserstoffbrückenbindungen mit starren Segmenten anderer Moleküle. Ein höheres Verhältnis von weichen zu harten Segmenten bietet eine bessere Flexibilität, Dehnung und Leistung mit niedriger Temperatur, aber auch eine geringere Härte, einen Modul und eine Abriebfestigkeit. Die Bindungstemperatur ist niedriger als bei den meisten anderen HMAs, nur etwa 50–70 ° C, wenn sich der Klebstoff wie ein weicher Gummi verhält, der als druckempfindlicher Klebstoff wirkt. Die Oberflächenbenetzung in diesem amorphen Zustand ist gut, und beim Abkühlen kristallisiert das Polymer und bildet eine starke flexible Bindung mit hoher Kohäsion. Wahl eines ordnungsgemäßen Diisocyanat und Polyol Die Kombination ermöglicht die Anpassung der Polyurethaneigenschaften; Sie können selbst verwendet oder mit einem Weichmacher gemischt werden. Polyurethane sind mit den häufigsten Weichmachern und vielen Harzen kompatibel.^[24]
  • Polyurethane (PUR) oder reaktive Urethane für hohe Temperaturen und hohe Flexibilität. Neue Art von Heißmelzen Thermosettierung Klebstoffe, eingeführt Anfang der neunziger Jahre. Die Verfestigung kann schnell oder in einem Bereich von mehreren Minuten erweitert werden. sekundäre Heilung mit atmosphärischer oder Substratfeuchtigkeit dauert sich mehrere Stunden lang an und bildet sich Vernetzungen im Polymer. Hervorragende Resistenz gegen Lösungsmittel und Chemikalien. Niedrige Anwendungstemperatur, geeignet für wärmeempfindliche Substrate. Wärmefest nach der Heilung mit Servicetemperaturen im Allgemeinen von –30 ° C bis +150 ° C. Tintenlöslich resistent. Oft verwendet in Buchbinderei, Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Filter- und Plastiktütenanwendungen. Anfällig für UV -Abbau Wenn Sie die Verfärbung und Verschlechterung mechanischer Eigenschaften verursachen, müssen UV -Stabilisatoren und Antioxidantien gemischt werden.^[25] In der Regel basierend auf Präpolymeren aus Polyolen und Methylen Diphenyldiisocyanat (MDI) oder anderes Diisocyanat mit geringer Menge freier Isocyanatgruppen; Diese Gruppen reagieren Feuchtigkeit und Vernetzung. Die Unvervölkerung verfestigten sich "grüne" Stärke ist tendenziell niedrig als nicht reaktive HMAs, und es entwickelt sich die mechanische Stärke bei der Heilung. Die grüne Festigkeit kann verbessert werden, indem das Präpolymer mit anderen Polymeren gemischt wird.^[26]
    Obwohl es seit Jahrzehnten mit Hot Melt -Klebstoffen gibt, haben die Fortschritte in der PUR -Entwicklung ab den 1950er Jahren für Anwendungen wie Buchbinding, Holzbearbeitung und Verpackung beliebt. Da es sehr flexibel ist und eine breite thermische Umgebungspanne hat, eignet sich PUR perfekt für schwierige Substrate.^[27]
• Styrol Blockcopolymere (SBC), auch als Styrolcopolymerklebstoffe und Klebstoffe auf Gummibasis bezeichnet, weisen eine gute Flexibilität mit niedriger Temperatur, eine hohe Dehnung und eine hohe Wärmefestigkeit auf. Häufig verwendet in druckempfindlicher Klebstoff Anwendungen, bei denen die Zusammensetzung auch dann festgehalten wird, wenn er festigte; Es werden jedoch auch nicht-sensitive Formulierungen verwendet. Hohe Wärmebeständigkeit, gute Flexibilität mit niedriger Temperatur.^[28] Niedrigere Festigkeit als Polyester. Sie haben normalerweise eine A-B-A-Struktur mit einem elastischen Gummisegment zwischen zwei starren plastischen Endblöcken. Hochfeste Filmformer als Standalone erhöhen Kohäsion und Viskosität als Additiv. Wasserresistent, löslich in einigen organischen Lösungsmitteln; Die Vernetzung verbessert die Lösungsmittelresistenz. Harze, die mit Endblöcken (Cumaron-Indegen, α-Methylstyren, Vinyl-Toluol, aromatischen Kohlenwasserstoffen usw.) assoziieren, verbessern die Adhäsion und Veränderung der Viskosität. Harze, die mit den Midblocks (aliphatische Olefine,, Kolophonium Ester, Polyterpene, Terpenphenole) Verbesserung der Adhäsion, Verarbeitung und druckempfindlichen Eigenschaften. Die Zugabe von Weichmachern senkt die Kosten, verbessert den Drucksensitiv an, verringert die Schmelzviskosität, verringert die Härte und verbessert die Flexibilität mit niedriger Temperatur. Die A-B-A-Struktur fördert eine Phasentrennung des Polymers, die die Endblöcke zusammenbindet, wobei die zentralen elastischen Teile als Vernetzungen fungieren. SBCs erfordern keine zusätzliche Vernetzung.^[29]
  • Styrol-Butadien-Styren (SBS), verwendet in hochfesten PSA-Anwendungen.
  • Styrol-Isopren-Styren (SIS), verwendet in hohen PSA-Anwendungen mit niedriger Viskosität.
  • Styrol-Ethylen/Butylen-Styren (SEBS), verwendet bei niedrigen selbstverwalteten nicht gewebten Anwendungen.
  • Styrolethylen/Propylen (SEP)
• Polycaprolacton mit Soja -Protein, verwenden Kokosnussöl als Weichmacher a biologisch abbaubar Heißschmelzkleber untersucht bei Korea University.^[8]
• Polycarbonate^[30]
• Fluoropolymeremit Tackifiers und Ethylencopolymer mit polaren Gruppen^[31]
• Silikongummi, unterziehen sich nach Verfestigung einer Vernetzung, bilden dauerhafte flexible UV- und wetterfeste Silikondichtmittel^[32]
• Thermoplastisch Elastomere
• Polypyrrol (Ppy), a leitfähiges Polymerfür intrinsisch leitende Heißschmelzklebstoffe (iChmas), die für verwendet werden EMI Abschirmung.^[33] EVA mit 0,1–0,5 verschärft wt.% ppy absorbiert stark in Nah-Infrarot, um den Einsatz als Nahinfrarot-Aktivklebstoffe zu ermöglichen.^[34]
• verschiedene andere Copolymere^[35]

Die üblichen Zusatzstoffe enthalten die folgenden:

• Tacking Harze (z. B. Rosen und ihre Derivaten, Terpene und modifizierte Terpene, aliphatischcycloaliphatische und aromatische Harze (aliphatische Harze C5, aliphatische/aromatische Harze C9), hydrierte Kohlenwasserstoffharze und ihre Gemische bis zu etwa 40, und ihre Gemische bis etwa 40, C5/C9-Harze), hydrierte Kohlenwasserstoffharze und ihre Gemische bis zu 40 %.^[36] Tackierer haben tendenziell geringes Molekulargewicht, Übergangs- und Weichentemperatur über die Raumtemperatur, die sie mit geeignetem Bereich vermitteln viskoelastisch Eigenschaften. Tackifierer bieten häufig den größten Teil des Gewichtsanteils und die Kosten des Heißschmelzklebers.
• Wachse, z.B., Mikrokristalline WachseFettamidwachs oder oxidiert Fischer -TROPSCH Wachse; Erhöhen Sie die Einstellungsrate. Eine der Schlüsselkomponenten von Formulierungen, wachsen die Schmelzviskosität und kann die Bindungsfestigkeit und den Temperaturbeständigkeit verbessern.^[37]
• Weichmacher (z.B., Benzoates wie 1,4-Cyclohexan-Dimethanol-Dibenzoat, Glyceryl-Stammeszoat oder Pentaerythrit-Tetrabenzoat, Phthalate, Paraffinöle, Polyisobutylen, Chlorierte Paraffine, etc.)
• Antioxidantien und Stabilisatoren (z. B. behinderte Phenole, Bht, Phosphite, Phosphate, behinderte aromatische Amine); In kleinen Mengen (<1%) hinzugefügt, ohne die physikalischen Eigenschaften zu beeinflussen. Diese Verbindungen schützen das Material sowohl während der Lebensdauer als auch im geschmolzenen Zustand während der Anwendung vor Abbau. Stabilisatoren, die auf funktionalisierten Silikonen basieren, haben eine verbesserte Resistenz gegen Extraktion und Outgassing.^[38]
• UV -Stabilisatoren schützen das Material vor dem Abbau durch UV-Strahlung
• Pigmente und Farbstoffe, funkeln
• Biozide zum Behinderung des Bakterienwachstums
• Flammschutzmittel
• Antistatische Wirkstoffe
• Füllstoffezur Reduzierung der Kosten, zur Verbesserung der Kohäsionsfestigkeit (eine Aggregat-Matrix Verbundwerkstoff) und änderende Eigenschaften; z.B., Kalziumkarbonat, Bariumsulfat, Talk, Kieselsäure, Kohlenschwarz, Tone (z.B., Kaolin).^[39]

Flüchtlingskleber und druckempfindliche Klebstoffe sind in heißem Schmelzform erhältlich. Mit einer tackartigen Konsistenz wird PSA durch den Druck des Drucks bei Raumtemperatur gebunden.^[40]

Additive und Polymere enthalten ungesättigte Anleihen sind sehr anfällig für Autoxidation. Beispiele beinhalten Kolophonium-basierte Zusatzstoffe. Antioxidantien können zur Unterdrückung dieses Alterungsmechanismus verwendet werden.

Zugabe von ferromagnetischen Partikeln, hygroskopisch Mikrowellenheizung.^[41]

Zugabe von elektrisch leitfähig Partikel können leitende heiße Melzenformulierungen liefern.^[42]

Anwendungen

Heißschmelzklebstoffe sind so zahlreich wie vielseitig. Im Allgemeinen werden heiße Schmelzen durch Extrudieren, Rollen oder Sprühen aufgetragen, und die hohe Schmelzviskosität macht sie ideal für poröse und durchlässige Substrate.^[43] HMA sind in der Lage, eine Reihe verschiedener Substrate zu verbinden, darunter: Gummi, Keramik, Metalle, Kunststoffe, Glas und Holz.^[40]

Heute sind HMA (Hot-Melt-Klebstoffe) in verschiedenen Arten erhältlich, die in einer Vielzahl von Anwendungen in mehreren Branchen verwendet werden. Zur Verwendung mit Hobby- oder Handwerksprojekten wie der Montage oder Reparatur von Fernsteuerungsschaum Modellflugzeugund künstliche Blumenarrangements, heiße Stöcke und heiße Klebstoffpistolen werden bei der Anwendung des Klebstoffs verwendet. Für den Einsatz in industriellen Prozessen wird Klebstoff in größeren Stöcken und Klebempistolen mit höheren Schmelzraten geliefert. Abgesehen von Heißschmelzstöcken kann HMA in anderen Formaten wie körniger oder Stromschärfen für Schüttgut-Schmelzprozessoren geliefert werden. Größere Anwendungen von HMA verwenden traditionell pneumatische Systeme, um Klebstoff zu liefern.^[43]

Beispiele für Branchen, in denen HMA verwendet wird, umfassen:

• Schließen Sie die Klappen von Wellkästen und Papierbrettkartons in der Verpackung Industrie.^[44]
• Wirbelsäule kleben in der Buchbinderei Industrie^[44]
• Profilverschiebung, Produktbaugruppe und Laminierung von Anwendungen in der Holzbearbeitungsindustrie^[44]
• Einwegwindeln werden durch die Verwendung von HMA konstruiert, wodurch das nicht gewebte Material sowohl an die Rückblatt als auch an die Elastik verbindet.
• Viele Hersteller von elektronischen Geräten können auch ein HMA verwenden, um Teile und Drähte zu fördern oder die Komponenten des Geräts zu sichern, zu isolieren und zu schützen.

Format

Heißschmelzklebstoffe werden häufig in Stöcken oder Patronen verkauft, die für die beabsichtigte Kleberpistole geeignet sind. Auch Schüttgüter werden verwendet: Diese werden für die anschließende Anwendung abgeladen oder in ein Klebstoffreservoir transportiert. Große Open-Head-Trommeln werden auch für die Anwendung mit hoher Lautstärke verwendet. Heißmelzen-Trommelpumpen haben einen erhitzten Platten, der den Klebstoff zum Pumpen durch erhitzte Schläuche schmilzt.

Verweise